[发明专利]用于为焊料凸块形成柱状晶粒结构的热梯度回流

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，更具体地，涉及用于为焊料凸块形成柱状晶粒结构的热梯度回流的技术。

背景技术

焊料凸块广泛用于集成电路元件的接合。为了接合集成电路元件，焊料凸块置于集成电路元件之间，并且与该集成电路元件的接合焊盘电连接。然后，实施回流使电路元件熔化。可以通过例如使用加热器将集成电路元件加热到高于集成电路凸块熔化温度的温度，进而实施回流。接着，通过向集成电路吹冷空气，从而使焊料凸块凝固，其中，可以从集成电路元件的相对方向吹冷空气。焊料凸块的回流通常用在倒装接合中。

焊料凸块通常会由于，例如，热循环，而发生开裂。焊料凸块的开裂会导致集成电路的性能和可靠性降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种方法，包括：将包含第一工件和第二工件的封装结构加热，以熔化第一工件和第二工件之间的多个焊料凸块；以及在加热步骤之后，将多个焊料凸块凝固，其中，方法进一步包括：在凝固步骤期间，将封装结构的第一侧保持在第一温度，第一温度高于多个焊料凸块的熔化温度，其中，利用加热源实施保持步骤；以及在凝固步骤期间，利用冷却源将封装结构的第二侧保持在第二温度，第二温度低于熔化温度，其中，第二侧与第一侧相对。

其中，在将多个焊料凸块凝固的步骤期间，在多个焊料凸块中的每一个中都建立温度梯度，并且，其中，温度梯度的方向基本上垂直于第一工件和第二工件的主表面。

其中，第一温度高于大约200℃。

其中，第二温度低于大约0℃。

其中，第二温度低于大约-20℃。

其中，加热源配置为吹热空气，冷却源配置为吹冷空气。

其中，加热源配置为吹热空气，冷却源包含在传送带中，传送带配置为传送封装结构。

该方法进一步包括：利用隔热板在封装结构的顶侧和底侧之间形成隔离，其中，加热源配置为从顶侧和底侧中的一个中吹热空气，以及其中，冷却源配置为从顶侧和底侧中的另一个中吹冷空气。

该方法进一步包括：在凝固步骤期间，将磁场施加到多个焊料凸块。

该方法进一步包括：在凝固步骤之后，施加交变磁场，以将多个焊料凸块、第一工件和第二工件消磁。

其中，磁场大于大约2特斯拉。

此外，还提供了一种方法，包括：将第一工件堆叠在第二工件的正上方，其中，焊料凸块置于第一工件和第二工件之间；将第一工件和第二工件加热，以熔化焊料凸块；在加热步骤之后以及焊料凸块凝固之前，在传送带上传送第一工件和第二工件，其中，传送带处在第一温度，第一温度不高于室温；以及在加热步骤之后以及焊料凸块凝固之前，将热空气从第一工件和第二工件的顶侧吹到第一工件和第二工件上，其中，热空气处在第二温度，第二温度高于焊料凸块的熔化温度。

其中，传送带的第一温度低于大约0℃。

其中，向第一工件和第二工件吹冷空气，直到焊料凸块凝固。

其中，随着传送带上的第一工件和第二工件的传送步骤的进行，热空气的第二温度逐渐下降。

其中，随着传送带上的第一工件和第二工件的传送步骤的进行，传送带的第一温度逐渐上升。

该方法进一步包括：在加热步骤之后以及焊料凸块凝固之前，在焊料凸块上施加磁场。

该方法进一步包括：在焊料凸块凝固之后，施加交变磁场，以将焊料凸块消磁。

附图说明

为了全面理解本公开及其优点，现在结合附图进行以下描述作为参考，其中：

图1至图4B是在接合工艺中焊料凸块回流的中间阶段的横截面图，其中，在焊料凸块凝固期间，建立了热梯度，并且还可以施加磁场；

图5示出了利用回流工艺将被接合的集成电路元件消磁；以及

图6A至图6G示出了回流和底部填充施加(underfill dispensing)工艺的示例性流程。

具体实施方式

下面，详细讨论本发明各实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例仅仅是说明性的，而不用于限制本发明的范围。

根据实施例，提出了一种新式的用于接合集成电路元件的实施回流的方法。还论述了实施例的变化。在各个视图和所示实施例中，相似的参考标号用于表示相似的部件。