[发明专利]利用激光的倒装芯片粘结方法及利用其的半导体粘结装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用激光的倒装芯片粘结方法及利用此的半导体粘结装置，即，将半导体芯片粘贴到回路基板时，利用激光熔接到基板，更详细地说，利用激光以高温加热已形成于回路基板表面的隆起物(bump)而使其液化之后，将半导体芯片安放在液化隆起物并以一定压力压缩，随着液化隆起物变硬，半导体芯片与回路基板的导体端子相互连接，使用对温度敏感的基板等时，能够最小化接触不良率。

背景技术

一般地说，倒装芯片粘结方法是将半导体芯片粘贴到回路基板时，不使用金属引线金属丝等另外的连接结构或球栅阵列(BGA)等中间媒介而利用芯片下面的电极图案而直接熔接的方式。这种倒装芯片粘结方法也被称为无引线(leadless)半导体，随着半导体大小的逐渐缩小，有利于小型及轻量化，能够更细微地调整电极之间的距离(节距)，因此得到普遍适用。

如所述的倒装芯片粘结方法主要使用热压焊方式。根据这种以往的热压焊方式，回路基板的上面形成导电层，并形成球块(bump ball)，该球块在半导体芯片下端的温度增高时变成液体，当温度降低时变硬。这时，若加热半导体芯片，则球块会变成液体，向回路基板方向逐渐加压半导体芯片而在回路基板的导电层上安放半导体芯片。并且，随着球块的硬化，半导体芯片与回路基板实现相互熔接。

根据这种以往的倒装芯片粘结方法，加热半导体芯片时，需要一定的时间才能达到能够使球块变成液体的温度。若这样长时间加热半导体芯片，会产生半导体芯片被热受损的情况，因一定时间内的生产量受限，无法期待生产能力的提高。并且，对于材质对高温敏感的半导体芯片无法适用。

并且，接合精密度上可能会存发生半导体芯片与回路基板的接合位置稍微偏移的问题。即，因限定了加热半导体芯片的温度，从球块的液体化温度达到硬化温度的时间较短，导致半导体芯片与回路基板的接合部位的接合率的下降。并且，因半导体芯片与回路基板的收缩，在稍微偏移的部分或未精确粘贴的部位产生裂纹(crack)，导致不良率的增加，乃至寿命及耐久性方面的致命问题。

因此，急需开发一种倒装芯片粘结方法及利用此方法的半导体粘结装置，即，为了将粘贴在半导体芯片的隆起物变成液体而能够用高温短时间加热的新的加热工具，用该加热工具加热半导体芯片时，能够减少半导体芯片的热损伤，还能用于多种半导体芯片。

在先技术文献

专利文献

1.韩国公开专利公报第10-2008-0040151号“激光粘结装置及激光粘结方法”(公开日期2008.05.08)

2.韩国公开专利公报第10-2012-0052486号“利用激光的电子部件的粘结方法及装置”(公开日期2012.05.24)

3.韩国公开专利公报第10-2014-0002499号“粘结装置”(公开日期2014.01.08)

发明内容

(要解决的技术问题)

本发明的目的在于，为了解决所述问题而提供一种利用激光的倒装芯片粘结方法，即，能够均匀地维持半导体芯片加热区域的温度分布，从而能够提高产品的品质，还能灵活处理工程方面发生的多种问题。

并且，本发明的目的在于，提供一种利用所述粘结方法的半导体粘结装置，其具备：激光发振装置，能够瞬间用高温加热半导体芯片；及预备加热工具，预热半导体芯片，从而使得用于向移送半导体芯片的移送轨道连接半导体与回路基板的导电性粘合胶迅速达到液体化温度。

(解决问题的手段)

根据本发明的利用激光的倒装芯片粘结方法，包括如下步骤：基板准备步骤，准备半导体及用于安放所述半导体的回路基板；被膜形成步骤，执行所述基板准备步骤之后，为了防止所述半导体表面产生污染或缺陷，在半导体表面形成一定厚度的被膜；半导体调整步骤，执行所述被膜形成步骤之后，将半导体及回路基板安放到半导体粘结装置，调整半导体与回路基板的接合部位；粘结步骤，为了液化形成于所述半导体与所述回路基板之间的多个导电性隆起物末端的粘合胶，向已完成所述调整的半导体照射一定时间的激光，完成激光的照射后，随着所述粘合胶的硬化，所述半导体与所述回路基板相互接合；第1清洗步骤，执行所述粘结步骤之后，消除因所述粘合胶的硬化而残留在所述半导体与所述回路基板相互接合的部位的残留异物；干燥步骤，执行所述第1清洗步骤之后，消除残留在所述半导体与所述回路基板的清洗液。

在执行所述粘结步骤之前，还执行：预备加热步骤，以一定温度加热已安放半导体的所述回路基板的下端，从而所述激光照射所述半导体而产生的热能能够均匀地传递到所述半导体的全面，能够同时实现位于所述多个隆起物末端的粘合胶的液化。