[发明专利]用于倒装芯片的激光接合的设备以及方法

说明书

本发明提供一种倒装芯片激光接合设备以及倒装芯片激光接合方法，且更确切地说，一种用于倒装芯片激光接合的设备和方法，其中呈倒装芯片形式的半导体芯片通过使用激光束接合到衬底。根据倒装芯片激光接合设备以及倒装芯片激光接合方法，即使是弯曲或有可能弯曲的半导体芯片也可以通过在按压半导体芯片时利用激光接合将半导体芯片接合到衬底来接合到衬底而不发生焊料凸块的接触失效。

技术领域

一或多个实施例涉及一种用于倒装芯片激光接合的设备和方法，且更确切地说，涉及一种用于倒装芯片激光接合的设备和方法，其中呈倒装芯片形式的半导体芯片通过使用激光束接合到衬底。

背景技术

随着电子产品变得紧凑，广泛地使用未引线接合的呈倒装芯片形式的半导体芯片。呈倒装芯片形式的半导体芯片包含在半导体芯片的下表面上呈焊料凸块形式的多个电极，且半导体芯片通过将电极接合到与也形成在衬底上的那些焊料凸块相对应的位置来接合到衬底。

如上文所描述，通过倒装芯片方法将半导体芯片安装在衬底上的方法的实例包含回焊方法和激光接合方法。在回焊方法中，在衬底上安置具有涂布有焊剂的焊料凸块的半导体芯片之后，通过高温回焊将半导体芯片接合到衬底。根据激光接合方法，包含涂布有焊剂的焊料凸块的半导体芯片如同在回焊方法中一样安置在衬底上，且利用激光束照射半导体芯片以将能量传递到焊料凸块，从而使得焊料凸块立即融化且随后硬化，进而使半导体芯片接合到衬底。

倒装芯片型半导体芯片近来已在厚度上降低到数百微米或更小。这种厚度小的半导体芯片可由于半导体芯片自身的内应力而略微弯曲或翘曲。当半导体芯片如上述变形时，虽然半导体芯片的焊料凸块中的一些并未与衬底的相应焊料凸块接触，但仍可接合半导体芯片。这导致半导体芯片接合方法中的缺陷。此外，当半导体芯片和衬底的温度由于将激光束照射到半导体芯片而立即连同焊料凸块的温度一起升高时，半导体芯片或衬底由于半导体芯片和衬底的材料的热膨胀系数的差异而可能部分地弯曲或翘曲，且这也导致半导体芯片接合方法中的缺陷。

发明内容

一或多个实施例包含用于倒装芯片激光接合的设备和方法，其中半导体芯片可以有效地接合到衬底，同时防止因半导体芯片已弯曲或翘曲所致或因半导体芯片因为温度升高而可能弯曲或翘曲所致的半导体芯片的焊料凸块的不良接触。

额外方面将部分地在以下描述中阐述，且将部分地从所述描述中显而易见，或可通过对所呈现实施例的实践而获悉。

根据一或多个实施例，倒装芯片激光接合设备包含：固定构件，用以固定衬底的下表面，其中待接合到衬底的上表面的多个半导体芯片布置在衬底上；按压构件，布置在固定构件上方，所述按压构件包含激光束穿过的透明部分；提升构件，用以使固定构件和按压构件中的一个相对于固定构件和按压构件中的另一个提升或下降，从而使得多个半导体芯片(受按压的半导体芯片)中的至少一些按压抵靠衬底；以及激光头，用以使激光束穿过按压构件的透明部分照射到在按压构件与固定构件之间受按压的半导体芯片，以便使半导体芯片的焊料凸块与衬底的焊料凸块彼此接合。

根据一或多个实施例，倒装芯片激光接合方法包含：(a)根据半导体芯片待接合在衬底上的接合位置，将多个半导体芯片安置在衬底的上表面上；(b)将衬底的下表面固定到固定构件，多个半导体芯片安置在所述衬底上；(c)通过使用提升构件使按压构件和固定构件中的一个相对于按压构件和固定构件中的另一个提升或下降来将多个半导体芯片(受按压的半导体芯片)中的至少一些按压抵靠衬底，其中按压构件安置在固定构件上方且包含激光束穿过的透明部分；以及(d)通过使用激光头，使激光束穿过按压构件的透明部分照射到在按压构件与固定构件之间受按压的半导体芯片，以便使半导体芯片的焊料凸块与衬底的焊料凸块彼此接合。

附图说明

通过结合附图对实施例进行的以下描述，这些和/或其它方面将变得显而易见并且更容易了解，在所述附图中：

图1是根据本公开的实施例的倒装芯片激光接合设备的概念图。