[发明专利]激光回流焊装置及激光回流焊方法

说明书

本发明的激光回流焊装置包括：激光加压头部模块，通过透光性加压部件对焊接对象加压并通过上述加压部件照射激光束来向基板焊接电子元件，上述焊接对象由排列在基板上的多个电子元件组成；以及焊接对象移送模块，用于移送上述焊接对象，使得从上述激光加压头部模块的一侧运入的焊接对象经过激光加压头部模块的回流焊处理并朝向另一侧运出。

技术领域

本发明涉及激光回流焊装置及激光回流焊方法，更详细地，涉及如下加压方式的激光回流焊装置及利用上述装置的激光回流焊方法，即，以透光性加压部件按压排列在基板上的多个电子元件的状态照射激光的同时焊接电子元件。

背景技术

在工业激光加工中，具有微米(μm)级精度的应用领域有微激光加工，广泛应用于半导体产业、显示器产业、印刷电路板(PCB)产业及智能手机产业等。在用于所有电子设备的存储芯片中，以往通过最大限度地缩小电路间距的技术来实现集成化、性能及超高速通信速度，然而，因当前仅以缩小电路线宽与线宽间隔难以达成所需的技术水平而处于将多个存储芯片沿着垂直方向层叠的水平。TSMC公司已开发出128层的层叠技术，三星电子及SK海力士等已将72层的堆叠技术应用于批量生产。

并且，正在积极研究开发将存储芯片、微处理器芯片、图形处理器芯片、无线处理器芯片、传感处理器芯片等装载于一个封装的技术，相当水平的技术已经在实践中得到应用。

但是，在以上技术的开发过程中，随着越来越多的电子干涉超高速/超大容量半导体芯片内部的信号处理流程，因电力消费量的增加而产生发热的冷却处理问题。并且，为了达成对于更多信号进行超高速信号处理及超高频信号处理的要求事项而产生需高速传输大量电信号的技术问题。并且，随着信号线的增加，由于对朝向半导体芯片外部的信号接口线无法进一步使用一维的引线方式进行处理，因此，采用对半导体芯片下部进行二维处理的球栅阵列(BGA)方式(扇入型球栅阵列封装(Fan-In BGA)或扇入型晶圆级封装(FIWLP，Fan-in Wafer-Level-Package))及在芯片下部的超微细BGA层下方形成信号配线重分布层(Signal Layout Redistribution Layer)并在其下部形成第二个微细BGA层的方式(扇出型球栅阵列封装(Fan-Out BGA)或扇出型晶圆级封装(FOWLP，Fan-Out Wafer-Level-Package)或扇出型面板级封装(Fan-Out Panel-Level-Package))等。

最近，作为半导体芯片，开发了包括环氧树脂模塑料(EMC，Epoxy-Mold Compound)层在内的厚度为200μm以下的产品。为了将这种厚度只有几百微米的微米级超薄半导体芯片附着于超薄印刷电路板，若应用作为现有的表面组装技术(SMT)标准工序的质量回流(MR)工序，例如，热回流焊炉(Thermal Reflow Oven)技术，则随着半导体芯片在100℃至300℃的空气温度环境中暴露数百秒的时间，因热膨胀系数(CTE，Coefficient of ThermalExpansion)的差异而有可能产生多种类型的锡焊粘结不良，例如，芯片边缘弯曲(Chip-Boundary Warpage)、PCB边缘弯曲(PCB-Boundary Warpage)、热冲击性随机焊接不良(Random-Bonding Failure by Thermal Shock)等。

因此，在最近备受瞩目的激光回流焊焊装置中，其结构为通过激光头部模块按压数秒焊接对象(半导体芯片或集成电路IC)并照射激光来实现焊接的方式，因此，通过照射对应于半导体芯片尺寸或集成电路尺寸的面光源形态的激光来进行焊接。

作为这种加压方式的激光回流焊装置相关参照有韩国授权专利第0662820号(以下，称为“现有文献1”)，其结构通过向倒装芯片的背面照射激光来加热上述倒装芯片，另一方面，公开了用于将上述倒装芯片压接于上述载体基板的倒装芯片加热压接模块。