[发明专利]无助焊剂倒装芯片封装件的制造装置及制造方法

说明书

本发明涉及一种不使用助焊剂而制造倒装芯片封装件的装置及制造方法，本发明去除使用助焊剂的倒装芯片键合过程中所需的助焊剂清洗工序等而简化工序，从而具有能够降低倒装芯片封装件的制造成本的效果。

技术领域

本发明涉及一种无助焊剂倒装芯片封装件的制造装置及制造方法(Apparatusfor flux free fabricating a flip-chip package and fabricating method usingthe same)，具体涉及以下的无助焊剂倒装芯片封装件的制造装置及利用其的制造方法：即，在用于形成半导体集成电路芯片的倒装芯片封装件的倒装芯片键合过程中，并不使用助焊剂，而是对贴附到基板上的半导体芯片直接施加激光的热而进行局部性键合之后，对多个半导体芯片整体上进行键合，从而去除助焊剂清洗工序，并且大幅减少工序时间，从而能够大大提高生产率的无助焊剂倒装芯片封装件的制造装置及利用其的制造方法。

背景技术

一般来讲，半导体封装件根据其种类和安装方法分为多种类型，最近为了改进现有的半导体封装件的问题而出现了倒装芯片(Flip chip)封装件。

所谓倒装芯片采用一种将半导体芯片附着到电路基板上时不使用诸如金属引线(导线)之类的额外的连接构造或诸如球栅阵列(BGA)之类的中间介质，而利用作为芯片底面的电极图案的凸块(bump)而将其照原样熔接的方式，倒装芯片也称为无线半导体。这种倒装芯片封装件具有能够使芯片大小小型化、轻量化且能够使电极之间的距离更短的优点。

这种现有的倒装芯片封装件是由如下工艺而制成：即，通过晶片凸块形成工序而在半导体芯片的键合垫(bonding pad)上制作凸块(bump)，并将该凸块(bump)与其它芯片的凸块键合或与电路基板的键合垫连接的工序而制成倒装芯片封装件。

图1是用于说明现有的利用助焊剂的倒装芯片封装件的制造装置的图，图2是用于说明现有的利用助焊剂的倒装芯片封装件的制造方法的图。

参照图1和图2而对现有的利用助焊剂的倒装芯片封装件的制造过程进行说明。

如图1所示，现有的利用助焊剂的倒装芯片封装件的制造装置100需要第一装载(loading)装置110、贴附(attach)装置120、回流焊(reflow)装置130、第一卸载(unload)装置140、第二装载装置150、助焊剂清洗装置160以及第二卸载装置170等的独立的相互不同的装备。

另一方面，如图2所示，现有的利用助焊剂的倒装芯片封装件的制造方法通过涂助焊剂工序S210、倒装芯片贴附工序S220、回流焊工序S230以及助焊剂清洗工序S240进行。

在现有技术的情况下，为了进行倒装芯片键合应当经过如下过程。在PCB基板上涂布助焊剂(S210)，并将具有凸块的半导体芯片浸入(dipping)到助焊剂中而贴附到PCB基板上(S220)，且移动至回流焊装置130并进行回流焊以熔化焊料而进行键合(S230)之后，在助焊剂清洗装置160清洗助焊剂(S240)。在这些现有的倒装芯片键合过程中，必不可少地使用助焊剂，其理由如下。

一般来讲，就通过凸块形成工序而形成的凸块而言，一旦形成就会直接与氧结合而被氧化，从而形成氧化膜，这种氧化膜随时间的推移而变厚。因这样形成于凸块的氧化膜而难以将半导体芯片连接到基板上，且即使连接到基板上也因氧化膜而在可靠性方面发生问题。因此，需要去除形成于凸块的氧化膜的过程，此时，为了去除氧化膜而使用助焊剂。

另一方面，在将半导体芯片贴附到基板上之后，半导体芯片与基板之间须对齐，而在基板与半导体芯片的间距越来越变小的状况下，即使半导体芯片仅扭曲几微米也会发生问题。

助焊剂不仅含有环氧树脂成分，还含有黏糊的松脂(rosin)成分，因此，若将凸块浸入到助焊剂中之后贴附到印制电路板(PCB)基板上，则半导体芯片在一般的振动或冲击也不会晃动。