專利名稱：雙電熱絲熔切直接釬料凸點(diǎn)制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路芯片面陣列封裝的凸點(diǎn)制作方法。
背景技術(shù)：
由于集成電路向低成本、高速度、多功能發(fā)展，推動(dòng)了電子封裝形式由傳統(tǒng)的封裝形式向新型的面陣列封裝轉(zhuǎn)化。面陣列封裝主要包括球柵陣列封裝(BGA)與芯片級(jí)封裝(CSP)。面陣列封裝技術(shù)憑借其優(yōu)異的工藝性能和技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于微電子封裝的各個(gè)方面。面陣列封裝的特點(diǎn)是在基板的整個(gè)面上按陣列方式制出球形凸點(diǎn)作為引腳。如何尋找能夠提供可靠連接，而又具有成本優(yōu)勢的凸點(diǎn)制作方法成為封裝工藝研究中的關(guān)鍵。現(xiàn)有的凸點(diǎn)制作技術(shù)主要有蒸發(fā)、電鍍、模板印刷、金屬噴射(MJT)等。這些方法都有廣泛的應(yīng)用，但都存在不足，有一定的應(yīng)用限制蒸發(fā)過程成本高，而且由于錫與鉛的氣態(tài)壓力不同，因此無法蒸發(fā)制作共晶錫鉛凸點(diǎn)。電鍍過程中由于要有光致抗蝕劑，增加了成本，由于錫、鉛的電化學(xué)性能不同，因此電鍍凸點(diǎn)的成分控制比較困難。模板印刷現(xiàn)在得到廣泛的使用，主要在于其效率高、釬料膏成分選擇范圍寬。但模板印刷無法用于細(xì)間距凸點(diǎn)制作，不能滿足封裝技術(shù)發(fā)展提出的要求。金屬噴射技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于液滴的形成通過數(shù)字控制，不需要模板或掩膜，只在需要處形成釬料凸點(diǎn)，減少后序工序，降低成本，靈活性高。但金屬噴射技術(shù)設(shè)備過于復(fù)雜和笨重，同時(shí)在液滴穩(wěn)定性方面有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的凸點(diǎn)制作方法工序多、所需設(shè)備復(fù)雜笨重、生產(chǎn)成本高的缺陷，提供一種工序較少、所需設(shè)備簡單、生產(chǎn)成本低的雙電熱絲熔切直接釬料凸點(diǎn)制作方法。本發(fā)明的技術(shù)方案通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一、通過載物臺(tái)在水平面上的位置調(diào)整，使固定在載物臺(tái)上的基板焊盤移動(dòng)到所需要制作凸點(diǎn)的位置對(duì)準(zhǔn)設(shè)置在基板焊盤上方的釬料絲及導(dǎo)向定位漏斗；二、釬料絲垂直向下進(jìn)給，使釬料絲的下端部穿過水平方向平行設(shè)置的兩條電熱絲之間，兩條電熱絲是并聯(lián)連接在電源上的；三、兩條電熱絲并攏后再分開，釬料絲的下端部被熔斷并熔化為熔滴后經(jīng)過導(dǎo)向定位漏斗的導(dǎo)向滴落在基板焊盤上，熔滴加熱基板焊盤并與之形成凸點(diǎn)連接；重復(fù)以上三個(gè)步驟就能完成整個(gè)基板焊盤上的凸點(diǎn)制作，以上三個(gè)步驟都是在惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行的。將兩電熱絲并聯(lián)接通在電源上，電熱絲由于內(nèi)阻的原因就會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。當(dāng)電熱絲溫度達(dá)到釬料熔點(diǎn)以上時(shí)，通過機(jī)械裝置帶動(dòng)其作周期性的相對(duì)剪切釬料絲運(yùn)動(dòng)。釬料絲垂直送下特定的長度，電熱絲接觸到釬料絲時(shí)，其熱量會(huì)傳導(dǎo)給釬料絲，在熔切點(diǎn)上方，由于熱量會(huì)順著釬料絲向上傳導(dǎo)散失，因此只有貼近熔切點(diǎn)附近的釬料絲才會(huì)熔化，而熔切點(diǎn)下方的釬料絲端頭，熱容量小，無傳導(dǎo)路徑，會(huì)迅速熔化。由于表面張力的作用，熔化的釬料會(huì)形成球形。由于所選用的電熱絲材料與釬料材料不潤濕，釬料熔滴會(huì)在重力作用下自然滴落。在釬料熔滴下方正對(duì)著基板焊盤，利用液態(tài)釬料熔滴所攜帶的熱量加熱焊盤并與之形成凸點(diǎn)連接。本工藝過程使釬料熔滴與基板焊盤之間的合金分配與加熱過程同步進(jìn)行，同時(shí)不需模板與加熱工具的接觸，避免了對(duì)集成電路芯片表面的損傷。而且加熱是局部的，對(duì)芯片或封裝整體沒有加熱影響。由于本方法的步驟很少，不僅徹底改變了原來繁多的凸點(diǎn)制作工藝方法，更重要的是減少了原來生產(chǎn)環(huán)節(jié)所帶來的諸多不良因素。保障了凸點(diǎn)形成的可靠性。本方法應(yīng)用靈活，控制簡便，所需設(shè)備簡單。通過控制釬料絲每次進(jìn)給量的不同，可在一定范圍內(nèi)熔切形成不同尺寸的釬料球。改變電熱絲上電流的大小，即可控制電熱絲的溫度。同時(shí)調(diào)整電熱絲熔切、復(fù)位動(dòng)作的快慢，可在一定范圍內(nèi)控制釬料熔滴的溫度。這對(duì)形成可靠的凸點(diǎn)很關(guān)鍵。本發(fā)明的方法工作可靠、成本低、適合于推廣實(shí)施。


圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
所使用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是實(shí)施方式中剪切吊架和電熱絲的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施方式由下述步驟實(shí)現(xiàn)一、通過載物臺(tái)8在水平面上的位置調(diào)整，使固定在載物臺(tái)8上的基板焊盤10移動(dòng)到所需要制作凸點(diǎn)的位置對(duì)準(zhǔn)設(shè)置在基板焊盤10上方的釬料絲2及導(dǎo)向定位漏斗13；二、釬料絲2垂直向下進(jìn)給，使釬料絲2的下端部穿過水平方向平行設(shè)置的兩條電熱絲11之間，兩條電熱絲11是并聯(lián)連接在電源上的；三、兩條電熱絲11并攏后再分開，釬料絲2的下端部被熔斷并熔化為熔滴后經(jīng)過導(dǎo)向定位漏斗13的導(dǎo)向滴落在基板焊盤10上，熔滴加熱基板焊盤10并與之形成凸點(diǎn)連接；重復(fù)以上三個(gè)步驟就能完成整個(gè)基板焊盤10上的凸點(diǎn)制作，以上三個(gè)步驟都是在惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行的。如圖1所示，在本實(shí)施方式裝置的最上端為一精密送絲機(jī)1，釬料絲2在精密送絲機(jī)1的驅(qū)動(dòng)下，垂直送下。送絲的長度和間隔的時(shí)間能通過控制電路設(shè)定和調(diào)整。在上平臺(tái)4上裝有一對(duì)驅(qū)動(dòng)電磁鐵3，在上平臺(tái)4下方通過耳軸架5懸掛一對(duì)剪切吊架6。兩個(gè)剪切吊架6上端分別與一對(duì)驅(qū)動(dòng)電磁鐵3的銜鐵部分連接。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電磁鐵3的電磁線圈通電時(shí)，它產(chǎn)生電磁吸力，拉動(dòng)剪切吊架6作相對(duì)剪切運(yùn)動(dòng)，兩條電熱絲11分別固定在兩個(gè)剪切吊架6的下端上。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，無電磁吸力，剪切吊架6在復(fù)位彈簧12的作用下，張開復(fù)位。整個(gè)裝置被置于密閉的透明保護(hù)罩7內(nèi)，工作時(shí)充入惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)。在裝置的下方平臺(tái)上裝有一精密X-Y載物臺(tái)8，可帶動(dòng)集成電路芯片的基板焊盤10對(duì)準(zhǔn)熔滴作X-Y平面運(yùn)動(dòng)定位。在裝置的最下方的控制箱9內(nèi)裝有電源及控制部分，包括電熱絲加熱電源、送絲機(jī)電源、電磁鐵驅(qū)動(dòng)電源、載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)電源及可編程控制器。
權(quán)利要求
1.雙電熱絲熔切直接釬料凸點(diǎn)制作方法，其特征在于它通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一、通過載物臺(tái)在水平面上的位置調(diào)整，使固定在載物臺(tái)上的基板焊盤移動(dòng)到所需要制作凸點(diǎn)的位置對(duì)準(zhǔn)設(shè)置在基板焊盤上方的釬料絲及導(dǎo)向定位漏斗；二、釬料絲垂直向下進(jìn)給，使釬料絲的下端部穿過水平方向平行設(shè)置的兩條電熱絲之間，兩條電熱絲是并聯(lián)連接在電源上的；三、兩條電熱絲并攏后再分開，釬料絲的下端部被熔斷并熔化為熔滴后經(jīng)過導(dǎo)向定位漏斗的導(dǎo)向滴落在基板焊盤上，熔滴加熱基板焊盤并與之形成凸點(diǎn)連接；重復(fù)以上三個(gè)步驟就能完成整個(gè)基板焊盤上的凸點(diǎn)制作，以上三個(gè)步驟都是在惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明公開集成電路芯片面陣列封裝的凸點(diǎn)制作方法。雙電熱絲熔切直接釬料凸點(diǎn)制作方法通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一、通過載物臺(tái)在水平面上的位置調(diào)整，使固定在載物臺(tái)上的基板焊盤移動(dòng)到所需要制作凸點(diǎn)的位置對(duì)準(zhǔn)設(shè)置在基板焊盤上方的釬料絲及導(dǎo)向定位漏斗；二、釬料絲垂直向下進(jìn)給使釬料絲的下端部穿過水平方向平行設(shè)置的兩條電熱絲之間；三、兩條電熱絲并攏后再分開，釬料絲的下端部熔化為熔滴后經(jīng)導(dǎo)向定位漏斗的導(dǎo)向滴落在基板焊盤上，形成凸點(diǎn)連接；重復(fù)以上步驟完成整個(gè)基板焊盤上的凸點(diǎn)制作，以上步驟都是在惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行的。由于本方法的步驟很少，改變了原來繁多的凸點(diǎn)制作工藝方法，減少了原來生產(chǎn)環(huán)節(jié)所帶來的諸多不良因素。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1645585SQ20051000961
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2005年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者孔令超, 王春青, 李福泉, 田艷紅 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)