專(zhuān)利名稱(chēng)：形成倒裝芯片互連的原位熔化和回流處理及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及封裝半導(dǎo)體部件或器件的方法。更具體地，本發(fā)明涉及制備倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體封裝一般包括將半導(dǎo)體部件或器件(例如，半導(dǎo)體芯片)包封或容納在器件載體或襯底內(nèi)。器件載體或襯底支撐半導(dǎo)體芯片并且便于方便地處理半導(dǎo)體芯片。此外， 器件載體包括用于將半導(dǎo)體芯片電連接至外部電路的外部連接或終端。已知的半導(dǎo)體封裝方法，更具體地，在引線框(FCOL)半導(dǎo)體封裝上形成倒裝芯片的方法采用了電鍍引線框。引線框是有圖案的金屬片。金屬片(一般是銅)通常被鍍有銀、 鎳或鈀中的一種。電鍍是必要的，從而防止金屬片氧化并且提供表面，其中，焊料將黏附至該表面上，或者當(dāng)采用導(dǎo)線焊接時(shí)，金或鋁可焊接至該表面上。金屬片的圖案提供了用于形成FCOL半導(dǎo)體封裝的引線框。一般地，用于形成FCOL半導(dǎo)體封裝的引線框具有包括內(nèi)部引線部分和外部引線部分的引線。內(nèi)部引線部分排列成在內(nèi)部引線部分上具有互連位置的圖案，該圖案與半導(dǎo)體芯片表面上形成的焊盤(pán)的圖案相匹配。焊料凸塊或焊料球沉積于在半導(dǎo)體芯片表面上形成的焊盤(pán)上。焊料凸塊的回流便于半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)與引線框的焊接，更具體地，便于半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)與引線框的內(nèi)部引線部分上的互連位置的焊接。然后將半導(dǎo)體芯片放置在引線框上，半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)鄰接于引線框的內(nèi)部引線部分上的互連位置。然后將半導(dǎo)體芯片和引線框的組件加熱至高溫，以回流焊料凸塊，從而在半導(dǎo)體芯片和引線框之間形成焊料互連。組件的加熱通常是在加熱腔或加熱爐中進(jìn)行。 由此形成的半導(dǎo)體封裝在本領(lǐng)域中被稱(chēng)為FCOL半導(dǎo)體封裝。如上所述用于回流焊料凸塊的當(dāng)前加熱處理已被認(rèn)為是非常耗時(shí)的，從而損害了半導(dǎo)體封裝的制備或生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)能力。此外，半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)(CTE) —般不同于引線框或其他襯底的熱膨脹系數(shù)。因此，當(dāng)加熱半導(dǎo)體芯片和引線框的組件時(shí)，在半導(dǎo)體芯片和引線框之間出現(xiàn)差異膨脹。半導(dǎo)體芯片和引線框之間的差異膨脹會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)上的焊料凸塊和引線框的內(nèi)部引線部分上的焊料凸塊之間未對(duì)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片和引線框之間焊料互連受損或故障。這種未對(duì)準(zhǔn)和受損的焊料互連尤其普遍存在于具有精細(xì)間距的半導(dǎo)體芯片或封裝中?，F(xiàn)代電子設(shè)備日益增加的功能、速度和便攜性已導(dǎo)致了越來(lái)越多的將更多電子部件或元件集成到半導(dǎo)體芯片中的需要。因此，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，半導(dǎo)體芯片的相鄰焊盤(pán)或電互連之間、以及在相鄰焊盤(pán)或電互連上形成的焊料凸塊之間的間距或距離的減少變得日益重要。然而，半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)或電互連之間減少的間距或距離增加了相鄰焊盤(pán)或電互連之間橋接的風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)生，從而導(dǎo)致電短路。
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相應(yīng)地，在相鄰焊盤(pán)或電連接之間電短路的增加的風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)生對(duì)所制備的半導(dǎo)體封裝的可靠性和質(zhì)量造成不良影響。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，需要制備倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的改進(jìn)方法，其能夠解決上述問(wèn)題中至少一個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題中的至少一個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明提供了半導(dǎo)體部件或器件封裝的示例性方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開(kāi)了一種用于器件封裝的方法，所述方法包括將半導(dǎo)體器件加熱至第一溫度。所述半導(dǎo)體器件包括多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)都包括焊料部分。所述第一溫度至少是所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的所述焊料部分的熔化溫度。所述方法進(jìn)一步包括將襯底加熱至第二溫度，所述襯底包括多個(gè)接觸焊盤(pán)；以及在加熱所述半導(dǎo)體器件和所述襯底之后，通過(guò)使用對(duì)準(zhǔn)裝置在空間上使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)。在將所述半導(dǎo)體器件加熱至所述第一溫度期間，所述半導(dǎo)體器件遠(yuǎn)離所述襯底設(shè)置，隨后所述半導(dǎo)體器件和所述襯底中的至少一個(gè)可向另一個(gè)位移，從而使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)中相應(yīng)的一個(gè)接觸焊盤(pán)相鄰接。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，公開(kāi)了一種用于封裝器件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于將半導(dǎo)體器件加熱至第一溫度的裝置。所述半導(dǎo)體器件包括多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)都包括焊料部分。所述第一溫度至少是所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的所述焊料部分的熔化溫度。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于將襯底加熱至第二溫度的裝置，所述襯底包括多個(gè)接觸焊盤(pán)。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括對(duì)準(zhǔn)裝置，所述對(duì)準(zhǔn)裝置用于在加熱所述半導(dǎo)體器件和所述襯底之后，在空間上使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)。在將所述半導(dǎo)體器件加熱至所述第一溫度期間，所述半導(dǎo)體器件遠(yuǎn)離所述襯底設(shè)置。將半導(dǎo)體器件加熱至第一溫度使得焊料部分能夠達(dá)到處于熔融狀態(tài)的熔點(diǎn)。隨后，所述半導(dǎo)體器件和所述襯底中的至少一個(gè)可向另一個(gè)位移，從而使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)中相應(yīng)的一個(gè)接觸焊盤(pán)相鄰接。所述半導(dǎo)體器件和所述襯底中的至少一個(gè)的厚度被校準(zhǔn)， 從而控制所述半導(dǎo)體器件和所述襯底中的至少一個(gè)向另一個(gè)的位移。


下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式用于制造倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的示例性方法的部分方法流程圖；圖2是在圖1的示例性方法的步驟中執(zhí)行的示例性半導(dǎo)體芯片處理過(guò)程的部分過(guò)程流程圖；圖3a至圖3h示出了圖2的示例性半導(dǎo)體芯片處理過(guò)程的步驟；圖4是圖1的示例性方法的步驟中執(zhí)行的示例性襯底處理過(guò)程的部分過(guò)程流程圖；圖5a至圖5i示出了圖4的示例性襯底處理過(guò)程的步驟；圖6是由圖4的示例性襯底處理過(guò)程的步驟執(zhí)行的示例性焊劑轉(zhuǎn)移過(guò)程的部分過(guò)程流程圖；圖7示出了圖6的示例性焊劑轉(zhuǎn)移過(guò)程的步驟；圖8是圖1的示例性方法的步驟中執(zhí)行的示例性焊接過(guò)程的部分過(guò)程流程圖；圖9a至圖9d示出了圖6的示例性焊接過(guò)程的步驟；圖10示出了在圖6的示例性焊接過(guò)程期間，用于管理位移高度的部分公式；圖11示出了圖1的示例性方法的關(guān)鍵步驟的部分過(guò)程流程圖；圖12示出了在圖1的示例性方法期間的示例性溫度曲線；圖13示出了通過(guò)圖1的示例性方法制造的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的部分截面圖；圖14示出了圖13的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝分解的部分截面圖“A”；圖15a至圖15b提供了在通過(guò)圖1的示例性方法制造的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的襯底上形成的焊料凸塊或互連之間的間距補(bǔ)償?shù)膱D樣概況；圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式用于制造倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的示例性系統(tǒng)的部分系統(tǒng)示意圖；圖17和圖18示出了圖16的示例性系統(tǒng)的示例性焊接臺(tái)的部分等距視圖；以及圖19示出了圖16的示例性系統(tǒng)的水制冷機(jī)制的部分等距視圖。
具體實(shí)施例方式制造倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的現(xiàn)有方法是，在將半導(dǎo)體芯片和器件載體(例如，襯底)的組件加熱以回流焊料凸塊并在半導(dǎo)體芯片和器件載體之間形成焊料互連之前，通常將在半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)或柱上形成的焊料凸塊放置于在器件載體上形成的接觸焊盤(pán)上。這個(gè)加熱過(guò)程通常是耗時(shí)的，從而對(duì)倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的制造或生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)能力造成不利影響?，F(xiàn)有方法一般也包括使用相當(dāng)大的力來(lái)使半導(dǎo)體芯片的焊盤(pán)鄰接于器件載體的接觸焊盤(pán)，從而產(chǎn)生可靠的焊點(diǎn)。因此，在其加熱期間使用相當(dāng)大的力會(huì)對(duì)半導(dǎo)體芯片或器件載體造成損害。此外，制造倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的現(xiàn)有方法與在半導(dǎo)體芯片和器件載體之間形成的相鄰互連之間的電短路的問(wèn)題相關(guān)聯(lián)。相鄰互連之間的電短路的問(wèn)題尤其普遍存在于具有精細(xì)間距的半導(dǎo)體芯片和封裝中。而且，在半導(dǎo)體芯片和器件載體之間的互連或焊料互連的形成過(guò)程中，半導(dǎo)體芯片關(guān)于器件載體的準(zhǔn)確定位或?qū)?zhǔn)也會(huì)難以實(shí)現(xiàn)。 因此，本發(fā)明提供了用于封裝半導(dǎo)體器件的改進(jìn)方法，更具體地提供了用于制造半導(dǎo)體倒裝芯片封裝的改進(jìn)方法，其能夠解決上述問(wèn)題中的至少一個(gè)。為了簡(jiǎn)潔和清楚，下文中本發(fā)明實(shí)施方式的描述僅限于制造或生產(chǎn)倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的方法。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，這并沒(méi)有排除本發(fā)明的其他應(yīng)用，在其他應(yīng)用中需要普遍存在于本發(fā)明的各種實(shí)施方式中的基本原則，如操作、功能或性能特征。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了制造倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的示例性方法100。 在圖1中示出了示例性方法100的方法流程圖。在示例性方法100的步驟110中，處理半導(dǎo)體器件或部件。半導(dǎo)體器件例如是半導(dǎo)體芯片12，并且在下文中被稱(chēng)為半導(dǎo)體芯片12。優(yōu)選地，通過(guò)執(zhí)行本發(fā)明所提供的示例性半導(dǎo)體芯片處理過(guò)程200，發(fā)生半導(dǎo)體芯片12的處理。圖2中示出了示例性半導(dǎo)體芯片處理過(guò)程200的過(guò)程流程圖。在示例性半導(dǎo)體芯片處理過(guò)程200的步驟210中，提供了半導(dǎo)體芯片12。優(yōu)選地，半導(dǎo)體芯片12設(shè)置在芯片托盤(pán)14或包含有多個(gè)半導(dǎo)體芯片12的芯片容器上。半導(dǎo)體芯片12優(yōu)選地包括在其表面上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16。這種凸塊結(jié)構(gòu)16優(yōu)選地包括金屬樁18， 在金屬樁18的自由端處形成有焊料部分20。用于焊料部分20的焊料類(lèi)型包括但不限于金屬和金屬合金，如銀、錫?？蛇x地，凸塊結(jié)構(gòu)16與第09/564，382號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中描述的柱凸塊的凸塊結(jié)構(gòu)相似，該申請(qǐng)以引用方法并入本說(shuō)明書(shū)?？蛇x地，半導(dǎo)體芯片12包括在半導(dǎo)體芯片12的表面上形成的接觸焊盤(pán)(集合在一起稱(chēng)為焊盤(pán)陣列)上形成的凸塊或焊料凸塊。凸塊結(jié)構(gòu) 16用于促進(jìn)半導(dǎo)體芯片12與襯底22或外部電路的電通信。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是， 可選的凸塊結(jié)構(gòu)或電互連也可用于執(zhí)行凸塊結(jié)構(gòu)16的上述功能。在步驟220，半導(dǎo)體芯片12從芯片托盤(pán)14轉(zhuǎn)移到芯片拾取工具24。為了執(zhí)行步驟220，轉(zhuǎn)移工具26或夾持器用于從芯片托盤(pán)14拾取半導(dǎo)體芯片12。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)移工具26 采用真空或抽吸以拾取半導(dǎo)體芯片12，并且確保將半導(dǎo)體芯片12固定至轉(zhuǎn)移工具26。然后，轉(zhuǎn)移工具26將半導(dǎo)體芯片12豎直翻轉(zhuǎn)180度，以將半導(dǎo)體芯片12放置在拾取位置，以用于隨后由芯片拾取工具24拾取或者轉(zhuǎn)移至拾取工具24。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，轉(zhuǎn)移工具26可以可選地被移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)半導(dǎo)體芯片12進(jìn)行移動(dòng)和定位。然后，在步驟230中測(cè)量半導(dǎo)體芯片12的厚度或高度?？蛇x地，半導(dǎo)體芯片12被轉(zhuǎn)移到高度校準(zhǔn)臺(tái)(未示出)，以測(cè)量半導(dǎo)體芯片12的厚度或高度。使用編碼器(未示出) 測(cè)量半導(dǎo)體芯片12的厚度或高度，該編碼器連接至芯片拾取工具24，以確定其空間位置。 優(yōu)選地，通過(guò)首先讀回與第一視覺(jué)透鏡30相接觸的點(diǎn)處的編碼器值(其用作基準(zhǔn)面)，隨后當(dāng)與第一視覺(jué)透鏡30上放置的校準(zhǔn)量規(guī)相接觸時(shí)測(cè)量附加的編碼器值，從而執(zhí)行芯片拾取工具24的校準(zhǔn)。在步驟230中，半導(dǎo)體芯片12也被定向或?qū)?zhǔn)。更具體地，半導(dǎo)體芯片12被定向或?qū)?zhǔn)，從而對(duì)應(yīng)于在芯片預(yù)熱臺(tái)28上形成的槽(未示出)。通過(guò)使用第一視覺(jué)透鏡30， 半導(dǎo)體芯片12的定位或定向是很方便的。第一視覺(jué)透鏡30使得在定位到芯片預(yù)熱臺(tái)28 之前，能夠視覺(jué)校正或視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體芯片12。在隨后的步驟240中，半導(dǎo)體芯片12被放置在芯片預(yù)熱臺(tái)28上。更具體地，半導(dǎo)體芯片12優(yōu)選地放置于在芯片預(yù)熱臺(tái)28上形成的槽上。半導(dǎo)體芯片12優(yōu)選地通過(guò)真空或抽吸被保持或固定至芯片預(yù)熱臺(tái)28?？蛇x地，半導(dǎo)體芯片12通過(guò)機(jī)械裝置(例如通過(guò)夾持器(未示出))被保持或固定至芯片預(yù)熱臺(tái)28。然后在步驟250中，將放置在芯片預(yù)熱臺(tái)28上的半導(dǎo)體芯片12預(yù)加熱至預(yù)定溫度。預(yù)定溫度是，例如20(TC。通過(guò)將半導(dǎo)體芯片12越過(guò)一系列加熱器34移向焊接工具位置來(lái)逐步執(zhí)行半導(dǎo)體芯片12的預(yù)熱。更具體地，半導(dǎo)體芯片12被附接到預(yù)熱緩沖臺(tái)(也被稱(chēng)為轉(zhuǎn)臺(tái))，其被旋轉(zhuǎn)以使半導(dǎo)體芯片12越過(guò)一系列加熱器34移動(dòng)。加熱器34優(yōu)選地是對(duì)流加熱器。優(yōu)選地，預(yù)設(shè)每個(gè)加熱器34的溫度，從而當(dāng)半導(dǎo)體芯片12沿著一系列加熱器34從一個(gè)進(jìn)行到另一個(gè)時(shí)，提供對(duì)半導(dǎo)體芯片12的增量加熱。通過(guò)加熱器對(duì)半導(dǎo)體芯片12的加熱可被傳導(dǎo)、對(duì)流或輻射中的至少之一所影響。而且優(yōu)選地，根據(jù)需要，每個(gè)加熱器34的溫度可以維持不變或者可以改變。半導(dǎo)體芯片12的逐步預(yù)熱(這也可被稱(chēng)為半導(dǎo)體芯片12的受控預(yù)熱)減少或消除了對(duì)半導(dǎo)體芯片12的熱沖擊。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，根據(jù)需要，通過(guò)改變?nèi)我粋€(gè)
8或多個(gè)輻射式加熱器34的溫度，可以調(diào)節(jié)半導(dǎo)體芯片12的預(yù)熱曲線(profile)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解的是，根據(jù)需要，通過(guò)改變預(yù)熱臺(tái)的移動(dòng)速度和/或半導(dǎo)體芯片12與輻射式加熱器34之間的間隔，可以調(diào)節(jié)半導(dǎo)體芯片12的預(yù)熱曲線。芯片預(yù)熱臺(tái)28的速度控制和半導(dǎo)體芯片12的預(yù)熱控制可以是手動(dòng)控制或軟件控制的。如前所述，在步驟250期間，朝向焊接工具位置移動(dòng)芯片預(yù)熱臺(tái)28。在焊接工具位置處，在步驟260中通過(guò)焊接工具36拾取半導(dǎo)體芯片12。半導(dǎo)體芯片12優(yōu)選地通過(guò)真空或抽吸被保持或固定至焊接工具36。可選地，半導(dǎo)體芯片12通過(guò)機(jī)械裝置(例如通過(guò)夾持器(未示出))被保持或固定至焊接工具36。優(yōu)選地，在步驟260中拾取半導(dǎo)體芯片12之前，焊接工具36被預(yù)熱并且維持在預(yù)定的高溫。預(yù)定的溫度優(yōu)選地足夠高，從而足以熔化凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20。焊接工具 36的預(yù)定高溫例如是260°C。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，根據(jù)需要，通過(guò)本領(lǐng)域公知的方法可以調(diào)整預(yù)定的高溫。還將理解的是，在半導(dǎo)體芯片12被拾取之后，根據(jù)需要，焊接工具36的溫度可以被調(diào)節(jié)，更具體地是升高或降低。焊接工具36的溫度控制可以是手動(dòng)控制或軟件控制的。然后在步驟270中，通過(guò)焊接工具36將半導(dǎo)體芯片12加熱至芯片處理溫度。在將半導(dǎo)體芯片12加熱至芯片處理溫度期間，焊接工具36的溫度優(yōu)選地被維持在預(yù)定溫度， 例如260°C。優(yōu)選地，芯片處理溫度足夠高，以加熱半導(dǎo)體芯片12，從而熔化在半導(dǎo)體芯片 12上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20。此外，芯片處理溫度優(yōu)選地足夠高，從而足以使凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20保持在熔融狀態(tài)或液態(tài)。在接收到半導(dǎo)體芯片12之后，根據(jù)需要可以改變焊接工具36的溫度。使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法可以實(shí)現(xiàn)焊接工具36的溫度的變化或改變。在步驟280中，附接有半導(dǎo)體芯片12的焊接工具36被定位在第二視覺(jué)透鏡38之上。第二視覺(jué)透鏡38便于半導(dǎo)體芯片12關(guān)于襯底22進(jìn)行x、y平移對(duì)準(zhǔn)和θ角對(duì)準(zhǔn)。更具體地，第二視覺(jué)透鏡38便于半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16關(guān)于在襯底22上形成的焊接焊盤(pán)64或凸塊結(jié)構(gòu)(也稱(chēng)為互連)進(jìn)行x、y平移對(duì)準(zhǔn)和θ角對(duì)準(zhǔn)。步驟280的完成優(yōu)選地完成了半導(dǎo)體芯片12處理過(guò)程200。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，通過(guò)過(guò)程200可以附加地執(zhí)行其他半導(dǎo)體芯片12處理步驟和技術(shù)。示例性方法100進(jìn)一步包括處理襯底22的步驟120。優(yōu)選地，同時(shí)執(zhí)行步驟110 和步驟120?？蛇x地，順序執(zhí)行步驟110和步驟120。襯底22可以是半導(dǎo)體芯片12的載體，或者是載體的一部分。可選地，襯底22可以是引線框。優(yōu)選地，通過(guò)執(zhí)行本發(fā)明提供的示例性襯底處理過(guò)程300，對(duì)襯底22進(jìn)行處理。圖4中示出了示例性襯底處理過(guò)程300的處理流程圖。在示例性襯底處理過(guò)程300的步驟310中，提供了襯底22。優(yōu)選地，經(jīng)由襯底盒50 提供襯底22。然后在步驟320中，襯底22通過(guò)襯底拾取工具52或襯底拾取裝置被拾取并且被轉(zhuǎn)移到焊劑臺(tái)54上。優(yōu)選地，通過(guò)真空或抽吸將襯底22保持或固定至焊劑臺(tái)54?？蛇x地，襯底22通過(guò)機(jī)械裝置(例如通過(guò)夾持器(未示出))被保持或固定至焊劑臺(tái)54。在步驟330，焊劑56 (也被稱(chēng)為熔劑)從焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58被轉(zhuǎn)移至襯底22的表面， 更具體地，轉(zhuǎn)移至襯底22的焊接焊盤(pán)64上。經(jīng)由示例性焊劑轉(zhuǎn)移過(guò)程400，優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)了步驟330。圖6中示出了示例性焊劑轉(zhuǎn)移過(guò)程400的過(guò)程流程圖。
在示例性焊劑轉(zhuǎn)移過(guò)程400的步驟410中，預(yù)定量的焊劑56被分配到焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái) 58上。焊劑56或熔劑包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的一種或多種材料或化學(xué)品。在步驟420 中，塞子工具60被按壓在焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上的焊劑56上。優(yōu)選地，塞子工具60以預(yù)定壓力按壓在焊劑56上。塞子工具60的末端62是彈性的，并且符合在焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上形成的圖案。優(yōu)選地，在焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上形成的圖案對(duì)應(yīng)于在焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上形成的孔或結(jié)構(gòu) (未示出)的圖案。優(yōu)選地，焊劑56包含于在焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上形成的孔或結(jié)構(gòu)內(nèi)。根據(jù)需要，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)來(lái)確定并且改變?cè)诤竸┺D(zhuǎn)移臺(tái)58 上形成的孔或結(jié)構(gòu)的圖案。優(yōu)選地，焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上的孔或結(jié)構(gòu)的圖案對(duì)應(yīng)于在襯底22上形成的焊接焊盤(pán)64的圖案。當(dāng)塞子工具60被按壓在焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上的焊劑56上時(shí)，焊劑56的一部分附接至塞子工具60的末端62或者通過(guò)塞子工具60的末端62被拾取。優(yōu)選地，焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上的孔或結(jié)構(gòu)的圖案被確定，從而使從焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58轉(zhuǎn)移到襯底22 的焊接焊盤(pán)64上的焊劑56定位。換句話說(shuō)，焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上的孔的圖案優(yōu)選地提高了焊劑轉(zhuǎn)移到襯底22的焊接焊盤(pán)64上的準(zhǔn)確性。在隨后的步驟430中，塞子工具60對(duì)準(zhǔn)或定位在襯底22的上方。優(yōu)選地，塞子工具60相對(duì)于在襯底22的表面上形成的焊接焊盤(pán)64對(duì)準(zhǔn)或定位。在步驟440中，塞子工具 60然后被移動(dòng)，從而以預(yù)定速度和壓力按壓在襯底22的表面上。在步驟450中，優(yōu)選地，將塞子工具60按壓到襯底22的表面上引起了焊劑56從塞子工具60的末端62轉(zhuǎn)移到襯底22的表面上。雖然上面僅描述了示例性焊劑轉(zhuǎn)移過(guò)程400，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，將焊劑56轉(zhuǎn)移到襯底22的表面上的其他方法和設(shè)備可以用于執(zhí)行步驟330。例如，通過(guò)絲網(wǎng)印刷或針轉(zhuǎn)移技術(shù)或方法可以實(shí)現(xiàn)步驟330中的焊劑56的轉(zhuǎn)移。 優(yōu)選地，針轉(zhuǎn)移的使用使得能夠自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，并且由于軟針設(shè)計(jì)而為平行度/平面度提供魯棒性更強(qiáng)的焊劑轉(zhuǎn)移過(guò)程?？蛇x地，焊劑56可以被直接分配到襯底22的表面上。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將理解的是，焊劑56可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的任一種或多種焊劑材料或熔劑。焊劑轉(zhuǎn)移過(guò)程400也可以替換為使用無(wú)流式底部填充。無(wú)流式底部填充可以經(jīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法轉(zhuǎn)移或分配到襯底22的表面上。例如，無(wú)流式底部填充可以通過(guò)使用針狀物(未示出)直接分配到襯底22上。在步驟340中，通過(guò)使用襯底拾取工具72將在其表面上包含焊劑56的襯底22從焊劑臺(tái)54轉(zhuǎn)移到襯底預(yù)熱臺(tái)66 (也被稱(chēng)為襯底預(yù)熱板或支架)上。優(yōu)選地，襯底預(yù)熱臺(tái)66 被預(yù)熱并且維持在預(yù)定的高溫，例如150°C。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，根據(jù)需要，通過(guò)本領(lǐng)域已知的技術(shù)可以預(yù)先確定和改變襯底預(yù)熱臺(tái)66的預(yù)定高溫。在步驟350，襯底預(yù)熱臺(tái)66上的襯底22被加熱至轉(zhuǎn)變溫度。根據(jù)需要，襯底22的轉(zhuǎn)變溫度可以選擇并且還是可變的。襯底預(yù)熱臺(tái)66上的襯底22的加熱控制可以是手動(dòng)控制或軟件控制的。在襯底22已經(jīng)轉(zhuǎn)移到襯底預(yù)熱臺(tái)66上并且被加熱至轉(zhuǎn)變溫度之后，可選地，可以執(zhí)行步驟330中發(fā)生的焊劑54的轉(zhuǎn)移。在步驟360中，通過(guò)使用襯底轉(zhuǎn)移工具72將襯底22從襯底預(yù)熱臺(tái)66轉(zhuǎn)移到焊接臺(tái)70 (也被稱(chēng)為焊接板或支架)。襯底拾取工具52和68以及襯底轉(zhuǎn)移工具72可以是相同的工具。襯底22優(yōu)選地通過(guò)利用真空或抽吸被保持或固定至焊接臺(tái)70上?？蛇x地，襯底通過(guò)可選的機(jī)械裝置或機(jī)制被保持或固定至焊接臺(tái)70上。優(yōu)選地，真空或抽吸被應(yīng)用到保持在焊接臺(tái)70上的襯底22上的特定或預(yù)定位置處。更優(yōu)選地，特定位置不對(duì)應(yīng)于襯底22 上的焊接焊盤(pán)64的位置。這是為了防止在加熱襯底22時(shí)，襯底22變形或翹曲。優(yōu)選地，焊接臺(tái)70被預(yù)熱并且維持在預(yù)定的高溫。焊接臺(tái)70的預(yù)定高溫是，例如 200°C。根據(jù)需要，使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)可以選擇并且改變焊接臺(tái)70的預(yù)定高溫。焊接臺(tái)70的溫度可以是手動(dòng)控制或軟件控制的。焊接臺(tái)70的溫度可以根據(jù)很多因素來(lái)選擇和改變。例如，焊接臺(tái)70的溫度可以根據(jù)凸塊結(jié)構(gòu)16上的焊料部分20的熔點(diǎn)來(lái)選擇和改變。優(yōu)選地，焊接臺(tái)70的溫度維持在這樣的溫度，其使得不能夠使半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16上的焊料部分20熔化，并且不能夠使半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16上的焊料部分20維持在熔融狀態(tài)或液態(tài)。進(jìn)一步優(yōu)選地，焊接臺(tái)70的溫度維持在比半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20的熔點(diǎn)更低的溫度。焊接臺(tái)70的溫度可以進(jìn)一步依賴(lài)于焊劑的活化溫度或者依賴(lài)于無(wú)流式底部填充的固化溫度(當(dāng)無(wú)流式底部填充代替焊劑使用時(shí))。在焊接臺(tái)70接收襯底22之后，焊接臺(tái)70的溫度可以根據(jù)需要改變。使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法可以實(shí)現(xiàn)焊接臺(tái)70的溫度的變化或改變。焊接臺(tái)70被設(shè)計(jì)為減少或防止熱量從襯底22消散到焊接臺(tái)70。優(yōu)選地，焊接臺(tái)70被設(shè)計(jì)為使得可能存在于襯底22 上的銅跡線不會(huì)接觸到焊接臺(tái)70，從而減少熱消散或熱損失?？蛇x地，焊接臺(tái)70被設(shè)計(jì)為， 其與銅跡線接觸的區(qū)域由絕熱材料(包括但不限于陶瓷)構(gòu)成。然后在步驟370中，通過(guò)焊接臺(tái)70將位于焊接臺(tái)70上的襯底22進(jìn)一步加熱至襯底處理溫度。襯底22的襯底處理溫度優(yōu)選地低于半導(dǎo)體芯片12的芯片處理溫度?？蛇x地， 襯底22的襯底處理溫度優(yōu)選地等于或類(lèi)似于半導(dǎo)體芯片12的芯片處理溫度。優(yōu)選地，在步驟350中將襯底22加熱至轉(zhuǎn)變溫度減少了步驟370中將襯底22進(jìn)一步加熱至襯底處理溫度所需的時(shí)間。焊接臺(tái)70的溫度優(yōu)選地維持在預(yù)定的高溫，例如200°C。在步驟380中，通過(guò)襯底厚度測(cè)量工具74或設(shè)備測(cè)量并記錄襯底22的厚度或高度。襯底厚度測(cè)量工具74優(yōu)選地參照由焊接臺(tái)70限定的基準(zhǔn)來(lái)確定襯底22的厚度或高度。進(jìn)一步優(yōu)選地，襯底厚度測(cè)量工具74測(cè)量不包括焊接焊盤(pán)64和焊劑56的襯底22的厚度。優(yōu)選地，襯底厚度測(cè)量工具74進(jìn)一步測(cè)量襯底22上焊劑56的厚度和襯底22上形成的焊接焊盤(pán)64 (也被稱(chēng)為接觸焊盤(pán))的高度中的至少一個(gè)。然后在步驟390中，焊接臺(tái)70被定位在第二視覺(jué)透鏡38的下方。優(yōu)選地，第二視覺(jué)透鏡38便于襯底22關(guān)于半導(dǎo)體芯片12進(jìn)行x、y平移對(duì)準(zhǔn)和θ角對(duì)準(zhǔn)中的至少一個(gè)。 更具體地，第二視覺(jué)透鏡38便于在襯底22上形成的焊接焊盤(pán)64相對(duì)于半導(dǎo)體芯片12上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16進(jìn)行x、y平移對(duì)準(zhǔn)和θ角對(duì)準(zhǔn)?？蛇x地，第二視覺(jué)透鏡可以被稱(chēng)為上下查看相機(jī)，以便于襯底22關(guān)于半導(dǎo)體芯片12進(jìn)行x、y平移對(duì)準(zhǔn)和θ角對(duì)準(zhǔn)中的至少一個(gè)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，通過(guò)第三視覺(jué)透鏡(未示出)或本領(lǐng)域中已知的其他對(duì)準(zhǔn)裝置可以實(shí)現(xiàn)在襯底22上形成的焊接焊盤(pán)64相對(duì)于半導(dǎo)體芯片12上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16進(jìn)行x、y平移對(duì)準(zhǔn)和θ角對(duì)準(zhǔn)。步驟110中的半導(dǎo)體芯片12的處理以及步驟120中的襯底22的處理為步驟130 中半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的焊接做準(zhǔn)備。優(yōu)選地，經(jīng)由本發(fā)明提供的示例性焊接過(guò)程500，進(jìn)行步驟130中半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的焊接。圖8中示出了示例性焊接過(guò)程500的過(guò)程流程圖。如前所述，第二視覺(jué)透鏡38便于半導(dǎo)體芯片12關(guān)于襯底焊接焊盤(pán)位置進(jìn)行χ、y 線性對(duì)準(zhǔn)和θ角對(duì)準(zhǔn)中的至少一個(gè)。更具體地，第二視覺(jué)透鏡38便于半導(dǎo)體芯片12上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16相對(duì)于在襯底22上形成的焊接焊盤(pán)64進(jìn)行x、y線性對(duì)準(zhǔn)和θ角對(duì)準(zhǔn)中的至少一個(gè)。在步驟510中，焊接工具36將半導(dǎo)體芯片12定位并對(duì)準(zhǔn)在位于焊接臺(tái)70上的襯底22的上方。優(yōu)選地，步驟510中將半導(dǎo)體芯片12定位在襯底22的上方使得半導(dǎo)體芯片 12的凸塊結(jié)構(gòu)16對(duì)準(zhǔn)襯底22的焊接焊盤(pán)64。優(yōu)選地，第二視覺(jué)透鏡38便于限定半導(dǎo)體芯片12的第一坐標(biāo)系以及與半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16相交并在設(shè)置上相對(duì)應(yīng)的多個(gè)基準(zhǔn)軸線。此外，第二視覺(jué)透鏡38進(jìn)一步便于限定襯底22的第二坐標(biāo)系以及與襯底22的焊接焊盤(pán)64重疊并且在設(shè)置上相對(duì)應(yīng)的多個(gè)基準(zhǔn)頂點(diǎn)。優(yōu)選地，第二視覺(jué)透鏡38與可編程控制器(未示出)連接或電通信?？删幊炭刂破鲀?yōu)選地被編程，以限定第一坐標(biāo)系和第二坐標(biāo)系。此外，可編程控制器使得第一坐標(biāo)系能夠?qū)?zhǔn)第二坐標(biāo)系，以使得多個(gè)基準(zhǔn)軸線中的每一個(gè)均與多個(gè)基準(zhǔn)頂點(diǎn)中相應(yīng)的一個(gè)頂點(diǎn)基本上重疊，從而使半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16能夠與襯底22的焊接焊盤(pán)64準(zhǔn)確地空間對(duì)準(zhǔn)，或者幫助半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16與襯底22的焊接焊盤(pán) 64準(zhǔn)確地空間對(duì)準(zhǔn)。半導(dǎo)體芯片12優(yōu)選地處于芯片處理溫度，而且襯底22優(yōu)選地處于襯底處理溫度。 將半導(dǎo)體芯片12維持在芯片處理溫度優(yōu)選地將其凸塊結(jié)構(gòu)16上的焊料部分20維持在熔融狀態(tài)或液態(tài)。在步驟520中，進(jìn)行焊接工具36朝向焊接臺(tái)70的第一階段移動(dòng)或位移。焊接工具36朝向焊接臺(tái)70的移動(dòng)使得附接至焊接工具36的半導(dǎo)體芯片12朝向焊接臺(tái)70上的襯底22位移。步驟520中焊接工具36的第一階段移動(dòng)優(yōu)選地是快速完成的，這可以是預(yù)定的并且根據(jù)需要是可以改變的。 在步驟530中，進(jìn)行焊接工具36進(jìn)一步朝向焊接臺(tái)70的第二階段移動(dòng)或位移。焊接工具36朝向焊接臺(tái)70的移動(dòng)使得附接至焊接工具36的半導(dǎo)體芯片12朝向焊接臺(tái)70 上的襯底22位移。焊接工具36的第二階段移動(dòng)優(yōu)選地是以比焊接工具36的第一階段移動(dòng)更慢的速度完成的。在第二階段移動(dòng)期間，焊接工具36的更慢速度使得熔融或液體焊料毛細(xì)作用或噴灑到相鄰焊接焊盤(pán)64以及導(dǎo)致不期望的電短路的風(fēng)險(xiǎn)最小化。步驟520和530便于在步驟MO中將半導(dǎo)體芯片12和襯底22定位在焊接位置。 根據(jù)本說(shuō)明書(shū)提供的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可以實(shí)現(xiàn)焊接工具36關(guān)于焊接臺(tái) 70的附加階段的移動(dòng)或位移。與步驟520中第一階段移動(dòng)或步驟530中第二階段移動(dòng)的速度相比，在附加階段移動(dòng)期間焊接工具36的移動(dòng)速度更快或者更慢。此外，在附加階段移動(dòng)期間焊接工具36的移動(dòng)可以朝向或者遠(yuǎn)離焊接臺(tái)70。在焊接位置，半導(dǎo)體芯片12的熔融的或液態(tài)的焊料部分20接觸襯底22的相應(yīng)焊接焊盤(pán)64。在焊接位置處，半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的分離或間隔可以被稱(chēng)為焊接距離(也被稱(chēng)為分離距離)優(yōu)選地，根據(jù)在步驟380中所測(cè)量的襯底22的厚度的需要，焊接距離被確定并且是可變的。進(jìn)一步優(yōu)選地，基于步驟230中所測(cè)量的半導(dǎo)體芯片12的高度，焊接距離進(jìn)一步被確定或改變。優(yōu)選地，半導(dǎo)體芯片12的高度被獲取，以包括在其上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16 的高度。圖10中示出了測(cè)量并管理焊接距離(以及在步驟520至540期間，半導(dǎo)體芯片12 和襯底22之間距離)的示例性計(jì)算公式。應(yīng)該理解的是，在步驟520和530中各自的第一階段移動(dòng)和第二階段移動(dòng)期間，焊接工具36朝向焊接臺(tái)70的位移幅度分別被仔細(xì)地確定并且選擇，以將半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16定位在襯底22相應(yīng)的焊接焊盤(pán)64上。在步驟230期間，測(cè)量半導(dǎo)體芯片或管芯的高度或厚度(Hd)。在步驟380期間， 測(cè)量襯底的高度或厚度(Hs)。優(yōu)選地，在步驟520和530期間，半導(dǎo)體芯片12的位移幅度被稱(chēng)為實(shí)際行程。使用圖10中所示的示例性計(jì)算公式來(lái)計(jì)算實(shí)際行程。優(yōu)選地，通過(guò)從參考高度(Hf)中減去Hd和Hs并且加上預(yù)定的壓縮偏移值來(lái)計(jì)算實(shí)際行程(S卩，實(shí)際行程= Hf-Hd-Hs+壓縮偏移值)，參考高度(Hf)是焊接工具36和焊接臺(tái)70之間的高度或者是半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的高度。增加壓縮偏移以克服來(lái)自半導(dǎo)體芯片12和襯底22的任何共面差異。焊接距離(以及步驟520至540期間半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的距離) 的管理提高了半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間形成的焊接的精確性和穩(wěn)定性。焊接工具36和焊接臺(tái)70分別將半導(dǎo)體芯片12和襯底22維持在芯片處理溫度和襯底處理溫度。在方法100期間，焊接工具36和焊接臺(tái)70中的每個(gè)的溫度優(yōu)選地被仔細(xì)地控制和管理。圖12中示出了在方法100期間的示例性溫度曲線。優(yōu)選地，在方法100期間，焊接工具36和焊接臺(tái)70中的每個(gè)的溫度均可以根據(jù)需要被仔細(xì)地、精確地測(cè)量、監(jiān)控和調(diào)整。優(yōu)選地，焊接工具36和焊接臺(tái)70中的每個(gè)的溫度的控制和維持相應(yīng)地使得在焊接過(guò)程500期間能夠分別對(duì)半導(dǎo)體芯片12和襯底22進(jìn)行熱管理。此外，焊接工具36和焊接臺(tái)70中的每個(gè)的溫度的控制和維持幫助控制并維持在凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20和焊接焊盤(pán)64之間連結(jié)處的溫度。如上所述，重要的是設(shè)置并維持焊接工具36的溫度，以將半導(dǎo)體芯片12加熱至足夠高的溫度，從而熔化半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16上的焊料部分，并且使半導(dǎo)體芯片12 的凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20維持在熔融狀態(tài)或液態(tài)。優(yōu)選地，焊接臺(tái)70被設(shè)計(jì)并且被構(gòu)造為防止快速的熱排放(即，將熱量保持在其中)。優(yōu)選地，焊接臺(tái)70包括與其相連接或者并入其中的絕緣層76。絕緣層76有助于通過(guò)焊接臺(tái)70進(jìn)行緩慢的熱排放或者熱傳遞。也就是說(shuō)，絕緣層76延長(zhǎng)了焊接臺(tái)70內(nèi)的熱量保留。優(yōu)選地，保留在焊接臺(tái)70內(nèi)的熱量使凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20和襯底22的焊接焊盤(pán)64之間連結(jié)處的溫度維持在足夠的高溫下，從而使焊料部分20維持在熔融狀態(tài)或液態(tài)。絕緣層76優(yōu)選地在其之中包括氣囊或氣泡?？蛇x地，絕緣層76由具有低熱導(dǎo)率的材料制成。優(yōu)選地，水冷機(jī)構(gòu)或機(jī)制610連接到焊接臺(tái)70，用于減少或者防止熱量從焊接臺(tái) 70消散到其他部件。水冷機(jī)構(gòu)或機(jī)制610優(yōu)選地包括鄰近焊接臺(tái)70的表面放置的至少一個(gè)板，以及至少一個(gè)管連接器612，用于循環(huán)通過(guò)該至少一個(gè)板的流體，從而減少?gòu)暮附优_(tái) 70的熱消散(或者絕緣的)。在步驟550中，將半導(dǎo)體芯片12和襯底22維持在焊接位置預(yù)定時(shí)間，從而允許或便于半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間形成充分的焊接或互連。更具體地，將半導(dǎo)體芯片12和襯底22維持在焊接位置預(yù)定時(shí)間，從而便于半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16上的焊料部分20
13和襯底22的焊接焊盤(pán)64之間充分地焊接。優(yōu)選地，在步驟550期間，半導(dǎo)體芯片12和襯底22達(dá)到焊接溫度。更具體地，在步驟550期間，半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16和襯底22的焊接焊盤(pán)64之間的連結(jié)達(dá)到焊接溫度。在步驟550期間的焊接溫度優(yōu)選地處于芯片處理溫度和襯底處理溫度之間。更具體地，焊接溫度低于芯片處理溫度并且高于襯底處理溫度。然后，在步驟560中，焊接工具36將半導(dǎo)體芯片12釋放到襯底22上。優(yōu)選地，在步驟560中將半導(dǎo)體芯片12釋放到襯底22之前，通過(guò)焊接工具36進(jìn)行空氣吹掃?？諝獯祾弑阌趶暮附庸ぞ?6移除或分離半導(dǎo)體芯片12。優(yōu)選地，空氣吹掃的壓力被控制，以防止不期望的壓力被施加到存在于半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間、更具體地存在于半導(dǎo)體芯片 12的凸塊結(jié)構(gòu)16和襯底22的焊接焊盤(pán)64之間的熔化焊料上。然后，半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16和襯底22的焊接焊盤(pán)64之間的焊料固化，從而完成半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的焊接。示例性方法100的步驟110至130的性能便于將半導(dǎo)體芯片12焊接至襯底22，從而形成倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10。在圖13和圖14中示出了倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的部分截面圖。也就是說(shuō)，示例性方法100的步驟110至130表示封裝半導(dǎo)體芯片12的方法中的步驟。在步驟140中，形成的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10 (更具體地，焊接有襯底22的半導(dǎo)體芯片12的組件)從加熱的焊接臺(tái)70被轉(zhuǎn)移或卸載至卸載臺(tái)(未示出)。然后，倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10在卸載臺(tái)上冷卻至室溫?？蛇x地，當(dāng)?shù)寡b芯片半導(dǎo)體封裝10處于卸載臺(tái)上時(shí)，根據(jù)需要冷卻至不同溫度(其低于焊接臺(tái)的溫度)。優(yōu)選地，卸載臺(tái)的溫度可以根據(jù)需要被控制和改變，從而便于倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的受控冷卻。倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的冷卻可以自然地實(shí)現(xiàn)。可選地，倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的冷卻可以通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流冷卻實(shí)現(xiàn)。對(duì)于強(qiáng)制對(duì)流冷卻，流體(例如氮等不活潑氣體)被泵抽向倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10，用于實(shí)現(xiàn)其冷卻。可選地，倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10在轉(zhuǎn)移到卸載臺(tái)上之前，可以轉(zhuǎn)移至一個(gè)或多個(gè)中間臺(tái)(未示出)。優(yōu)選地，中間臺(tái)的溫度在焊接臺(tái)70的溫度和卸載臺(tái)的溫度之間。進(jìn)一步優(yōu)選地，對(duì)中間臺(tái)溫度的維持或控制便于倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的受控冷卻。對(duì)倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的冷卻的控制可以是手動(dòng)控制或軟件控制的。雖然上面僅描述了用于制造由實(shí)施方式提供的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的示例性方法100，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以對(duì)過(guò)程200、 300,400,500中的一個(gè)或多個(gè)的步驟或其順序的進(jìn)行各種修改。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解的是，方法100的步驟表示封裝半導(dǎo)體部件或裝置(例如半導(dǎo)體芯片和晶體管)的一般方法中的步驟。在示例性方法100中，通過(guò)焊接工具36的熱管理，使半導(dǎo)體芯片12上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20維持在熔融狀態(tài)或液態(tài)。然而，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)提供的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在焊接過(guò)程的步驟510至530之前以及在這些步驟期間，半導(dǎo)體芯片12 上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分20可選地可以維持在固態(tài)。在這種情況下，在步驟540 中將半導(dǎo)體芯片12定位在焊接位置期間，半導(dǎo)體芯片12上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16的焊料部分 20熔化。
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根據(jù)本說(shuō)明書(shū)提供的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解的是，用于制造倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的示例性方法100在加熱以使半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16和襯底22的焊接焊盤(pán)64之間的焊料回流期間，使得半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16能夠相對(duì)于襯底22的焊接焊盤(pán)64準(zhǔn)確地定位，從而有助于半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間形成精確且可靠的互連。通常，與襯底或載體相比，半導(dǎo)體芯片(以及其他半導(dǎo)體裝置)具有不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)。加熱CTE不同的物質(zhì)會(huì)引起它們不均勻的熱膨脹。因此，加熱半導(dǎo)體芯片12 和襯底22典型地在半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間引起不均勻的熱膨脹。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)于襯底22的焊接焊盤(pán)64進(jìn)行間距補(bǔ)償。襯底22的焊接焊盤(pán)64之間的間距補(bǔ)償優(yōu)選地被計(jì)算并且確定，從而抵消由于其不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)所引起的半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的不均勻熱膨脹，由此確保在半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16和襯底 22的其相應(yīng)焊接焊盤(pán)64之間準(zhǔn)確地焊接或互連形成。進(jìn)一步優(yōu)選地，進(jìn)行襯底22的焊接焊盤(pán)64之間的間距補(bǔ)償，以防止所形成的互連之間的電短路。圖15a至圖1 中示出了襯底22的焊接焊盤(pán)64的間距補(bǔ)償?shù)牟糠謭D樣概況。可選地，在半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16之間執(zhí)行間距補(bǔ)償。半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16之間的間距補(bǔ)償優(yōu)選地被計(jì)算并且確定，從而抵消由于其不同的熱膨脹系數(shù) (CTE)所引起的半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的不均勻熱膨脹。進(jìn)一步可選地，對(duì)于半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16并且對(duì)于襯底22的焊接焊盤(pán)64 執(zhí)行間距補(bǔ)償，從而抵消由于其不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)所引起的半導(dǎo)體芯片12和襯底22 之間的不均勻熱膨脹。上述間距補(bǔ)償過(guò)程或技術(shù)優(yōu)選地確保了通過(guò)示例性方法100在半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間(更具體地在半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16和襯底22的焊接焊盤(pán)64之間) 精確或接近精確地焊接。此外，上述間距補(bǔ)償過(guò)程或技術(shù)優(yōu)選地使半導(dǎo)體芯片12和襯底22 之間的對(duì)準(zhǔn)偏移或焊接偏移最小化。根據(jù)本說(shuō)明書(shū)提供的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對(duì)間距補(bǔ)償過(guò)程進(jìn)行修改。本發(fā)明還提供了用于封裝半導(dǎo)體器件或部件的示例性系統(tǒng)600或設(shè)備，更具體地，用于制造倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的示例性系統(tǒng)。圖16中示出了示例性系統(tǒng)600。示例性系統(tǒng)600包括用于執(zhí)行上述方法100的裝置。更具體地，示例性系統(tǒng)600包括用于執(zhí)行方法100的步驟100至140、執(zhí)行過(guò)程200的步驟210至觀0、執(zhí)行過(guò)程300的步驟310至390、執(zhí)行過(guò)程400的步驟410至450、執(zhí)行過(guò)程500的步驟510至560中任意一個(gè)或多個(gè)的裝置。上述裝置例如是部件、工具、元件或設(shè)備，它們可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)來(lái)確定形狀和結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)潔和清楚，下面將進(jìn)一步描述系統(tǒng)600的一些關(guān)鍵部件。然而，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)提供的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，以下描述并不是對(duì)本發(fā)明所覆蓋的系統(tǒng)600 的范圍的限制。如上所述，系統(tǒng)600包括用于執(zhí)行過(guò)程200的步驟210至觀0的裝置。優(yōu)選地，系統(tǒng)600包括便于提供半導(dǎo)體芯片12的步驟210所使用的半導(dǎo)體芯片供給器臺(tái)架602。系統(tǒng)600進(jìn)一步包括用于測(cè)量半導(dǎo)體芯片12的厚度或高度的裝置。優(yōu)選地，半導(dǎo)體芯片12的厚度或高度的測(cè)量通過(guò)芯片拾取工具M(jìn)以及上述編碼器信息來(lái)實(shí)現(xiàn)或變得容易。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可選的機(jī)構(gòu)可用于測(cè)量半導(dǎo)體芯片12的厚度或高度。系統(tǒng)600還包括在步驟240期間預(yù)熱半導(dǎo)體芯片12以及在步驟270期間將半導(dǎo)體芯片12進(jìn)一步加熱至芯片處理溫度的加熱裝置、元件或器件。重點(diǎn)注意的是，芯片處理溫度優(yōu)選地足夠高，以使得能夠熔化凸塊結(jié)構(gòu)16上的焊料部分20。對(duì)半導(dǎo)體芯片12的預(yù)熱和進(jìn)一步加熱中的至少一個(gè)的控制和維持是使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)來(lái)軟件控制或手動(dòng)控制的。另外，系統(tǒng)600進(jìn)一步包括用于在過(guò)程300中處理襯底22或執(zhí)行過(guò)程300中的步驟310至390的裝置。系統(tǒng)600優(yōu)選地包括用于在步驟310中提供襯底22的襯底供給器臺(tái)架604。系統(tǒng)600進(jìn)一步包括在步驟320中將焊劑56轉(zhuǎn)移到襯底22上的裝置。如上所述，通過(guò)使用將沉積在焊劑轉(zhuǎn)移臺(tái)58上的焊劑56轉(zhuǎn)移到襯底22上的塞子工具60，可以執(zhí)行焊劑轉(zhuǎn)移?？蛇x地，系統(tǒng)60可以包括將焊劑56轉(zhuǎn)移到襯底22上的其他裝置或機(jī)制。進(jìn)一步可選地，系統(tǒng)60包括將代替焊劑56的無(wú)流式底部填充轉(zhuǎn)移到襯底22上的其他裝置或機(jī)制。系統(tǒng)600進(jìn)一步包括襯底厚度測(cè)量工具74，如圖證所示，用于測(cè)量襯底22的厚度或高度。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可選的裝置或機(jī)制可用于測(cè)量襯底22的厚度或高度。系統(tǒng)600進(jìn)一步包括在步驟350中預(yù)熱襯底22以及在步驟370中將襯底22進(jìn)一步加熱至襯底處理溫度的加熱裝置、元件或器件。優(yōu)選地，襯底22由焊接臺(tái)70加熱至襯底處理溫度。焊接臺(tái)70被設(shè)計(jì)和構(gòu)造為便于焊接臺(tái)70的熱管理以及放置在其上的襯底22的熱管理。圖17和圖18示出了示例性焊接臺(tái)70的設(shè)計(jì)。焊接臺(tái)70可以包括便于將熱量保留在襯底22內(nèi)(即，防止熱量從中排放)的氣囊606。焊接臺(tái)70優(yōu)選地包括真空槽608。 真空槽608便于施加真空或抽吸，以將襯底22固定至焊接臺(tái)70。真空槽608的形狀和位置被預(yù)定，從而與存在于襯底22上的銅跡線的位置不一致。重要的是，系統(tǒng)600被裝配并且設(shè)計(jì)為，在方法100期間對(duì)半導(dǎo)體芯片12和襯底 22中的每個(gè)進(jìn)行熱管理。更具體地，系統(tǒng)600包括在示例性焊接處理500期間對(duì)半導(dǎo)體芯片12和襯底22進(jìn)行熱管理的裝置或機(jī)制。通過(guò)使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)軟件程序以及手動(dòng)或機(jī)械輸入中的一種或多種，熱管理可以是很方便的。在半導(dǎo)體芯片12移向襯底22之前，系統(tǒng)600優(yōu)選地使得凸塊結(jié)構(gòu)16上的焊料部分20能夠維持在熔融狀態(tài)，以便以后能夠在凸塊結(jié)構(gòu)16和襯底22的焊接焊盤(pán)64之間形成焊接。系統(tǒng)600進(jìn)一步包括如圖19所示的水冷機(jī)制610。水冷機(jī)制610包括管連接器擴(kuò)展612、制冷板614、襯底表基絕緣體616、熱板618以及筒式加熱器620。優(yōu)選地，水冷機(jī)制 610可以連接至焊接臺(tái)70，從而至少用于便于其絕緣和制冷之一。換句話說(shuō)，水冷機(jī)制610 優(yōu)選地便于焊接臺(tái)70的熱管理。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，系統(tǒng)600進(jìn)一步包括執(zhí)行示例性焊接過(guò)程500的步驟的裝置。優(yōu)選地，系統(tǒng)600包括第二視覺(jué)透鏡38 (也被稱(chēng)為上下查看相機(jī))，用于在示例性焊接過(guò)程500的步驟510中使半導(dǎo)體芯片12關(guān)于襯底22對(duì)準(zhǔn)。更具體地，第二視覺(jué)透鏡38便于半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16相對(duì)于襯底22的焊接焊盤(pán)64精確對(duì)準(zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，系統(tǒng)600可以利用可選的對(duì)準(zhǔn)裝置或機(jī)制，從而使半導(dǎo)體芯片12上形成的凸塊結(jié)構(gòu)16與襯底22上形成的焊接焊盤(pán)64對(duì)準(zhǔn)。此外，系統(tǒng)600使得能夠仔細(xì)地或精確地管理半導(dǎo)體芯片12和襯底22之間的焊接距離。系統(tǒng)600包括裝置，該裝置用于控制在步驟520和530中焊接工具36朝向焊接臺(tái) 70的第一階段移動(dòng)和第二階段移動(dòng)中每一個(gè)的速度和位移幅度中的至少一個(gè)。焊接工具 36朝向焊接臺(tái)70的位移幅度的控制或管理優(yōu)選地依賴(lài)于通過(guò)圖10中所示的示例性公式所計(jì)算的實(shí)際行程值。換句話說(shuō)，半導(dǎo)體芯片12和襯底22中每一個(gè)的厚度或高度的計(jì)算使得能夠在步驟520和530期間管理焊接工具36朝向焊接臺(tái)70的位移幅度以及半導(dǎo)體芯片 12和襯底22之間的焊接距離。優(yōu)選地，步驟520和530中焊接工具70朝向焊接臺(tái)70的位移幅度將半導(dǎo)體芯片12的凸塊結(jié)構(gòu)16定位，使其與襯底22的焊接焊盤(pán)64相接觸。系統(tǒng)600進(jìn)一步包括用于在步驟140期間卸載已形成的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10 的裝置。如上所述，倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10優(yōu)選地在卸載臺(tái)(未示出)冷卻。如上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，系統(tǒng)可以包括可用于冷卻已形成的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的可選的冷卻裝置和機(jī)制。例如，系統(tǒng)600可以包括用于實(shí)現(xiàn)倒裝芯片半導(dǎo)體封裝20的強(qiáng)制冷卻的流體系統(tǒng)。通過(guò)使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的計(jì)算機(jī)軟件和手動(dòng)或機(jī)械裝置中的至少一個(gè)，便于對(duì)已形成的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝10的冷卻進(jìn)行控制。如上所述，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)提供的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，系統(tǒng)600的裝置、部件或元件可以被改變，同時(shí)仍有能夠?qū)崿F(xiàn)方法100的步驟110至140的性能。也就是說(shuō)，用于執(zhí)行方法100的各步驟以及過(guò)程200、300、400和500中的每一個(gè)過(guò)程的各步驟的系統(tǒng)600的部件、工具或設(shè)備可以根據(jù)需要通過(guò)使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)而被改變、確定形狀、確定尺寸以及確定結(jié)構(gòu)。在上述方法中，描述了用于制造本發(fā)明提供的倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的示例性方法 100和系統(tǒng)600。上面也描述了對(duì)示例性方法100和系統(tǒng)600的各種改變和修改，并且這也將被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式的特定形式、布置或結(jié)構(gòu)。由于本公開(kāi)從而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種改變和/ 或修改。
權(quán)利要求
1.一種用于器件封裝的方法，包括將半導(dǎo)體器件加熱至第一溫度，所述半導(dǎo)體器件包括多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)都包括焊料部分，所述第一溫度至少是所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的所述焊料部分的熔化溫度，從而使所述焊料部分達(dá)到熔融狀態(tài)；將襯底加熱至第二溫度，所述襯底包括多個(gè)接觸焊盤(pán)；以及在空間上使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)，其中，在將所述半導(dǎo)體器件加熱至所述第一溫度期間，所述半導(dǎo)體器件被設(shè)置為距所述襯底一定距離，在加熱所述半導(dǎo)體器件之后，所述半導(dǎo)體器件和所述襯底中的至少一個(gè)向另一個(gè)位移，從而使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)中相應(yīng)的一個(gè)接觸焊盤(pán)相鄰接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱所述襯底的步驟包括 將所述襯底加熱至第二溫度，所述第二溫度低于所述第一溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第二溫度低于所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的所述焊料部分的所述熔化溫度。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括使所述半導(dǎo)體器件和所述襯底中的至少一個(gè)向另一個(gè)位移，從而使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)中相應(yīng)的一個(gè)接觸焊盤(pán)相鄰接，由此獲得半導(dǎo)體器件封裝。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中將所述半導(dǎo)體器件加熱至所述第一溫度的步驟包括將所述半導(dǎo)體器件加熱至第三溫度，所述第三溫度低于所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的所述焊料部分的所述熔化溫度；以及利用夾持器工具夾持所述半導(dǎo)體器件，所述夾持器工具用于將所述半導(dǎo)體器件加熱至所述第一溫度。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中將所述半導(dǎo)體器件加熱至第三溫度的步驟包括使所述半導(dǎo)體器件位移越過(guò)多個(gè)加熱元件，所述加熱元件被操作，以產(chǎn)生跨過(guò)所述加熱元件的熱量曲線，所述熱量曲線被控制，以將所述半導(dǎo)體器件逐漸加熱至所述第三溫度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中將所述半導(dǎo)體器件加熱至第三溫度的步驟進(jìn)一步包括將所述半導(dǎo)體器件設(shè)置在板上，所述板能夠移動(dòng)，從而使所述半導(dǎo)體器件位移越過(guò)所述多個(gè)加熱元件。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中將所述半導(dǎo)體器件加熱至第三溫度的步驟進(jìn)一步包括以旋轉(zhuǎn)方式或線性方式中的一種使所述半導(dǎo)體器件位移，從而以所需的方向?qū)⑺霭雽?dǎo)體器件設(shè)置在所述板上；以及參照由所述板限定的基準(zhǔn)確定所述半導(dǎo)體器件的高度。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其中將所述襯底加熱至第二溫度的步驟包括將所述襯底設(shè)置在第一支架上，所述第一支架用于將所述襯底加熱至第四溫度，所述第四溫度低于所述第二溫度；以及在所述襯底達(dá)到所述第四溫度后將所述襯底設(shè)置在第二支架上，所述第二支架用于將所述襯底加熱至所述第二溫度。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所述襯底被設(shè)置在所述第一支架上時(shí)，將熔劑沉積在所述多個(gè)接觸焊盤(pán)上，所述第二溫度低于所述熔劑的活化溫度。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所述襯底被設(shè)置在所述第一支架上時(shí)，將至少一種底部填充材料沉積在所述多個(gè)接觸焊盤(pán)上，所述第二溫度低于所述底部填充材料的固化溫度。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括在將所述襯底加熱至所述第二溫度后，參照由所述第二支架限定的基準(zhǔn)確定器件載體的高度。
13.如權(quán)利要求4所述的方法，其中在空間上使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)的步驟包括限定所述半導(dǎo)體器件上的第一坐標(biāo)系以及與所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)相交且在設(shè)置上相對(duì)應(yīng)的多個(gè)基準(zhǔn)軸線；限定所述襯底上的第二坐標(biāo)系以及與所述襯底的所述多個(gè)接觸焊盤(pán)重疊且在設(shè)置上相對(duì)應(yīng)的多個(gè)基準(zhǔn)頂點(diǎn)；以及將所述第一坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn)所述第二坐標(biāo)系，以使得所述多個(gè)基準(zhǔn)軸線中的每一個(gè)與所述多個(gè)基準(zhǔn)頂點(diǎn)中相應(yīng)的一個(gè)基準(zhǔn)頂點(diǎn)基本重疊，從而在空間上使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)。
14.一種用于封裝器件的系統(tǒng)，包括用于將半導(dǎo)體器件加熱至第一溫度的裝置，所述半導(dǎo)體器件包括多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)都包括焊料部分，所述第一溫度至少是所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的所述焊料部分的熔化溫度，從而使所述焊料部分達(dá)到熔融狀態(tài)；用于將襯底加熱至第二溫度的裝置，所述襯底包括多個(gè)接觸焊盤(pán)；以及用于在空間上使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)的裝置，其中，在將所述半導(dǎo)體器件加熱至所述第一溫度期間，將所述半導(dǎo)體器件設(shè)置為距所述襯底一定距離，在將所述半導(dǎo)體器件加熱至所述第一溫度之后，所述半導(dǎo)體器件和載體器件中的至少一個(gè)向另一個(gè)位移，從而使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)中相應(yīng)的一個(gè)接觸焊盤(pán)相鄰接。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第二溫度低于所述第一溫度。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述第二溫度低于所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的所述焊料部分的所述熔化溫度。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于使所述半導(dǎo)體器件和器件載體中的至少一個(gè)向另一個(gè)位移的裝置，從而使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)中相應(yīng)的一個(gè)接觸焊盤(pán)相鄰接，由此獲得半導(dǎo)體器件封裝。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于夾持所述半導(dǎo)體器件的夾持器工具，所述夾持器工具用于將所述半導(dǎo)體器件加熱至所述第一溫度。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)加熱元件，所述多個(gè)加熱元件能夠被操作，以產(chǎn)生越過(guò)所述多個(gè)加熱元件的熱量曲線，所述熱量曲線能夠被控制，以將所述半導(dǎo)體器件逐漸加熱至第三溫度，所述第三溫度低于所述多個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的每一個(gè)的所述焊料部分的所述熔化溫度。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括板，用于越過(guò)所述多個(gè)加熱元件設(shè)置所述半導(dǎo)體器件。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于以旋轉(zhuǎn)方式或線性方式中的一種使所述半導(dǎo)體器件位移的裝置，從而以預(yù)定方向?qū)⑺霭雽?dǎo)體器件設(shè)置在所述板上；以及用于參照由所述板限定的基準(zhǔn)確定所述半導(dǎo)體器件的高度的裝置。
22.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一支架，用于將所述襯底加熱至第四溫度，所述第四溫度低于所述第二溫度；第二支架，用于將所述襯底加熱至所述第二溫度；以及用于在所述襯底達(dá)到所述第四溫度后將所述襯底設(shè)置在所述第二支架上的裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于當(dāng)所述襯底被設(shè)置在所述第一支架上時(shí)，將熔劑沉積在所述多個(gè)接觸焊盤(pán)上的裝置，所述第二溫度低于所述熔劑的活化溫度。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述第四溫度低于所述熔劑的所述活化溫度。
25.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于當(dāng)所述襯底被設(shè)置在所述第一支架上時(shí)，將底部填充材料沉積在所述多個(gè)接觸焊盤(pán)上的裝置，所述第二溫度低于所述底部填充材料的固化溫度。
26.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于在將所述器件載體加熱至所述第二溫度后，參照由所述第二支架限定的基準(zhǔn)確定所述器件載體的高度的裝置。
27.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中用于在空間上使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)的裝置包括用于限定所述半導(dǎo)體器件上的第一坐標(biāo)系以及與所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)相交且在設(shè)置上相對(duì)應(yīng)的多個(gè)基準(zhǔn)軸線的裝置；用于限定所述襯底上的第二坐標(biāo)系以及與所述襯底的所述多個(gè)接觸焊盤(pán)重疊并且在設(shè)置上相對(duì)應(yīng)的多個(gè)基準(zhǔn)頂點(diǎn)的裝置；以及用于將所述第一坐標(biāo)系與所述第二坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn)的裝置，使得所述多個(gè)基準(zhǔn)軸線中的每一個(gè)均與所述多個(gè)基準(zhǔn)頂點(diǎn)中相應(yīng)的一個(gè)基準(zhǔn)頂點(diǎn)基本重疊，從而在空間上使所述多個(gè)凸塊結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)接觸焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
一種用于制造倒裝芯片半導(dǎo)體封裝的方法，該方法包括處理半導(dǎo)體器件(例如半導(dǎo)體芯片)以及處理器件載體(例如襯底)。半導(dǎo)體器件包括在其表面上形成的凸塊結(jié)構(gòu)。襯底包括在其表面上形成的焊接焊盤(pán)。半導(dǎo)體芯片被加熱至芯片處理溫度。芯片處理溫度使凸塊結(jié)構(gòu)上的焊料部分熔化。襯底被加熱至襯底處理溫度，其中，所述襯底處理溫度可以不同于芯片處理溫度。半導(dǎo)體芯片在空間上關(guān)于襯底進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，從而相應(yīng)地使凸塊結(jié)構(gòu)關(guān)于焊接焊盤(pán)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。半導(dǎo)體芯片朝向襯底移動(dòng)，從而使凸塊結(jié)構(gòu)鄰接焊接焊盤(pán)，從而在它們之間形成焊接。還公開(kāi)了執(zhí)行上述方法的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01L21/68GK102272907SQ200980153949
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者周輝星, 林少雄, 林建福, 王志堅(jiān), 阿穆蘭·賽恩 申請(qǐng)人:豪銳恩科技私人有限公司