倒裝芯片BGA組裝工藝制造技術

一種組裝倒裝芯片球柵陣列封裝件的方法包括：將球形焊料安裝至球柵陣列基板；向分割好的晶圓上設置的多個倒裝芯片焊料凸塊施加助焊劑；將球柵陣列基板對齊在分割好的晶圓上的芯片上方；以及朝向球柵陣列基板向上推動芯片，直到該芯片上的倒裝芯片焊料凸塊與球柵陣列基板相互接觸，從而從分割好的晶圓中將芯片拾取出來并將分割好的晶圓與芯片分開，由此芯片以倒裝的方向接合至球柵陣列基板，并且對芯片和球柵陣列基板實施熱工藝，從而回流球形焊料并且形成焊球，回流倒裝芯片焊料凸塊并且在芯片和球柵陣列基板之間形成焊點。本發明專利技術還提供了一種倒裝芯片BGA組裝工藝。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的主題大體上涉及的是倒裝芯片球柵陣列封裝組裝工藝。
技術介紹
通常，倒裝芯片球柵陣列(FCBGA)組裝工藝涉及制備BGA基板和倒裝芯片部件，并且通過倒裝芯片部件的倒裝芯片焊料凸塊將其連接在一起而形成最終的FCBGA封裝件。在傳統FCBGA封裝組裝工藝中，封裝組件經過多次高溫熱循環以及BGA焊球和倒裝芯片部件的焊料凸塊的回流。但是，由于每一次高溫熱循環均對器件增加了一定程度的應力，并且延長了整個過程的周期時間，因此有必要限制高溫熱循環的次數。在多數傳統FCBGA組裝工藝中，FCBGA封裝組件經過至少兩個高溫熱循環處理一個是焊料回流循環，用于在BGA基板上形成BGA焊球；第二個回流循環用于回流倒裝芯片部件的焊料凸塊，以形成處于倒裝芯片部件與BGA基板之間的倒裝芯片焊點。·
技術實現思路
為了解決現有技術中所存在的技術缺陷，根據本專利技術的一方面，提供了一種組裝倒裝芯片球柵陣列封裝件的方法，其中，所述球柵陣列封裝件包括芯片，所述芯片與所述球柵陣列基板接合，所述球柵陣列基板包括第一面和第二面，所述方法包括在所述芯片的焊料凸塊向上的方向，將所述芯片與所述球柵陣列基板的所述第一面連接接合，其中，所述芯片具有設置在其上的多個封裝芯片焊料凸塊，所述焊料凸塊具有施加在其上的助焊劑，并且所述球柵陣列基板具有多個安裝在所述第二面上的球形焊料；以及對所述芯片和所述球柵陣列基板實施熱工藝，從而回流所述球形焊料并且形成焊球，回流所述倒裝芯片焊料凸塊并且在所述芯片和所述球柵陣列基板之間形成焊點。該方法進一步包括從分割好的晶圓中拾取芯片的步驟，通過以下方式實現在所述球柵陣列基板被固定在所述芯片上方時，朝向所述球柵陣列基板向上推動所述芯片，直到所述芯片從所述分割好的晶圓中分離出來并且使所述芯片上的所述倒裝芯片焊料凸塊與所述球柵陣列基板相接觸，由此通過助焊劑將所述芯片與所述球柵陣列基板相接合。該方法進一步包括在從所述分割好的晶圓中拾取所述芯片之前，在所述分割好的晶圓上的所述芯片上方對齊所述球柵陣列基板的步驟。該方法進一步包括在將所述球柵陣列基板對齊在所述芯片上方之前，將助焊劑施加于在所述分割好的晶圓上設置的多個倒裝芯片焊料凸塊的步驟。該方法進一步包括在將所述球柵陣列基板對齊在所述芯片上方之前，將多個球形焊料安裝至所述球柵陣列基板的步驟。在該方法中，所述熱工藝具有熱曲線，所述熱曲線達到峰值溫度，所述峰值溫度高到足以回流所述球形焊料和所述倒裝芯片焊料凸塊。在該方法中，所述球形焊料具有第一焊料成分，所述第一焊料成分具有第一熔融溫度，并且所述倒裝芯片焊料凸塊具有第二焊料成分，所述第二焊料成分具有第二熔融溫度，所述第二熔融溫度不同于所述第一熔融溫度，并且所述熱工藝的所述峰值溫度高到足以回流兩種焊料成分。根據本專利技術的另一方面，提供了一種組裝倒裝芯片球柵陣列封裝件的方法，所述方法包括將多個球形焊料安裝至球柵陣列基板；向分割好的晶圓上設置的多個倒裝芯片焊料凸塊施加助焊劑；將所述球柵陣列基板對齊在所述分割好的晶圓上的芯片上方；朝向所述球柵陣列基板向上推動所述芯片，直到所述芯片與所述分割好的晶圓分開并且所述芯片上的所述倒裝芯片焊料凸塊與所述球柵陣列基板相接觸，來從所述分割好的晶圓中將所述芯片拾取出來，由此所述芯片通過所述助焊劑以焊料凸塊向上的方向與所述球柵陣列基板保持接合；以及對所述芯片和所述球柵陣列基板實施熱工藝，由此回流所述球形焊料并且形成焊球，回流所述倒裝芯片焊料凸塊并且在所述芯片和所述球柵陣列基板之間形成焊點。 在該方法中，所述熱工藝包括熱曲線，所述熱曲線達到峰值溫度，所述峰值溫度高 到足以回流所述球形焊料和所述倒裝芯片焊料凸塊。在該方法中，所述球形焊料具有第一焊料成分，所述第一焊料成分具有第一熔融溫度，并且所述倒裝芯片焊料凸塊具有第二焊料成分，所述第二焊料成分具有第二熔融溫度，所述第二熔融溫度不同于所述第一熔融溫度，并且所述熱工藝的所述峰值溫度高到足以回流兩種焊料成分。根據本專利技術的又一方面，提供了一種組裝倒裝芯片球柵陣列封裝件的方法，其中，所述球柵陣列封裝件包括與所球柵陣列基板接合的芯片，所述球柵陣列基板包括第一面和第二面，所述方法包括分割晶圓，所述晶圓包括多個芯片，并且所述多個芯片中的每個芯片都具有在其上設置的多個倒裝芯片焊料凸塊；將助焊劑施加到所述多個倒裝芯片焊料凸塊；在分割好的晶圓上的所述芯片上方對齊所述球柵陣列基板；從分割好的晶圓中拾取所述芯片；在所述芯片的焊料凸塊向上的方向，將所述芯片與所述球柵陣列基板的所述第一面接合，并且所述球柵陣列基板具有多個安裝在所述第二面上的球形焊料；以及對所述芯片和所述球柵陣列基板實施熱工藝，由此回流所述球形焊料并且形成焊球，回流所述倒裝芯片焊料凸塊并且在所述芯片和所述球柵陣列基板之間形成焊點。在該方法中，所述熱工藝包括熱曲線，所述熱曲線達到峰值溫度，所述峰值溫度高到足以回流所述球形焊料和所述倒裝芯片焊料凸塊。在該方法中，所述球形焊料具有第一焊料成分，所述第一焊料成分具有第一熔融溫度，并且所述倒裝芯片焊料凸塊具有第二焊料成分，所述第二焊料成分具有第二熔融溫度，所述第二熔融溫度不同于所述第一熔融溫度，并且所述熱處理的所述峰值溫度高到足以回流兩種焊料成分。在該方法中，從所述分割好的晶圓中拾取所述芯片并且將所述芯片與所述球柵陣列基板的所述第一面接合包括朝向所述球柵陣列基板向上推動所述芯片，直到所述芯片與所述分割好的晶圓分開并且所述芯片上的所述倒裝芯片焊料凸塊與所述球柵陣列基板相接觸，由此所述芯片通過所述助焊劑在焊料凸塊向上的方向與所述球柵陣列基板保持接口 ο在該方法中，所述熱工藝包括熱曲線，所述熱曲線達到峰值溫度，所述峰值溫度高到足以回流所述球形焊料和所述倒裝芯片焊料凸塊。在該方法中，所述球形焊料具有第一焊料成分，所述第一焊料成分具有第一熔融溫度，并且所述倒裝芯片焊料凸塊具有第二焊料成分，所述第二焊料成分具有第二熔融溫度，所述第二熔融溫度不同于所述第一熔融溫度，并且所述熱處理的所述峰值溫度高到足以回流兩種焊料成分。附圖說明圖I示出的是將球形焊料裝配到BGA基板上的工藝步驟。·圖2示出的是將助焊劑應用于分割的晶圓的器件面上的倒裝芯片焊料凸塊；圖3a示出的是在分割的晶圓上的預期芯片上方對齊BGA基板以及拾取該芯片并且將其與BGA基板接合；圖3b示出的是圖3a中用虛線所標示的區域的放大圖。圖4示出的是芯片拾取針，在本專利技術中用于芯片拾取工藝和接合工藝。圖5示出的是芯片和BGA基板組件，其中，該芯片根據本專利技術在焊料凸塊向上的方向上與BGA基板的底部接合并且被回流。圖6示出的是兩個FCBGA封裝件，這兩個FCBGA封裝件具有不同的倒裝芯片焊點高度。圖7是示出了根據本專利技術實施例的方法的流程圖。所有的附圖都是示例性的，而不沒有按比例繪出。具體實施例方式對于示例性實施例的描述旨在接合附圖進行閱讀，附圖被認為是整個書面描述的一部分。應該理解，在說明書中的關系術語，諸如，“下面的”、“上面的”、“水平的”、“垂直的“、“在...上面”、“在...下面”、“向上的”、“向下的”、“頂部的”和“底部的”以及其派生詞(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)與隨后所描述的或在論述過程中附圖所示出的方向相關。這些關系術語旨在便本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種組裝倒裝芯片球柵陣列封裝件的方法，其中，所述球柵陣列封裝件包括芯片，所述芯片與所述球柵陣列基板接合，所述球柵陣列基板包括第一面和第二面，所述方法包括：在所述芯片的焊料凸塊向上的方向，將所述芯片與所述球柵陣列基板的所述第一面連接接合，其中，所述芯片具有設置在其上的多個封裝芯片焊料凸塊，所述焊料凸塊具有施加在其上的助焊劑，并且所述球柵陣列基板具有多個安裝在所述第二面上的球形焊料；以及對所述芯片和所述球柵陣列基板實施熱工藝，從而回流所述球形焊料并且形成焊球，回流所述倒裝芯片焊料凸塊并且在所述芯片和所述球柵陣列基板之間形成焊點。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：劉育志，盧景睿，林韋廷，邱紹玲，潘信瑜，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：