TWI697087B - 回焊裝置以及接合方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於接合積體電路的回焊裝置,包括主要腔室。主要腔室包括:第一區域、第二區域以及第三區域。第一區域經配置對積體電路進行加熱處理。第二區域包括加壓頭,其對積體電路進行加壓處理,以使積體電路的彎曲表面變成平坦表面。加壓頭包括主體部與配置於主體部的一側的緩衝層。緩衝層具有彈性,以共形地貼合所述積體電路。第三區域經配置對積體電路進行冷卻處理。
Description
本發明實施例是有關於一種回焊裝置以及接合方法。
在積體電路封裝中,焊接是接合積體電路各元件中最常用的方法之一。以接合兩個積體電路元件為例來說明,可藉由焊料將兩個積體電路元件安置在一起,進行回焊以熔化焊料,進而在焊料冷卻時以將兩個積體電路元件接合起來。
然而,傳統的回焊製程會限制積體電路元件的翹曲範圍(warpage range)與焊料用量(solder volume),以達到良好的接點。在此情況下,限制了接點的製程裕度,特別是在大面積的積體電路元件與細微間距(fine pitch)接點的封裝製程。
本發明實施例提供一種用於接合積體電路的回焊裝置,包括主要腔室。主要腔室包括:第一區域、第二區域以及第三區域。第一區域經配置對積體電路進行加熱處理,以使積體電路的表面形成彎曲形狀。第二區域包括加壓頭,其對積體電路進行加壓處理,以使積體電路的彎曲表面變成平坦表面。加壓頭包括主體部與配置於主體部的一側的緩衝層。緩衝層具有彈性,以共形地貼合所述積體電路。第三區域經配置對積體電路進行冷卻處理。
本發明實施例提供一種接合方法,其步驟如下。貼合第一基底與第二基底,使得第一基底上的多個第一焊料區分別對齊第二基底上的多個第二焊料區;以及進行回焊製程。進行回焊製程包括:於回焊裝置的第一區域內進行第一加熱處理,其中第一基底與第二基底之間的熱膨脹係數差異使得在第一加熱處理期間第二基底的表面形成彎曲形狀;於回焊裝置的第二區域內進行第二加熱處理與加壓處理,加壓處理包括藉由加壓頭對第二基底加壓,以使第二基底的彎曲表面變成平坦表面,其中第一區域與第二區域彼此分隔且獨立。
本發明實施例提供另一種接合方法,其步驟如下。貼合第一基底與第二基底,使得第一基底上的多個第一焊料區分別對齊第二基底上的多個第二焊料區;以及於回焊裝置的獨立腔室內進行加熱處理與加壓處理,加壓處理包括藉由加壓頭對第二基底加壓,其中加熱處理包括經由通氣管道將熱源傳送至獨立腔室中,以均勻獨立腔室中的溫度,從而將第一焊料區與第二焊料區熔合成多個接合焊料。
以下揭露內容提供用於實施所提供的目標的不同特徵的許多不同實施例或實例。以下所描述的構件及配置的具體實例是為了以簡化的方式傳達本揭露為目的。當然,這些僅僅為實例而非用以限制。舉例來說,在以下描述中,在第二特徵上方或在第二特徵上形成第一特徵可包括第一特徵與第二特徵形成為直接接觸的實施例,且也可包括第一特徵與第二特徵之間可形成有額外特徵,使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。此外,本揭露在各種實例中可重複使用元件符號及/或字母。元件符號的重複使用是為了簡單及清楚起見,且並不表示所欲討論的各個實施例及/或配置本身之間的關係。
此外,為易於說明,本文中可能使用例如「在…下方(beneath)」、「在…下面(below)」、「下部的(lower)」、「上方(above)」、「上部的(upper)」等空間相對術語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一(些)元件或特徵的關係。所述空間相對術語意欲涵蓋元件在使用或操作時的不同定向。設備可被另外定向(旋轉90度或在其他定向),而本文所用的空間相對術語相應地作出解釋。
還可包括其他特徵及製程。舉例來說,可包括測試結構以說明進行三維(3D)封裝體或三維積體電路裝置的驗證測試。測試結構可包括例如形成於重佈線層中或基底上的測試墊,所述測試墊使得能夠測試3D封裝體或3DIC、使用探針(probe)及/或探針卡(probe card)等。可對中間結構及最終結構執行驗證測試。另外,本文中所公開的結構及方法可接合包括對已知良好晶粒(known good dies)的中間驗證的測試方法一起使用,以提高良率(yield)及降低成本。
圖1是本發明第一實施例的一種回焊裝置的剖面示意圖。以下實施例中,是以傳送型(Convey type)的回焊裝置100為例來進行說明,但本發明實施例不以此為限。在其他實施例中,亦可以是熱板型(Hot plate type)的回焊裝置200(如圖2所示)或是烤箱型(Oven type)的回焊裝置300(如圖3所示),於後再詳細說明。
在本實施例中,積體電路10(例如是封裝結構,以下稱為封裝結構10),藉由傳送帶104傳送通過第一區域110、第二區域120以及第三區域130,從而實施回焊製程。多個箭頭106代表封裝結構10正通過第一區域110、第二區域120以及第三區域130中的某一區域。詳細地說,封裝結構10包括具有多個第一焊料區14的第一基底12與具有多個第二焊料區24的多個第二基底22。第二基底22倒置在第一基底12上,使得第二焊料區24分別對齊第一焊料區14。在一些實施例中,第一焊料區14包括金屬柱16與配置在金屬柱16上的焊料蓋18;而第二焊料區24則可以是焊料凸塊。但本發明實施例不以此為限,在其他實施例中,第二焊料區24可以是金屬柱與配置在金屬柱上的焊料蓋;而第一焊料區14則可以是焊料凸塊。在替代實施例中,第一焊料區14與第二焊料區24皆可以是焊料凸塊或金屬柱與配置在金屬柱上的焊料蓋。在一實施例中,第一焊料區14與第二焊料區24的材料各自包括錫、銀、銅、其組合或其他合適材料等,其可通過例如蒸鍍、電鍍、落球、或絲網印刷(screen printing)等合適的製程形成。
在本實施例中,第一基底12可以是半導體晶圓,而第二基底22可以是半導體晶片,以形成晶圓上晶片(chip-on-wafer,CoW)封裝體。但本發明實施例不以此為限,在其他實施例中,第一基底12與第二基底22可各自包括半導體晶粒(其具有例如電晶體、二極體等主動元件於其中)、封裝基底、中介件(interposer)、印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)、封裝體等類似構件。雖然圖1所繪示的第二基底22的面積小於第一基底12的面積且第二基底22的數量大於第一基底12的數量,但本發明實施例不以此為限。在其他實施例中,第一基底12與第二基底22的面積與數量可依需求來進行調整。舉例來說,第一基底12與第二基底22可皆為半導體晶粒,其彼此堆疊為晶粒堆疊結構。
請參照圖1,第一實施例的回焊裝置100包括主要腔室102。主要腔室102包括第一區域110、第二區域120以及第三區域130。第二區域120配置於第一區域110與第三區域130之間。
具體來說,在一些實施例中,第一區域110可以是預熱區域。第一區域110包括多個加熱源115分別配置在第一區域110的上下兩側,以對封裝結構10進行第一加熱處理。如圖1所示,當封裝結構10被傳送以通過加熱源115時,加熱源115可預熱封裝結構10中的第一焊料區14與第二焊料區24。在一實施例中,加熱源115可以是輻射型加熱源(例如紅外線輻射源)或是可配置成將熱空氣吹向封裝結構10。離開加熱源115的箭頭方向表示輻射熱能、熱空氣等類似物。
在另一實施例中,各加熱源115可被控制以具有不同的加熱溫度,使得加熱源115b的溫度大於加熱源115a的溫度。舉例來說,當傳送帶104將封裝結構10傳送通過第一區域110時,封裝結構10所受到的溫度由左至右逐漸增加,如圖1所示。具體來說,當封裝結構10的初始溫度為T0,第二基底22的背面(或上表面)22b向上拱曲(bow)。如圖1所示,第二基底22的背面(或上表面)22b的中心高於其兩個端部,且具有向上突起的彎曲表面。當封裝結構10自加熱源115a移動至加熱源115b時,封裝結構10的溫度增加至T1。在一些實施例中,T0例如是25°C至150°C;T1例如是150°C至220°C。在此情況下,因封裝結構10中不同材料的熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion,CTE)不匹配(mismatch),使得封裝結構10可在溫度變化過程(即T0變為T1)中發生翹曲變化。舉例來說,第二基底22的上部的熱膨脹係數可大於第二基底22的下部的熱膨脹係數,因此,第二基底22的背面(或上表面)22b具有向下拱曲的彎曲表面,如圖1所示。在一實施例中,從溫度T0增加至T1的過程可預熱封裝結構10,並使封裝結構10具有升溫速率(ramp-up rate)。於此,所謂升溫速率是指封裝結構10的溫度變化速率。在一些實施例中,封裝結構10的升溫速率可以是0.5°C/秒至3°C/秒。但本發明實施例不以此為限,在其他實施例中,可因應封裝結構10的第一焊料區14與第二焊料區24的材料與製程標準來改變封裝結構10的升溫速率。
在替代實施例中,封裝結構10的溫度T1可維持一段時間,以使封裝結構10的第一焊料區14與第二焊料區24熱浸潤(thermally soaked)。
在本實施例中,在封裝結構10的溫度為T0增至T1的過程(即第一加熱處理過程)中,圖1所繪示的第二基底22的背面(或上表面)22b是從向上拱曲改變為向下拱曲,但本發明實施例不以此為限。在其他實施例中,依據第二基底22中的材料的熱膨脹係數,在第一區域110的加熱處理過程中,第二基底22的背面(或上表面)22b亦可從向下拱曲改變為向上拱曲,或是從平面改變為向下拱曲,或從平面改變為向上拱曲。
相似地,第一基底12的主動面(或上表面)12a與第二基底22的主動面(或下表面)22a亦具有彎曲表面。在此情況下,在回焊製程期間某些第一焊料區14可能不會接觸其對應的第二焊料區24,而導致第一焊料區14難以接合至其對應的第二焊料區24,進而在第一焊料區14與第二焊料區24之間產生冷焊(cold joints)。於此,所述冷焊會導致封裝結構缺陷的產生並降低封裝結構製程的良率。在本實施例中,如圖1與圖4A至圖4C所示,可藉由加壓處理來改善封裝結構10的翹曲現象,以減少或防止冷焊發生,以下段落將詳細說明之。
如圖1所示,當傳送帶104將封裝結構10自第一區域110傳送至第二區域120時,第二區域120可變成一獨立腔室108以與第一區域110以及第三區域130分隔開。也就是說,在進行回焊製程時,第二區域120不與第一區域110以及第三區域130空間連通。在一些實施例中,第二區域120可以是回焊區域,其包括多個加熱源125分別配置在第二區域120的單一側或上下兩側,以進行第二加熱處理。當封裝結構10自加熱源115b移動至加熱源125時,封裝結構10的溫度從T1增加至T2(亦即第二加熱處理)。第二區域120是第一區域110至第三區域130中之回焊溫度最高的區域,其可將第一焊料區14的焊料蓋18與第二焊料區24的焊料熔合成接合焊料34。在此情況下,如圖1所示,第一基底12與第二基底22可藉由接合焊料34與金屬柱16接合在一起。於此,接合焊料34與金屬柱16的組合可視為連接件20,以電性連接第一基底12與第二基底22。在一些實施例中,連接件20可例如是微凸塊(micro-bump)、受控塌陷晶片連接(controlled collapse chip connection,C4)凸塊、焊料凸塊、焊料球或其組合等。在此,微凸塊(micro-bump)可以是指水平尺寸為1 μm至50 μm的連接件。第二區域120的溫度T2例如是220°C至240°C。
值得注意的是,在本實施例中,第二區域120還包括升降裝置121以及加壓頭122,以對封裝結構10進行加壓處理,進而改善封裝結構10的翹曲現象。具體來說,升降裝置121連接加壓頭122,並藉由升降裝置121將加壓頭122下降以及/或上升,以進行加壓的作動分別如圖4A至圖4C所示。請參照圖4A,在未進行加壓前,加壓頭122未接觸第二基底22的背面22b,且第二基底22的背面22b向下拱曲。
如圖4A所示,升降裝置121連接加壓頭122的主體部122a的頂面。升降裝置121例如是升降桿(lifting pin),其相對於加壓頭122的另一端連接升降馬達模組(lifting motor module),使得加壓頭122可軸向地上下移動。加壓頭122包括主體部122a與配置在主體部122a的一側的緩衝層122b。在一些實施例中,主體部122a是一實心結構,其材料可例如是金屬材料、陶瓷材料或其組合。在另一實施例中,主體部122a的材料可以是石英、藍寶石等類似材料。在一實施例中,加壓頭122亦可具有加熱功能,因此,主體部122a可以是導熱材料。在替代實施例中,緩衝層122b的材料可包括金屬材料(例如是不銹鋼、鈦、鋁、銅等類似金屬)、橡膠材料、離型材料(例如是聚四氟乙烯,又稱鐵氟龍)或其組合。在其他實施例中,緩衝層122b可以是具有彈性的材料或結構,例如彈簧。
接著,如圖4B所示,升降裝置121下降,使加壓頭122接觸第二基底22的背面22b,並對第二基底22的背面22b施加向下的壓力(如箭頭123所示),以使向下拱曲的第二基底22的背面22b變成平坦表面。於此,所述的平坦表面,是指背面22b的平坦度維持±5000 nm以內。
在本實施例中,加壓頭122的底面積足以覆蓋第一基底12上所有第二基底22的背面22b,使得第一基底12上所有第二基底22的背面22b同時被加壓。此外,加壓頭122施加於每一個第二基底22的背面22b的壓力例如是0.05 Kg至1 Kg。
然而,本發明實施例不限於此,加壓頭122的底面積可以是無法將第一基底12上所有第二基底22的背面22b完全覆蓋,而僅足以覆蓋位於第一基底12上的部分第二基底22的背面22b。在一些實施例中,加壓頭122的底面積僅足以覆蓋單一個第二基底22的背面22b。在另一些實施例中,加壓頭122的底面積僅足以覆蓋數個第二基底22的背面22b。換言之,第一基底12上的多個第二基底22可以不再同一時間加壓,而是分批或分區加壓。或者,在第二區域120上方可以包含多個加壓頭,且這一些加壓頭可以同時或不同時對不同的第二基底22的背面22b加壓。
此外,加壓頭122的緩衝層122b具有彈性,因此可共形地貼合第二基底22的背面22b。也就是說,具有彎曲表面的背面22b接觸緩衝層122b的下表面122t。當向下壓力123逐漸增加時,具有彈性的緩衝層122b的下表面122t會對應且複製第二基底22的背面22b的形狀,並將第二基底22推向第一基底12,以使第二焊料區24與第一焊料區14彼此接觸。在此情況下,緩衝層122b的下表面122t與第二基底22的背面22b實質上匹配(substantially matches)。於此,所謂的「實質上匹配」是指下表面122t對應於第二基底22的背面22b的區域的曲率或拱曲程度實質上相同於第二基底22的背面22b的曲率或拱曲程度。也就是說,下表面122t對應於第二基底22的背面22b的區域是隨著第二基底22的背面22b向下拱曲。隨著向下壓力123逐漸增加,第二基底22的背面22b的曲率或總厚度變化(total thickness variation,TTV)逐漸減少,從而變成平坦表面,如圖4C所示。於此,所述的TTV是指背面22b的最高點與最低點之間的距離。在加壓之後,在一些實施例中,多個第二基底22的背面22b可視為共平面。在此情況下,下表面122t對應於第二基底22的背面22b的區域亦隨著第二基底22的背面22b變成平坦表面,如圖4C所示。
在一實施例中,藉由加壓頭122對封裝結構10的第二基底22進行第二加熱處理與加壓處理,可使得第二基底22的彎曲的背面22b變得較為平坦,甚至變成平坦表面,進而改善封裝結構10的翹曲現象。在此情況下,第一基底12的第一焊料區14均接觸第二基底22的第二焊料區24,並熔合兩者形成接合焊料34,以減少或防止冷焊發生,藉此提升封裝結構製程的良率。另外,相較於未加壓的回焊製程,本實施例之具有加壓處理的回焊製程的連接件20的用量較少且可使第二基底22與第一基底12之間的連接件20的高度(standoff)的差異減小,而趨近一致。也就是說,在一些實施例中,每一個第二基底22的主動面22a與第一基底12的主動面12a之間的距離D相同或相近。此外,本實施例的回焊製程可經由傳送帶104批次生產,其將多個第二基底22加壓至大面積的第一基底12上,以製造出具有平坦表面的封裝結構10。因此,本實施例可適用於大面積與細微間距接點的封裝結構,其可提升產量(throughput)並增加回焊製程裕度。在另一實施例中,可在第二區域120內同時進行第二加熱處理與加壓處理。在替代實施例中,亦可在第二區域120內依序進行第二加熱處理與加壓處理,反之亦然。
請回頭參照圖1,在進行第二加熱處理與加壓處理之後,升降裝置121上升,使加壓頭122向上移動,而離開第二基底22的背面22b,並藉由傳送帶104將封裝結構10自第二區域120傳送至第三區域130。在一些實施例中,第三區域130可以是冷卻區域,其包括多個冷卻源135分別配置在第三區域130的上下兩側,以對封裝結構10進行冷卻處理。具體來說,第三區域130是用以冷卻封裝結構10的連接件20的溫度。冷卻速率可依封裝結構10的連接件20的熱膨脹係數與收縮率來調整,本發明實施例並不設限。
在一實施例中,冷卻源135可例如是將空氣吹向封裝結構10的鼓風機(blowers)。吹向封裝結構10的空氣的溫度可以是室溫,例如是約20°C至30°C之間。但本發明實施例不以此為限,在其他實施例中,所述室溫可低於20°C或高於30°C。在替代實施例中,亦可不設置任何冷卻源於第三區域130的單一側或上下兩側,而使得封裝結構10自然冷卻。
圖2是本發明第二實施例的一種回焊裝置的剖面示意圖。在本實施例中,以熱板型的回焊裝置200為例來進行說明。
請參照圖2,第二實施例的回焊裝置200與第一實施例的回焊裝置100相似,且詳細構件與其配置已於上述實施例段落中詳細說明過,於此便不再贅述。上述兩者的不同之處在於:回焊裝置200的加熱源115分別配置在第一區域110的單一側(即下方);加熱源125配置在第二區域120的單一側(即下方)且冷卻源135分別配置在第三區域130的單一側(即下方)。在此情況下,輻射熱能以及/或冷空氣從下方傳送至封裝結構10,以達到加熱以及/或冷卻效果。在一些實施例中,封裝結構10是藉由傳送帶104傳送通過回焊裝置200中的第一區域110、第二區域120以及第三區域130。在替代實施例中,回焊裝置200中的第一區域110、第二區域120以及第三區域130亦可以是彼此分隔的獨立腔室,由機械手臂將封裝結構10分別傳送至第一區域110、第二區域120以及第三區域130中。
圖3是本發明第三實施例的一種回焊裝置的剖面示意圖。在本實施例中,以烤箱型的回焊裝置300為例來進行說明。
第三實施例的回焊裝置300是將上述第一區域、第二區域以及第三區域整合在同一個區域301中。也就是說,回焊裝置300的區域301可進行加熱處理、加壓處理以及/或冷卻處理。具體來說,如圖3所示,區域301是獨立腔室302,其包括腔室壁307以定義出容置空間303。另外,區域301還包括容器304、承載座306、升降裝置321、加壓頭322以及通氣管道308。承載座306、加壓頭322以及封裝結構10皆配置在容器304中。容器304的側壁具有多個通氣口305。
通氣管道308藉由通氣口305連接容器304的一側壁與另一側壁,以達到氣體循環或溫度循環的功效。通氣管道308中具有風扇310與加熱源315。多個箭頭314代表加熱源315的熱源沿著通氣管道308自容器304的一側壁連通並循環至另一側壁,以均勻獨立腔室302中的溫度。在一些實施例中,獨立腔室302中的氛圍為空氣。在另一些實施例中,可以在獨立腔室302中通入其他的氣體。舉例來說,可額外在獨立腔室302中通入氮氣或是惰性氣體。風扇310的運作可帶動氮氣進入通氣管道308。當氮氣經由加熱源315而被加熱至特定溫度時,被加熱的氮氣則會被通氣管道308帶入獨立腔室302中,並通過通氣口305而到達容器304中,藉此加熱封裝結構10。
如圖3所示,封裝結構10被傳送至承載座306上。在一些實施例中,承載座306可以是加熱板,其可以從下方對封裝結構10進行加熱處理。在另一些實施例中,亦具有另一加熱源(例如,加熱板)配置在承載座306下方,以從下方對承載座306與封裝結構10進行加熱處理。接著,藉由升降裝置321將加壓頭322向下靠近並接觸封裝結構10,以對封裝結構10進行加壓處理,進而改善封裝結構10的翹曲現象。另外,加壓頭322亦可具有加熱功能,其可以從上方對封裝結構10進行加熱處理。加壓頭322包括主體部322a與配置在主體部322a的一側的緩衝層322b。主體部322a、緩衝層322b的材料與上述主體部122a、緩衝層122b的材料相似,且已於上述實施例段落詳細說明過,於此便不再贅述。
在一些實施例中,可在獨立腔室302內同時進行加熱處理與加壓處理。在替代實施例中,亦可在獨立腔室302內依序進行加熱處理與加壓處理,反之亦然。
此外,在一實施例中,封裝結構10可在區域301中進行冷卻處理。但本發明實施例不以此為限,在其他實施例中,封裝結構10亦可在其他區域或腔室中進行冷卻處理。
圖5A至圖5C分別是藉由本發明第五實施例的加壓頭進行加壓的作動示意圖。雖然上述實施例所繪示的加壓頭的主體部皆為實心結構,但本發明實施例不以此為限。在其他實施例中,加壓頭的主體部亦可以是具有氣室的空心結構。
具體來說,藉由加壓頭522進行加壓的作動分別如圖5A至圖5C所示。請參照圖5A,在未進行加壓前,加壓頭522未接觸第二基底22的背面22b,且第二基底22的背面22b向下拱曲。如圖5A所示,加壓頭522包括主體部522a與配置在主體部522a的一側的緩衝層522b。在一實施例中,主體部522a是具有氣室502的空心結構。氣室502是由主體部522a的內側壁與緩衝層522b的上表面所定義。氣體(例如氮氣、惰性氣體等)可通入氣室502中,以藉由調整氣室502中的氣體含量,來控制加壓頭522的施加壓力。由於氣體可以接觸緩衝層522b的上表面,因此可以增加加壓頭522的柔軟度,以避免後續加壓處理時損壞封裝結構10。主體部522a、緩衝層522b的材料與上述主體部122a、緩衝層122b的材料相似,且已於上述實施例段落詳細說明過,於此便不再贅述。
接著,如圖5B至圖5C所示,加壓頭522接觸第二基底22的背面22b,並對第二基底22的背面22b施加向下的壓力(如箭頭523所示),以使向下拱曲的第二基底22的彎曲的背面22b(如圖5B所示)變成較為平坦的表面(如圖5C所示)。
圖6是本發明第六實施例的一種加壓頭的剖面示意圖。
請參照圖6,第六實施例的加壓頭622與第五實施例的加壓頭522相似,且詳細構件與其配置已於上述實施例段落中詳細說明過,於此便不再贅述。上述兩者的不同之處在於:第六實施例的加壓頭622的主體部622a是具有多個氣室602a、602b、602c的空心結構。具體來說,加壓頭622包括主體部622a與配置在主體部622a的一側的緩衝層622b。在一實施例中,主體部622a是具有多個氣室602a、602b、602c的空心結構。氣室602a、602b、602c是由主體部622a的內側壁與緩衝層622b的上表面所定義。在替代實施例中,氣室602a、602b、602c彼此獨立且不連通。在一些實施例中,可從外部將氣體(例如氮氣、惰性氣體等)分別通入氣室602a、602b、602c中,並調整氣室602a、602b、602c中的氣體含量,以精準控制加壓頭622的各個區域的施加壓力。舉例來說,可藉由處理器精準控制通入加壓頭622的中心與兩側中的氣室的氣體流量,藉以控制所施加的壓力,以分區改善封裝結構10的中心與兩側的翹曲程度。雖然圖6僅繪示出3個氣室602a、602b、602c,但本發明實施例不限於此。在其他實施例中,上述氣室的數量與配置可以需求來進行調整。
圖7是本發明一實施例的積體電路的接合方法的流程圖。應理解,圖7所示實施例方法僅為許多可能實施例方法的實例。本領域技術人員應了解在此接合方法中具有多種變化、替代方案以及修改。舉例來說,可增加、去除、替換、重新安排以及重複圖7中所說明的各種步驟。
請參照圖7,在步驟S102中,貼合第一基底與第二基底,使得第一基底上的多個第一焊料區分別對齊第二基底上的多個第二焊料區。接著,進行回焊製程,其包括步驟S104、步驟S106以及步驟S108。在步驟S104中,於回焊裝置的第一區域內進行第一加熱處理,其中第一基底與第二基底之間的熱膨脹係數差異使得在第一加熱處理期間第二基底的表面形成彎曲形狀。在步驟S106中,於回焊裝置的第二區域內進行第二加熱處理與加壓處理,其中加壓處理包括藉由加壓頭對第二基底加壓,以使第二基底的彎曲表面變成平坦表面。在步驟S108中,於回焊裝置的第三區域內進行冷卻處理。在一些實施例中,以上述接合方法可改善所接合的封裝結構的翹曲現象,以提升製程良率。
根據一些實施例,一種用於接合積體電路的回焊裝置,包括主要腔室。主要腔室包括:第一區域、第二區域以及第三區域。第一區域經配置對積體電路進行加熱處理,以使積體電路的表面形成彎曲形狀。第二區域包括加壓頭,其對積體電路進行加壓處理,其藉由加壓頭加壓積體電路,以使積體電路的彎曲表面變成平坦表面。加壓頭包括主體部與配置於主體部的一側的緩衝層。緩衝層具有彈性,以共形地貼合所述積體電路。第三區域經配置對積體電路進行冷卻處理。
根據一些實施例,一種接合方法,其步驟如下。貼合第一基底與第二基底,使得第一基底上的多個第一焊料區分別對齊第二基底上的多個第二焊料區;以及進行回焊製程。進行回焊製程包括:於回焊裝置的第一區域內進行第一加熱處理,其中第一基底與第二基底之間的熱膨脹係數差異使得在第一加熱處理期間第二基底的表面形成彎曲形狀;以及於回焊裝置的第二區域內進行第二加熱處理與加壓處理,其中加壓處理包括藉由加壓頭對第二基底加壓,以使第二基底的彎曲表面變成平坦表面,其中第一區域與第二區域彼此分隔且獨立。
根據一些實施例,另一種接合方法,其步驟如下。貼合第一基底與第二基底,使得第一基底上的多個第一焊料區分別對齊第二基底上的多個第二焊料區;以及於回焊裝置的獨立腔室內進行加熱處理與加壓處理,加壓處理包括藉由加壓頭對第二基底加壓,其中加熱處理包括經由通氣管道將熱源傳送至獨立腔室中,以均勻獨立腔室中的溫度,從而將第一焊料區與第二焊料區熔合成多個接合焊料。
以上概述了若干實施例的特徵,以使所屬領域中的技術人員可更好地理解本發明的各個方面。所屬領域中的技術人員應知,其可容易地使用本發明作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的及/或實現與本文中所介紹的實施例相同的優點。所屬領域中的技術人員還應認識到,這些等效構造並不背離本發明的精神及範圍,而且他們可在不背離本發明的精神及範圍的條件下對其作出各種改變、代替及變更。
10:封裝結構
12:第一基底
12a:第一基底的主動面
14:第一焊料區
16:金屬柱
18:焊料蓋
20:連接件
22:第二基底
22a:第二基底的主動面
22b:第二基底的背面
24:第二焊料區
34:接合焊料
100、200、300:回焊裝置
102:主要腔室
104:傳送帶
106、314:箭頭
108、302:獨立腔室
110:第一區域
115、115a、115b、125、315:加熱源
120:第二區域
121、321:升降裝置
122、322、522、622:加壓頭
122a、322a、522a、622a:主體部
122b、322b、522b、622b:緩衝層
122t:緩衝層的下表面
123、523:壓力
130:第三區域
135:冷卻源
301:區域
303:容置空間
304:容器
305:通氣口
306:承載座
307:腔室壁
308:通氣管道
310:風扇
502、602a、602b、602c:氣室
D:距離
S102、S104、S106、S108:步驟
T0、T1、T2、T3:溫度
當結合附圖閱讀時,自以下實施方式最好地理解本揭露內容。應強調的是,根據業界中的標準慣例,各種特徵未按比例繪製且僅用於說明的目的。事實上,可出於論述清楚起見,而任意地增加或減小各種特徵之尺寸。
圖1是本發明第一實施例的一種回焊裝置的剖面示意圖。
圖2是本發明第二實施例的一種回焊裝置的剖面示意圖。
圖3是本發明第三實施例的一種回焊裝置的剖面示意圖。
圖4A至圖4C分別是藉由本發明第四實施例的加壓頭進行加壓的作動示意圖。
圖5A至圖5C分別是藉由本發明第五實施例的加壓頭進行加壓的作動示意圖。
圖6是本發明第六實施例的一種加壓頭的剖面示意圖。
圖7是本發明一實施例的積體電路的接合方法的流程圖。
10:封裝結構
12:第一基底
12a:第一基底的主動面
14:第一焊料區
16:金屬柱
18:焊料蓋
20:連接件
22:第二基底
22a:第二基底的主動面
22b:第二基底的背面
24:第二焊料區
34:接合焊料
100:回焊裝置
102:主要腔室
104:傳送帶
106:箭頭
108:獨立腔室
110:第一區域
115、115a、115b、125:加熱源
120:第二區域
121:升降裝置
122:加壓頭
130:第三區域
135:冷卻源
T0、T1、T2、T3:溫度
Claims (7)
- 一種用於接合積體電路的回焊裝置,包括主要腔室,其中所述主要腔室包括:第一區域,經配置對所述積體電路進行加熱處理;第二區域,包括加壓頭,其對所述積體電路進行加壓處理,以使所述積體電路的彎曲表面變成平坦表面,其中所述加壓頭包括:主體部;以及緩衝層,配置於所述主體部的一側,其中所述緩衝層具有彈性,以共形地貼合所述積體電路;以及第三區域,經配置對所述積體電路進行冷卻處理,所述回焊裝置更包括:傳送帶將所述積體電路傳送通過所述第一區域、所述第二區域以及所述第三區域。
- 如申請專利範圍第1項所述的回焊裝置,更包括多個加熱源分別配置在所述第一區域與所述第二區域的一側或兩側。
- 如申請專利範圍第1項所述的回焊裝置,其中所述第二區域配置在獨立腔室中,以與所述第一區域以及所述第三區域分隔開。
- 如申請專利範圍第1項所述的回焊裝置,其中所述主體部的材料包括金屬材料、陶瓷材料或其組合,所述緩衝層的材料包括金屬材料、橡膠材料、離型材料或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述的回焊裝置,其中所述主體部包括實心結構或具有氣室的空心結構。
- 一種接合方法,包括:貼合第一基底與第二基底,以形成積體電路,其中所述第一基底上的多個第一焊料區分別對齊所述第二基底上的多個第二焊料區;以及進行回焊製程,包括:藉由傳送帶將所述積體電路傳送至回焊裝置的第一區域內進行第一加熱處理,其中所述第一基底與所述第二基底之間的熱膨脹係數差異使得在所述第一加熱處理期間所述第二基底的表面形成彎曲形狀;以及藉由所述傳送帶將所述積體電路傳送至所述回焊裝置的第二區域內進行第二加熱處理與加壓處理,所述加壓處理包括藉由加壓頭對所述第二基底加壓,以使所述第二基底的彎曲表面變成平坦表面,其中所述第一區域與所述第二區域彼此分隔且獨立。
- 如申請專利範圍第6項所述的接合方法,其中進行所述回焊製程更包括:在進行所述第二加熱處理與所述加壓處理之後,藉由所述傳送帶將所述積體電路傳送至所述回焊裝置的第三區域內進行冷卻處理。
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