接合方法
【專利說明】接合方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年12月17日、申請(qǐng)?zhí)枮?01010602097.5、發(fā)明名稱為“接合方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及集成電路的制造工藝，尤其涉及一種熱壓接合方法。
【背景技術(shù)】
[0003]集成電路形成于半導(dǎo)體晶片上，其隨后被切割成半導(dǎo)體芯片。隨后，將這些半導(dǎo)體芯片接合(bonding)至封裝基材上。圖1至圖3顯示傳統(tǒng)接合工藝的各種中間階段的剖面圖。參見圖1，提供一封裝基材100，其表面上具有連接墊108。舉起(pick up)芯片102，并將其翻轉(zhuǎn)使芯片102表面上的焊料凸塊104面朝下，施加助焊劑(flux)至焊料凸塊104上。
[0004]接著，如圖2所示，將芯片102放置于封裝基材100上，其中焊料凸塊104對(duì)著連接墊108放置。接著，對(duì)封裝基材100及芯片102進(jìn)行回焊工藝，加熱封裝基材100、芯片102及焊料凸塊104。所得之接合結(jié)構(gòu)如圖3所示。由于芯片102及焊料凸塊104的重量，焊料凸塊104在熔融時(shí)會(huì)崩塌，且會(huì)增加焊料凸塊104的寬度Wl。
[0005]傳統(tǒng)接合結(jié)構(gòu)具有許多缺點(diǎn)，其中一點(diǎn)為在接合工藝后，焊料凸塊104中經(jīng)常有破裂產(chǎn)生，且特別是在焊料凸塊104中，靠近與焊阻層112及保護(hù)層(或聚酰亞胺層)114鄰接的位置。此外，由于焊料凸塊104之寬度Wl的增加，鄰近的焊料凸塊104彼此之間的距離變短，造成焊料凸塊104彼此間短路的風(fēng)險(xiǎn)提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種接合方法，包括:提供一基材載具，其包含工作件基座；放置多個(gè)第一工作件至此工作件基座中；舉起并放置多個(gè)第二工作件，這些第二工作件的每一者皆置在于這些第一工作件的其中一者上；以及回焊這些第一及第二工作件之間的焊料凸塊，以同時(shí)相互接合這些第一及第二工作件。
[0007]本發(fā)明亦提供一種接合方法，包括:提供一基材載具；放置多個(gè)第一工作件至此基材載具的工作件基座中；舉起并放置多個(gè)第二工作件，這些第二工作件的每一者皆放置在這些第一工作件的其中一者上，其中每一第一工作件皆包含一第一焊料凸塊與每一第二工作件的一第二焊料凸塊相接觸；放置一加熱工具于這些第二工作件上，同時(shí)與這些第二工作件相接觸；使用此加熱工具來加熱這些第二工作件，以進(jìn)行回焊工藝，其中此第一焊料凸塊及此第二焊料凸塊被熔融形成一第三焊料凸塊；以及在固化此第三焊料凸塊之前，對(duì)這些第二工作件同時(shí)施予一向上的力量，以增加此第三焊料凸塊的高度。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施例，確實(shí)可改善接合工藝的產(chǎn)能。例如，假設(shè)欲接合10個(gè)芯片至10個(gè)封裝基材，每單位時(shí)間內(nèi)僅能接合一個(gè)芯片。舉起及放置每一芯片需時(shí)2秒，且加熱及回焊每一芯片需時(shí)30秒。用于接合10個(gè)芯片所需的時(shí)間為(2+30)xlO，即320秒。相較之下，在本發(fā)明實(shí)施例中，雖然舉起及放置10個(gè)芯片仍需共20秒的時(shí)間，由于同時(shí)回焊所有芯片，加熱及回焊10個(gè)芯片僅需30秒。因此，總共只需50秒。如同時(shí)接合更多芯片時(shí)，則產(chǎn)能的增加則越明顯。既然熱壓接合工藝的成本非常高，由于產(chǎn)能增加所減少的接合工藝的成本亦極為顯著。
[0009]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下:
【附圖說明】
[0010]圖1至圖3顯示轉(zhuǎn)統(tǒng)接合工藝的中間階段的剖面圖。
[0011]圖4A顯不基材載具的俯視圖。
[0012]圖4B、圖5、圖6A、圖6B及圖7顯示依照本發(fā)明各種實(shí)施例的熱壓合工藝于中間階段的剖面圖
[0013]上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下:
[0014]20?基材載具 22?工作件基座
[0015]24?加熱器26?工作件
[0016]28?金屬凸塊 30?工作件
[0017]31?管線32?金屬凸塊
[0018]36?加熱工具 38?加熱頭
[0019]39?向下的力量40?焊料凸塊
[0020]42?向上的力量100?封裝基材
[0021]102?芯片104?焊料凸塊
[0022]106?助焊劑 108?連接墊
[0023]112?阻焊層 114?保護(hù)層
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明接下來將詳加討論各種的實(shí)施例的制造及討論。然而，值得注意的是，本發(fā)明所提供的這些實(shí)施例僅提供本發(fā)明的發(fā)明概念，且其可以寬廣的形式應(yīng)用于各種特定情況下。在此所討論的實(shí)施例僅用于舉例說明，并非以各種形式限制本發(fā)明。
[0025]本發(fā)明提供一種熱壓接合(thermal compress1n bonding, TCB)工藝，亦顯示各種實(shí)施例的制造中間階段。在本說明書的各圖示及所舉實(shí)施例中，以相似標(biāo)號(hào)表示相似元件。
[0026]圖4A及圖4B各自顯示基材載具20的俯視圖及剖面圖。基材載具20包含多個(gè)工作件基座22，其可排列成具有行及列的陣列。如圖4B所示，工作件基座22可為具有工作件26的尺寸(未顯示于圖4A及圖4B中，請(qǐng)參見圖5的基座，工作件26將可放置于此基座中。在一實(shí)施例中，加熱器24置于或內(nèi)建于基材載具20中，以加熱置于工作件基座22中的工作件。在另一實(shí)施例中，基材載具20不包含加熱器。
[0027]參見圖5，工作件26放置于工作件基座22中。在一實(shí)施例中，工作件26為封裝基材或轉(zhuǎn)接板(interposer)，在其中不含有如晶體管之主動(dòng)裝置。在另一實(shí)施中，工作件26為裝置芯片，具有如晶體管(未顯示)之主動(dòng)裝置于其中。金屬凸塊28形成在工作件26之頂面上。在一實(shí)施例中，所有的工作件基座22皆有工作件26填入?；蛘?，僅有一部分，但非全部的工作件基座22皆有工作件26填入。
[0028]接著，如圖6A及圖6B所示，舉起工作件30并放置于工作件26上。在工作件30底面上的金屬凸塊32與金屬凸塊28相接觸。工作件30可為包含主動(dòng)裝置(未顯示)的裝置芯片(或裸片)，其可為晶體管?；蛘?，工作件30可為轉(zhuǎn)接板、封裝基材或其類似物。在一實(shí)施例中，金屬凸塊32為焊料凸塊，或其可為其他種類的凸塊，例如銅凸塊。然而，金屬凸塊28及金屬凸塊32至少其一為焊料凸塊。在以下所揭示的實(shí)施例中，金屬凸塊28及32皆為焊料凸塊。
[0029]將加熱工具36置于工作件30上并與其接觸，并可對(duì)工作件30施予一向下的力量(如箭頭39所示)使金屬凸塊28及32朝向彼此壓合，以防止工作件30滑動(dòng)(slipping)。在圖6A中，加熱工具36包含多個(gè)加熱頭。當(dāng)放置于工作件