[发明专利]将导电粘着材料注塑到表面多个空腔的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及诸如电子焊点(electronic pad)上的焊料(solder) 之类的导电粘着材料(conductive bonding material)的放置的领域， 尤其涉及用于放置导电粘着材料的装置。

背景技术

在现代半导体器件中，日益增长的器件密度和日益减小的器件尺 寸对这些器件的封装和互连技术提出了更苛刻的要求。传统上，在封 装IC芯片时使用倒装芯片贴装(flip-chip attachment)法。在倒装芯 片贴装法中，在管芯(die)的表面上形成焊球(solder ball)阵列， 而不是将IC管芯贴附到封装中的引线框架(lead frame)。焊球的形 成通常是通过透过掩模蒸镀、焊膏丝网印刷或焊料的注塑进行的。

国际商业机器公司共同拥有的美国专利No.5244143披露了一种 注塑焊料(IMS)技术，通过引用将其全部并入这里。IMS与其它焊 料凸点形成技术相比的一个优点是熔融焊料与得到的焊料凸点之间的 体积变化很小。IMS技术利用焊料头(solder head)填充硼硅玻璃(或 其它材料)模具，模具的宽度足够覆盖多数单芯片模块。有时在焊料 狭缝后面提供接触刷，经过模具的已填充的孔来除去多余的焊料。

然后通过在转移(transfer)工艺中将熔融焊料涂敷到衬底上， 来执行IMS以便焊料接合(solder bonding)。当遇到较小的衬底(即， 芯片级或单芯片模块)时，由于填满焊料的模具和衬底面积相对较小， 所以可以容易地以多个结构调整和结合，因此转移工艺易于完成。例 如，在将芯片结合到衬底时频繁使用狭缝-光对准的工艺。也可以用相 同的工艺来将芯片级IMS模具结合到将形成凸点的衬底(芯片)上。 当前的IMS系统的一个问题是使用填充头(fill head)来将焊料放置 到模具的空腔中。这些填充头被限制为将焊料线性沉积到矩形模具中。 即，模具和焊料头彼此线性地移动，使得空腔垂直于焊料头中的狭缝 运动，从而当空腔经过时将其填满。IMS的另一个问题是模具限于矩 形结构，这鼓励焊料的线性沉积。

IMS使用的当前的填充头和其它焊料凸点形成技术的另一问题 是，它们不提供通过精确地控制焊料熔融和凝固所要求的响应时间进 行的精确温度控制。当前的填充头被设计为在焊料头中电阻(电)加 热器。加热器被置入填充头的表面、头接触正被填充的模具的地方。 该设计的加热器的性能受到由于线路中产生热量再传到填充头的时间 延迟的限制。此外，因为填充头不提供冷却焊料的手段，因此存在用 于冷却空腔中的焊料的时间延迟。

因此，需要克服上面讨论的现有技术的问题。

发明内容

简单地说，根据本发明披露了一种将导电粘着材料注塑到表面中 的多个空腔中的系统、方法和装置。该表面包括多个空腔。该方法还 包括将填充头放置得与表面基本上接触。在填充头的第一区域附近通 入至少第一气体。所述至少第一气体具有高于与填充头机械耦接的容 器中容纳的导电粘着材料的熔点的温度，从而当导电粘着材料与至少 第一气体彼此紧密接近时，使导电粘着材料保持在熔融状态。将导电 粘着材料从填充头挤出到表面。将导电粘着材料在所述至少一个空腔 与填充头接近的同时提供到多个空腔中的至少一个空腔中。

在本发明另一实施例中，披露了一种将导电粘着材料注塑到表面 中的多个空腔中的系统。该系统包括至少一个表面，该表面包括至少 一个空腔.该系统还包括至少一个导电粘着材料放置设备，用于将导 电粘着材料提供到至少一个表面的至少一个空腔中。该导电粘着材料 放置设备包括填充头和导电材料容器。填充头包括位于填充头第一区 域附近的至少第一气体通道，所述至少第一气体通道用于通入至少第 一气体，所述至少第一气体具有高于导电粘着材料的熔点的温度，从 而当导电粘着材料和至少第一气体彼此紧密接近时，保持导电粘着材 料处于熔融状态。导电材料容器与填充头机械耦接，用于从导电材料 容器向填充头提供导电粘着材料。