[发明专利]具有排气通道的焊料模及其形成和使用方法

说明书

技术领域

本公开涉及C4焊料模，更具体而言，涉及具有排气通道的C4焊料模。

背景技术

集成电路(IC)是引入到小的半导体芯片或管芯中的小型化电路。IC通常被封装或安装到由有机或陶瓷材料制造的并包括多层布线的布线基板。例如，通过形成细小的布线以将IC的电引线连接到布线基板上的对应的引线的布线接合方法，在IC与第一级封装基板之间制造电连接。

布线接合具有几个缺点，例如，必须将IC的电引线限制到IC的外部边缘以便接合布线不会彼此接触。布线接合的一种替代是倒装芯片焊料凸起互连，其作为面阵列提供了增加的数量的电连接。

在倒装芯片互连中，在IC的整个顶表面之上提供电接触，并且在电连接之上提供焊料凸起的图形。当安装时，倒装IC以便在IC的顶表面上的焊料凸起与布线基板电接触。然后进行可控塌陷芯片连接(C4)工艺以回流焊料并在IC与基板之间建立持久的电连接。因此，倒装芯片互连通常称为C4。

在划片成单个的芯片之前，将焊料凸起施加到芯片的顶表面的方法，受到了很大的关注。根据一种用于施加C4焊料凸起的方法，通过掩模中的孔蒸发焊料和球限冶金(BLM)，以在IC的表面上形成焊料凸起的希望的图形。根据另一用于施加C4焊料凸起的方法，在光刻方法所限定的区域中，电镀敷焊料凸起。根据另一方法，通过称为丝网印刷或筛选(screening)的方法将焊料凸起施加到晶片。

上述方法中的每一种都具有其各自的优点和缺点，然而，一种称为注入成型焊料(IMS)的可选的方法尤其受到了关注。

在IMS中，在模基板的表面上构建腔的图形以形成焊料模。然后将大量熔化的焊料注入到焊料模的每一个腔中。在将焊料施加到每一个腔之后，对准并接合焊料模与晶片，以便模中的焊料的图形与晶片上的芯片的电连接相对应。然后加热接合的组合件以回流焊料凸起并将焊料凸起接合到单独的管芯。

美国专利5,244,143、6,105,852、6,390,439、6,056,191、以及6,832,747涉及用于将熔化的焊料施加到焊料模的IMS方法，将其并入到这里作为参考。

图1是示出了用于实施IMS的装置的示意图。焊料模包括模基板13以及在其上形成的多个腔14。使用IMS头11将焊料注入到每一个腔14中，该IMS头11使用正压力以从焊料储存器12将希望量的焊料15注入到腔14中。可以通过压力入口17引入压缩气体例如氮气来为IMS头11提供正压力。IMS头11足够宽以便覆盖晶片的整个宽度，并可以通过跨焊料模的宽度的长缝(slot)均匀地注入焊料。然后IMS头11扫描晶片的长度，例如，通过移动焊料模基板13而IMS头11保持不动。在这样的情况下，背向扫描方向移动焊料模。IMS头11包括阻止焊料从密封所围绕的区域泄露的焊料密封16。密封可以为O形环或其它形式的挠性衬垫。当扫描晶片时，密封16还会推走多余的焊料，以便在腔14之间的焊料模的表面上不会留下焊料。

虽然可以在真空中进行焊料注入，但是在空气中实施注入更简单并更容易。因此，当将焊料注入到每一个腔时，要使被替换的空气通过密封逃逸，否则将阻碍腔的完全填充。因此密封要足够紧密以阻止熔化的焊料的泄露，而又不能太紧密得使注入的焊料所替换的空气不能逃逸。

可选地，IMS头可以提供替换的空气的去除。在美国专利No.6,231,333中，IMS头包括真空吸嘴，该真空吸嘴用于在焊料注入之前将腔抽空，将该美国专利并入到这里作为参考。

发明内容

一种用于将焊料转移到晶片的焊料模包括基板、用于保持焊料的多个焊料腔、以及在所述多个焊料腔之间形成的多个排气通道。

一种用于转移焊料的焊料模包括基板、用于保持焊料的多个焊料腔、以及连接所述焊料腔的排气通道的图形(pattern)。

一种焊料模包括用于保持焊料的多个焊料腔、以及在所述多个焊料腔之间形成的多个排气通道，所述多个排气通道沿扫描方向或沿与所述扫描方向成锐角的方向延伸。

一种用于形成用于将焊料转移到晶片的焊料模的方法，包括将多个焊料腔蚀刻到基板中。在所述基板上蚀刻连接所述多个焊料腔的多个排气通道。

一种用于将焊料施加到晶片的方法，包括将焊料注入到焊料模的多个焊料腔中。所述焊料模具有在所述多个焊料腔之间形成的多个排气通道。通过沿扫描方向跨所述焊料模扫描注入成型焊料(IMS)注入头，来注入所述焊料。对准包括注入的焊料的所述焊料模与所述晶片。将注入到所述焊料模腔中的所述焊料转移到所述晶片。