[发明专利]无模板晶圆植球工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种晶圆植球工艺。

背景技术

随着半导体技术的发展，集成电路的特征尺寸不断缩小，器件互连密度不断提高。于是，晶圆级封装（WaferLevelPackage，WLP）逐渐取代引线键合封装成为一种较为常用的封装方法。晶圆级封装（WaferLevelPackaging，WLP）技术是对整片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片的技术，封装后的芯片尺寸与裸片完全一致，顺应了市场对微电子产品日益轻、小、短、薄化和低价化要求。

晶圆级封装一般会用到BGA工艺（BallGridArray焊球阵列封装），对于量产产品来说，该步工艺一般分为植球工艺，和喷涂焊球工艺。

植球工艺包括焊锡膏熔融植球工艺和balldrop植球工艺，这两种工艺都需要用到钢网或者丝网做模板，模板费用较高。

喷涂焊球工艺是利用打印机技术对焊料进行喷涂，在喷涂的时候加热使焊球能在很短的时间内跟焊盘焊接在一起，但此工艺速度较慢，不利于大量生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种无模板晶圆植球工艺，利用静电吸附焊料，然后把焊料转移到介质层，最后通过介质层跟晶圆进行键合，使介质层上的焊料转移到晶圆上，最后实现晶圆的成球工艺。本工艺不需要模板，且可以持续生产带有焊料的介质层，不需要等晶圆到站；焊料转移的过程速度快，且可以保证植球的良率。本发明采用的技术方案是：

一种无模板晶圆植球工艺，包括下述步骤：

步骤S1，对滚轴充电，使滚轴表面带静电；通过激光扫描，使得滚轴表面具有与晶圆植球区域相对应的静电图形；滚轴旋转中先接触焊料粉，使得滚轴表面对应晶圆植球区域吸附焊料粉；然后通过滚轴与涂有粘性膜的基板接触，使得焊料粉转移至基板上的临时键合胶膜和粘性膜形成的介质层中；基板表面先涂覆有临时键合胶膜，粘性膜涂覆在临时键合胶膜之上；

步骤S2，利用键合工艺将基板介质层和晶圆键合在一起；

步骤S3，对基板和介质层解键合使带焊料粉的介质层转移到晶圆上；

步骤S4，进行回流焊得到焊球；清洗晶圆表面残留物质。

进一步地，步骤S1具体包括：

首先形成与晶圆植球区域和不植球区域对应的数字信号；

通过激光将数字信号扫描到滚轴上，使得滚轴表面对应晶圆植球区域不带电，将滚轴与带有与滚轴上同种静电的焊料粉接触，使得滚轴表面不带电区域吸附焊料粉，然后通过接触法使滚轴表面的焊料粉转移到基板上；

或：

通过激光将数字信号扫描到滚轴上，使得滚轴表面对应晶圆植球区域带电，将滚轴与不带电的焊料粉接触，使得滚轴表面带电区域吸附焊料粉，然后通过接触法使滚轴表面的焊料粉转移到基板上。

进一步地，步骤S1中，焊料粉先粘附至临时键合胶膜上，再逐层喷涂粘性膜，焊料粉继续粘附至各层粘性膜上；或：临时键合胶膜上先喷涂一层粘性膜，焊料粉粘附在第一层粘性膜上后，再逐层喷涂粘性膜，焊料粉继续粘附至后续各层粘性膜上。

更优地，步骤S1中，基板表面的临时键合胶膜中加入助焊剂成分；或：基板表面先涂覆临时键合胶膜，然后再喷涂一层助焊剂。

更优地，步骤S1中，基板上的粘性膜中加入助焊剂成分；或：基板的临时键合胶膜上，涂覆一层粘性膜后再喷涂一层助焊剂。

更优地，步骤S2中，键合前晶圆上与基板介质层相对的表面涂布助焊剂。

更优地，步骤S4中，回流焊之前在介质层表面喷涂助焊剂。

更优地，步骤S4中，先清洗晶圆表面焊料粉位置外围的介质层材料，再做回流焊。

本发明的优点：本发明利用静电吸附焊料，然后把焊料转移到介质层，最后通过介质层跟晶圆进行键合，使介质层上的焊料转移到晶圆上，最后实现晶圆的成球工艺。本工艺不需要模板，且可以持续生产带有焊料的介质层，不需要等晶圆到站；焊料转移的过程速度快，且可以保证植球的良率。

附图说明

图1为本发明的植球工艺采用的装置示意图。

图2为本发明的基板和临时键合胶膜示意图。

图3为本发明的焊料粉粘附至临时键合胶膜示意图。

图4为本发明的喷涂粘性膜示意图。

图5和图6为本发明的重复粘附焊料粉和喷涂粘性膜示意图。

图7为本发明的基板和晶圆键合示意图。

图8为本发明的基板与介质层拆键合示意图。