[发明专利]芯片和芯片夹的安装方法

说明书

一种芯片和芯片夹的安装方法，包含：提供芯片夹、芯片和基板，在芯片夹和芯片上层压可烧结银膜，将粘剂堆积到基板上，将芯片放置到基板上，将芯片夹放置到芯片和基板上，从而形成基板‑芯片‑芯片夹组合件，以及烧结该基板‑芯片‑芯片夹组合件。

技术领域

本申请涉及并要求2014年12月17日提交的名称为“芯片和芯片夹的安装方法”的第62/093,004号美国专利申请的优先权，其全文以引用方式并入本申请。

背景技术

本申请整体上涉及将电子元件安装到基板或引线框的方法，更具体地，涉及包括对用于实行该方法的材料进行烧结的方法。

烧结的银芯片安装膜将纳米银粉末的独特物理性质和革新的化学配方结合到一起成为革新的产品，其能够结合多个电子设备从而制造极其可靠的导温、导电性强的界面。参考第2012/0114927A1号美国专利申请公开，其全文并入本申请，在其工序中，烧结的银芯片安装膜被独特地设置从而与已有的生产设备相配合，并且实现大量生产。这项技术涵盖了宽范围(从电子和自动设备的大型区域半导体开关元件和电力模块到移动技术和LED照明的小规模离散元件)的多种设备和应用。该技术通过相比于传统结合技术提高电力或照明输出或可靠性从而提升了现有设备的性能。该烧结膜使得能够使用新的高温SiC和GaN半导体和新的设备设计，该设计实现了现有技术无法达到的电子效率。

银芯片安装糊和膜是用于将电子设备安装到静态基板或安装到另一设备的结合材料。银膜是独特的，因为其能够施用于或层压到独立的芯片、芯片背面或晶片。在一个实施例中，该芯片通过足够致密化该膜并建立材料与连接部分之间的紧密连接的力而被放置在预加热的基板上。在施加的热和压力下，该膜烧结并将芯片连接到基板。所获得的芯片与基板之间的接头是金属银，其具有如图1所示的结构和性质。

在很多半导体组合件中，通过连接在芯片顶部的芯片夹提供设备的电连接。这样的设置确保比线连接更低的电阻和更好的性能。通过将铜芯片夹焊接到一个或两个焊盘及其对应导线来完成芯片夹连接。该工序典型地采用高铅焊接材料，并且需要对该焊接工序(特别是在焊接回流工序的熔化阶段对芯片和芯片夹定位)的良好控制。

发明内容

使用可烧结银膜的芯片和芯片夹的安装方法非常适合离散组合件的大量生产。该方法在烧结之前采用可分散的粘剂来将芯片和芯片夹设置在引线框上。该芯片夹还能够用于连接至引线框的基体。下述烧结步骤可以在任何商业可行的烧结机中进行。

本申请的一个方面涉及一种芯片和芯片夹的安装方法，其包含：提供芯片夹、芯片和基板；在该芯片夹和该芯片上层压可烧结银膜；将粘剂堆积在该基板上；将该芯片放置在该基板上；将该芯片夹放置在该芯片和该基板上从而制造出基板-芯片-芯片夹组合件；并且烧结基板-芯片-芯片夹组合件。

本申请的实施例可以进一步包括通过采用2-3MPa或更大的压力和130℃的温度以及30秒的持续时间来层压可烧结银膜。芯片可以独立层压或作为整体晶片层压再切割。芯片夹可以独立层压或以铜片的形式层压再切割或压印。可以在能够提供特定压力和温度的层压机中或在芯片粘合机中完成对可烧结银膜的层压。可以将层压的芯片收集并储存在窝伏尔组件中或切割带上。可以将层压的芯片夹收集并储存在带、盘或窝伏尔组件上。可以将粘剂涂抹在基板上从而在将元件移动到烧结机之前将该组合件的元件放置并固定到位置上。该粘剂将芯片和芯片夹临时安装到基板上。在基板、芯片和芯片夹的烧结过程中，该粘剂蒸发，同时并不干涉烧结过程。可以通过芯片粘合机将该芯片放置到基板上，并通过粘剂将该芯片固定到位置上。可以通过夹取放置机或环氧芯片粘合机将该芯片夹放置到基板上，并通过粘剂将该芯片夹固定到位置上。对基板、芯片和芯片夹的烧结可以包括具有压力工具和热板的烧结机。烧结可以包括采用10MPa的压力和250℃的温度以及60秒的持续时间。可以将该芯片夹以连接到基板的基体的形式与可烧结银膜层压在一起。芯片夹之间的间隔可以与位于基板上的芯片相适应。通过这里描述的方法能够形成焊接接头。芯片夹能够均匀地将压力传递到芯片和基板的底座。

附图说明