芯片焊接方法、芯片封装方法及芯片封装结构与流程

本公开实施例属于半导体封装，具体涉及一种芯片焊接方法、芯片封装方法及芯片封装结构。

背景技术：

1、目前，倒装芯片的焊接主要采用真空回流炉进行回流焊接，主要包括预热阶段、高温焊接阶段和降温阶段。现有的倒装芯片焊接方法中，在高温下无法控制基板的翘曲，会导致锡球桥接，影响芯片的可靠性；高温加热过程中挥发的助焊剂以及助焊剂挥发出的焊接气体不能及时排出，容易造成虚焊，影响焊接质量；现有的真空回流炉需要安装升温、焊接和冷却温度分机，使得真空回流炉的尺寸达到5米左右，占用空间大；另外，倒装芯片在焊接过程中，需要使用特殊的夹具来控制基板的翘曲，所使用的夹具成本高，并且夹具对于“哭脸”形基板其控制翘曲效果不大。

2、针对上述问题，有必要提出一种设计合理且有效解决上述问题的芯片焊接方法、芯片封装方法及芯片封装结构。

技术实现思路

1、本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种芯片焊接方法、芯片封装方法及芯片封装结构。

2、本公开实施例的一方面提供一种芯片焊接方法，所述方法包括：

3、步骤s1、将芯片通过导电凸起倒装于基板；

4、步骤s2、将完成贴装的所述芯片和所述基板放置于焊接炉，并将所述焊接炉进行抽真空；

5、步骤s3、将所述焊接炉升温至第一预设高温，同时将所述焊接炉加压至预设第一高压，并维持所述第一预设高温和所述第一预设高压，以使所述基板软化并将所述基板压平整；

6、步骤s4、继续维持所述第一预设高温，并将所述焊接炉进行抽真空，以排出部分焊接气体；

7、步骤s5、将所述焊接炉继续升温至第二预设高温，同时将所述焊接炉加压至第二预设高压，并维持所述第二预设高温和所述第二预设高压，以使所述导电凸起熔融并排出剩余所述焊接气体，其中，所述第二预设高压高于所述第一预设高压；

8、步骤s6、将所述焊接炉进行降温降压，以将所述芯片焊接于所述基板。

9、可选的，所述步骤s4和所述步骤s5循环交替进行。

10、可选的，所述第一预设高温低于所述导电凸起的熔融温度。

11、可选的，所述第二预设高温高于所述导电凸起的熔融温度。

12、可选的，所述步骤s1中，所述将芯片通过导电凸起倒装于基板之前，还包括：在所述导电凸起朝向所述基板的一侧形成助焊剂；

13、所述步骤s4中的所述焊接气体包括焊接过程中所述助焊剂和熔化的所述导电凸起产生的气体。

14、可选的，所述第一预设高压的范围为4kpa～6kpa。

15、可选的，所述第二预设高压的范围为7kpa～9kpa。

16、可选的，所述步骤s2还包括：

17、对所述焊接炉中充入氮气作为保护气体。

18、本公开实施例的另一方面提供一种芯片封装方法，所述方法包括：

19、提供芯片、基板、焊接金属层和散热盖；

20、将所述芯片通过导电凸起倒装于所述基板；

21、采用前文所述的芯片焊接方法将所述芯片焊接至所述基板；

22、将焊接金属层设置于所述芯片背离所述基板的一侧；

23、将所述散热盖设置于所述焊接金属层背离所述芯片的一侧，并将所述散热盖的边缘区域固定于所述基板；

24、对所述焊接金属层进行回流焊接，使所述散热盖固定于所述芯片。

25、本公开实施例的另一方面提供一种芯片封装结构，采用前文所述的封装方法封装形成。

26、本公开实施例提供的芯片焊接方法、芯片封装方法及芯片封装结构，该芯片焊接方法，通过步骤s3将焊接炉升温至第一预设高温，同时将焊接炉加压至预设第一高压，并维持第一预设高温和第一预设高压，在第一预设高温下使基板软化并为后续的焊接进行高温预热，在第一预设高压下可将基板压平整，实现在高温下控制基板的平整度，避免了由于基板翘曲产生的锡球桥接，增加了芯片的可靠性和稳定性，高温焊接过程中不需要使用夹具来控制基板的翘曲，降低了设备成本。

27、本公开实施例的芯片焊接方法，通过步骤s4继续维持第一预设高温，并将焊接炉进行抽真空，在抽真空过程中，可以排出部分焊接气体，避免了虚焊，提高了芯片焊接质量。通过步骤s5将焊接炉继续升温至第二预设高温，同时将焊接炉加压至第二预设高压，并维持第二预设高温和第二预设高压，在第二预设高温下使导电凸起熔融，在第二预设高压的作用下可排出剩余焊接气体，进一步避免虚焊，进一步提高芯片焊接质量。

28、本公开实施例的芯片焊接方法，焊接炉不需要额外的升温、焊接和冷却温度分机设备，占用空间小，节约空间并节约成本。

技术特征：

1.一种芯片焊接方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s4和所述步骤s5循环交替进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设高温低于所述导电凸起的熔融温度。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述第二预设高温高于所述导电凸起的熔融温度。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述将芯片通过导电凸起倒装于基板之前，还包括：在所述导电凸起朝向所述基板的一侧形成助焊剂；

6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一预设高压的范围为4kpa～6kpa。

7.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述第二预设高压的范围为7kpa～9kpa。

8.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：

9.一种芯片封装方法，其特征在于，所述方法包括：

10.一种芯片封装结构，其特征在于，采用权利要求9所述的封装方法封装形成。

技术总结
本公开实施例提供一种芯片焊接方法、芯片封装方法及芯片封装结构，该焊接方法包括：将芯片通过导电凸起倒装于基板；将芯片和基板放置于焊接炉，并将焊接炉进行抽真空；将焊接炉升温至第一预设高温，同时将焊接炉加压至预设第一高压，并维持第一预设高温和第一预设高压，以使基板软化并将其压平整；继续维持第一预设高温，并将焊接炉进行抽真空，以排出部分焊接气体；将焊接炉升温至第二预设高温，同时将焊接炉加压至第二预设高压，并维持第二预设高温和第二预设高压，以使导电凸起熔融并排出剩余焊接气体；将焊接炉进行降温降压，完成芯片焊接。可在高温下控制基板翘曲，避免产生导电凸起桥接；焊接中排出助焊剂和气体，避免虚焊，提高焊接质量。

技术研发人员：刘在福,郭瑞亮,焦洁
受保护的技术使用者：苏州通富超威半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17