专利名称：倒装片接合工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种倒装片接合工艺，尤指一种提升芯片与基板的接合性的 倒装片接合工艺。
背景技术：
由于倒装片接合技术(Flip Chip Interconnect Technology, FC)可适用于高 脚数(High Pin Count)的芯片封装结构，且同时具备有缩小芯片封装面积以及 缩短信号传输路径等诸多优点，所以倒装片接合技术目前已广泛的应用于芯 片封装领域。请参阅图1A—1C，图1A—1C为已知技术中倒装片接合工艺的流程的 示意图。倒装片接合技术利用面阵列(Area array)的方式，将多个芯片接垫(Die Pad)配置于芯片(die)的有源表面(Activesurface)上的技术，如图1A所示，该 工艺的流程为先利用蒸镀(evaporation)、印刷(Printing)或电镀(electroplating) 的方式在芯片10的芯片接垫12上形成凸块(Bump)14，此凸块14通常为锡 铅合金材料所构成。如图1B所示，接着形成一预焊块24至基板20的接合 垫22上，再将芯片10翻覆(flip)，通过真空吸嘴18吸附芯片IO的背面，移 动芯片10至基板20上，将芯片10的凸块14分别接触其所对应的基板20 的接合垫22，使芯片10上的凸块14对准预焊块24并使凸块14附着在预焊 块24上。如图1C所示，最后再将凸块14接触的芯片10与基板20送入回 焊炉中进行回焊，使芯片10固定在基板20上，再利用这些凸块14来分别 电性及机械性连接芯片IO的芯片接垫12的乘载器(Carrier)(图未示)上的接点 (Contact),使得芯片10可经由凸块14电性连接至乘载器(图未示)，并经由 乘载器(图未示)的内部线路电性连接至外界的电子装置(图未示)。但是实际的工艺中，如图1A所示，在凸块14的表面会存在着一氧化层 16，若无法清除该些氧化层16，会使后续的工艺受到影响而产生问题，如图 11)所示，图1D为倒装片接合结构的预焊块发生变形的示意图。当氧化层 16无法清除时，在进行回焊凸块14的步骤时，预焊块24可能会发生变形而向外挤出(如图1D所示)，导致预焊块24与凸块14无法确实的接合，产生 未焊(cold joint)现象，而影响芯片10与基板20的接合性，也会增加芯片10 与基板20之间的接触电阻。如图1B所示，已知技术中清除凸块14表面上的氧化层16的作法，乃 在芯片10接合于基板20之前，预先在凸块14的表面形成助焊薄膜17,再 将芯片10的凸块14准确的配置于基板20的接合垫22上，助焊薄膜17的 作用不仅能暂时固定芯片10于基板20上，当凸块14进行回焊时，亦可通 过助焊薄膜17来去除凸块14表面上的氧化层16，最后再清洗回焊后的凸块 14,将残留于凸块14的表面的助焊薄膜17加以去除，完成芯片IO与基板 20接合的动作，利用此种方式可以解决凸块14表面上的氧化层16的问题。然而，当凸块14的表面的氧化层16太厚时，助焊薄膜17并不能彻底 将氧化层16完全清除，如此则无法解决因为氧化层16的存在而衍生的问题， 此外，若后续清洗回焊后的凸块14的步骤中，无法将凸块14的表面的助焊 薄膜17完全清除，亦会衍生出其他的问题，因此，如何有效的将凸块14的 表面存在的氧化层16移除，已成为改善倒装片接合技术的品质的重要课题。发明内容因此，本发明的目的之一在于提供一种倒装片接合工艺，用以提升芯片 与基板之间的接合性，并且降低芯片与基板之间的接触电阻。本发明的实施例^l露一种倒装片接合工艺，适用于将一 芯片接合至一基 板，其中该芯片具有一有源表面及至少一凸块，而该至少一凸块配置于该有 源表面，且该至少一凸块具有一氧化层，其覆盖于该至少一凸块所暴露出的 表面，并且该基板还具有一基板表面及至少一接合垫，而该至少一接合垫配 置于该基板表面，该倒装片接合工艺至少包括下列步骤利用一清洁元件移 除该至少 一 凸块所具有的该氧化层；将该至少 一 凸块接触至其所对应的该至 少一接合垫；以及回焊该至少一凸块，使得该至少一凸块接合至其所对应的 该至少一接合垫。为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 出优选实施例，并配合所附图示作详细说明。
图1A— 1C为已知技术中倒装片接合工艺的流程的示意图。 图ID为倒装片接合结构的预焊块发生变形的示意图。 图2A — 2D为本发明的倒装片接合工艺的流程的示意图。 图3为本发明的倒装片接合工艺的步骤流程图。附图标记说明10、 3012、 3214、 3416、 3617、 5218、 38 20、 40 22、 42 24、 44 3141 50 55芯片芯片接垫凸块氧化层助焊薄膜真空吸嘴基板接合垫预焊块有源表面基板表面助焊剂谷喬具体实施方式
请参阅图2A—2D以及图3，图2A—2D为本发明的倒装片接合工艺的 流程的示意图。图3为本发明的倒装片接合工艺的步骤流程图。如图2A— 2D以及图3所示，本发明为一种倒装片接合工艺，适用于将一芯片30接合 至一基板40，其中该芯片30具有一有源表面31及至少一凸块34，该至少 一凸块34的材料为锡铅合金，而该至少一凸块34配置于该有源表面31的 一芯片接垫32上，且该至少一凸块34具有一氧化层36，其覆盖于该至少一 凸块34所暴露出的表面，并且基板40还具有一基板表面41及至少一接合 垫42，而该至少一接合垫42配置于基板表面41,将芯片30翻覆后，再利 用真空吸嘴38吸附芯片30的背面，移动芯片30至基板40上，以使芯片30通过凸块34而接合于基板40。本发明的倒装片接合工艺至少包括下列步骤S60:利用一清洁元件(图未示)移除该至少一凸块34所具有的氧化层36。 氧化层36位于该至少一凸块34的远离芯片30的一端。在一实施例中，清 洁元件(图未示)为一泡绵，而泡绵为高密度发泡高分子材料所构成。在本步 骤中利用泡绵摩擦该至少一凸块34以移除凸块34所具有的氧化层36。S62:将该至少一凸块34接触至其所对应的该至少一接合垫42。以及，S64:回焊该至少一凸块34，使得该至少一凸块34接合至其所对应的 该至少一接合垫42。其中，为了使凸块34能接合于接合垫42，基板40的接合垫42上还具 有至少一预焊块44,预焊块44的材料为锡铅合金。在步骤S62时，该至少 一凸块34经由其所对应的该至少一预焊块44，而间接地接触其所对应的该 至少一接合垫42。在步骤S64时，该至少一凸块34接合至其所对应的该至 少一预焊块44。在一实施例中，步骤S64可利用一回焊炉(图未示)进行该回 焊的动作。如图2D所示，在利用清洁元件(图未示)移除该至少一凸块34所具有的 氧化层36后，还可利用沾附一助焊剂50的方式来形成一助焊薄膜52于该 至少一凸块34的外表面，助焊薄膜52可以在凸块34进行回焊时，增加凸 块34与接合垫42之间的接合性。在本实施例中，助焊薄膜52可通过将凸 块34浸渍于助焊剂50中而形成，还可以利用真空吸嘴38吸附芯片30再置 入容置有助焊剂50的容器55，以沾附助焊剂50的方式而形成。根据上述步 骤将具有助焊薄膜52的至少一凸块34进行回焊后，再进一步清洗回焊后的 该至少一凸块34，以去除该至少一凸块34的外表面的助焊薄膜52，完成整 个倒装片接合的动作。如前所述，本发明所披露的倒装片接合工艺乃通过泡棉利用摩擦的方式 擦拭凸块，以移除凸块所具有的氧化层，再将凸块接触至其所对应的接合垫， 最后回焊该凸块，使得凸块接合至其所对应的接合垫。由于凸块所具有的氧 化层已先利用泡棉进行移除，因此本发明的倒装片接合工艺可以有效提升芯 片与基板的接合性，并且降低芯片与基板之间的接触电阻。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变 化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1、一种倒装片接合工艺，适用于将一芯片接合至一基板，其中该芯片具有一有源表面及至少一凸块，而该至少一凸块配置于该有源表面，且该至少一凸块具有一氧化层，其覆盖于该至少一凸块所暴露出的表面，并且该基板还具有一基板表面及至少一接合垫，而该至少一接合垫配置于该基板表面，该倒装片接合工艺至少包括下列步骤(a)利用一清洁元件移除该至少一凸块所具有的该氧化层；(b)将该至少一凸块接触至其所对应的该至少一接合垫；以及(c)回焊该至少一凸块，使得该至少一凸块接合至其所对应的该至少一接合垫。
2、 如权利要求1所述的倒装片接合工艺，其中该清洁元件为一泡绵， 步骤(a)为利用该泡绵擦拭该至少一凸块以移除该至少一凸块所具有的该氧化层。
3、 如权利要求2所述的倒装片接合工艺，其中该泡绵为高密度发泡高 分子材料。
4、 如权利要求2所述的倒装片接合工艺，其中该至少一凸块的材料为 锡铅合金。
5、 如权利要求2所述的倒装片接合工艺，其中该氧化层位于该至少一 凸块的远离该芯片的一端。
6、 如权利要求1所述的倒装片接合工艺，其中该基板还具有至少一预 焊块，其连接至其所对应的该至少一接合垫，在步骤(b)时，该至少一凸块经 由其所对应的该至少 一预焊块，而间接地接触其所对应的该至少 一接合垫。
7、 如权利要求6所述的倒装片接合工艺，其中在步骤(c)时，该至少一 凸块接合至其所对应的该至少 一 预焊块。
8、 如权利要求6所述的倒装片接合工艺，其中该至少一预焊块的材料 为锡铅合金。
9、 如权利要求6所述的倒装片接合工艺，其中该步骤(a)还包含(al)在利用该清洁元件移除该至少一凸块所具有的该氧化层后，形成一 助焊薄膜于该至少一凸块的外表面。
10、 如权利要求9所述的倒装片接合工艺，还包含下列步骤(d) 清洗回焊后的该至少一凸块，以去除该至少一凸块的外表面的该助焊 薄膜。
全文摘要
本发明公开了一种倒装片接合工艺，其适用于将一芯片接合至一基板。此倒装片接合工艺利用一清洁元件移除该芯片所包含的至少一凸块其表面所具有的一氧化层，因此当芯片通过该至少一凸块接触该基板并对该至少一凸块进行回焊时，由于该氧化层已经被清洁元件移除，所以可以提高芯片与基板的接合性。
文档编号H01L21/02GK101236911SQ20081008325
公开日2008年8月6日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者杨朝钦, 陈裕文, 黄崧智 申请人:日月光半导体制造股份有限公司