在三维模块上形成焊料凸起的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及在三维模块上形成焊料凸起的方法和系统。焊料被同时从模具转移到多个3D组装的模块以在所述模块上提供焊料凸起。该模具包括含有注入的熔化的焊料或预先形成的焊料球的空腔。在所述模块位于所述模具上时，包含弹性压力衬垫和延伸穿过所述衬垫的真空线路的固定装置向所述模块施加压力。在回流和焊料转移到模块后，该固定装置相对于模具移位。使用所述固定装置将经由穿过所述衬垫的真空压力而附着到所述固定装置的模块从所述模具移位。
【专利说明】在三维模块上形成焊料凸起的方法和系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明总体上涉及电学和电子领域，更具体地，涉及电子模块上的焊料沉积。
【背景技术】
[0002]三维(3D) IC集成和封装技术使得能够为半导体产品实现更短的芯片间互连、更小的形状因子、更高的封装密度、更低的功耗和更高的性能。在传统倒装芯片以及3D IC集成中，焊料凸起互连对于高密度芯片到芯片上互连都是至关重要的。焊料凸起通常作为最后晶片处理步骤(即，晶片凸起形成(bumping))晶片级处沉积在芯片表面上的接触衬垫上。在之后是晶片划片的晶片凸起形成之后，然后将芯片(例如集成电路(IC)芯片)翻转并且定位成使得焊料凸起与衬底、晶片、插入物或另一芯片的外部电路的匹配衬垫对准。焊料回流完成互连工艺，在互连工艺之后引入底部填充(underfill)材料以填充互连之间的空间，从而完成倒装芯片组装。
[0003]对于3D IC,晶片凸起形成和芯片组装变得越来越复杂，这是因为3DIC涉及比传统晶片薄得多的晶片，并且3D晶片在晶片两侧都有器件和电路。薄晶片的凸起形成和处理给制造带来了巨大的挑战。传统的晶片凸起形成需要光刻和电镀，当晶片薄时由于翘曲和处理难以应用光刻和电镀。此外，在晶片完成凸起形成工艺之后，焊料凸起的热预算限制了任何进一步的晶片级处理。因此，期望在3D IC的层叠之后应用底部焊料凸起，这简化了薄晶片的加工、处理和组装。
【发明内容】
[0004]本发明的原理提供了以促进高吞吐量的方式实现焊料向组装的3D模块的转移的技术和系统。
[0005]根据第一方面，提供了一种方法，该方法包括:提供包括多个空腔的模具；在所述空腔中提供焊料；将多个分立的电子模块对准在所述模具上，使得所述电子模块与所述模具接触并覆盖所述空腔；在所述模具的方向上同时向每一个所述电子模块施加压力；在所述电子模块上施加压力的同时回流所述空腔内的焊料；使焊料从所述空腔转移到所述电子装置并且在其上形成焊料凸起，以及将所述多个电子模块与所述模具分离。
[0006]本公开的另一方面提供了一种方法，该方法包括如下步骤:提供由处理物(handler)支撑的插入物晶片；在该插入物晶片的上表面上层叠多个芯片；将芯片附着到所述插入物晶片的顶表面；以及对在所述芯片之间的所述插入物晶片进行划片；将所述芯片与所述处理物分离，由此形成多个分立的电子模块，每个电子模块都包含所述芯片中的一个或多个以及附着于所述一个或多个芯片的插入物晶片的一部分。该方法进一步包括提供包括多个空腔的模具，每个空腔都包含焊料；将多个电子模块对准在所述模具上，使得所述模块的插入物晶片部分覆盖所述空腔；使用弹性(resilient)接触衬垫在所述模具的方向上同时在每一个所述电子模块施加压力；在所述电子模块上施加压力的同时回流所述空腔内的焊料；以及使焊料转移到电子模块的插入物晶片部分并且在其上形成焊料凸起。将所述多个电子模块同时与所述模具分离。
[0007]另一方法包括提供顶部芯片晶片，该顶部芯片晶片包括附着到并且电连接到该顶部芯片晶片的顶表面的多个插入物晶片部分，对在所述插入物晶片部分之间的所述顶部芯片晶片进行划片，由此形成多个分立的电子模块，每个电子模块包括所述顶部芯片晶片的一部分以及插入物晶片部分；提供包括多个空腔的模具，每个空腔都包含焊料；将多个电子模块对准在所述模具上，使得所述模块的插入物晶片部分覆盖所述空腔；在所述模具的方向上同时在每一个所述电子模块弹性地施加压力；该方法还包括在向所述电子模块上施加压力的同时回流所述空腔内的焊料；使焊料转移到电子模块的插入物晶片部分并且在其上形成焊料凸起，以及将所述多个电子模块同时与所述模具分离。
[0008]根据本发明另一方面提供了用于在三维模块上形成焊料凸起的系统。该系统包括具有顶表面并且包含多个空腔的模具，每一个所述空腔都具有开口。提供注入头用于将熔化的焊料注入到空腔中。还在该系统中提供组件，该组件包括固定装置、附着到该固定装置的多个弹性接触衬垫、以及延伸穿过该固定装置和弹性接触衬垫的多条真空线路，所述接触衬垫包含与所述真空线路连通并且对着所述模具的顶表面定位的真空开口。
[0009]根据另一实施例提供的系统包括具有顶表面并且包含多个空腔的模具，每一个所述空腔都具有开口并且包含焊料。还提供组件，该组件包括固定装置、附着到该固定装置的多个弹性接触衬垫、以及延伸穿过该固定装置和弹性接触衬垫的多条真空线路，所述接触衬垫包含与所述真空线路连通并且对着所述模具的顶表面定位的真空开口。
[0010]如本申请中所使用的“促进”一动作包括执行该动作、使该动作更容易、帮助执行该动作或者使得该动作被执行。因此，通过举例而并非限制，在一个处理器上执行的指令，通过发送适当的数据或命令使得在远程处理器上执行的指令执行的动作被执行或者辅助该动作被执行，可促进由在远程处理器上执行的指令执行的动作。为了避免疑问，当一个施动者促进而不是执行另一个施动者执行的动作时，该动作仍由某实体或实体的组合执行。
[0011]本申请中公开的一个或多个实施例或其元素可以以计算机程序产品的形式实现，该计算机程序产品包括有形的计算机可读可记录存储介质，该存储介质具有用于执行所指示的方法步骤的计算机可用程序代码。此外，一个或多个实施例或其元素可以以包括存储器和至少一个处理器的系统(设备)的形式实现，所述处理器耦合到存储器并且用于执行示例性方法步骤。另外，在另一方面，一个或多个实施例或其元素可以以用于执行本申请中描述的方法步骤中的一个或多个的装置的形式实现；所述装置可包括(i)(一个或多个)硬件模块，(ii)(一个或多个)软件模块，或者(iii)硬件模块和软件模块的组合；以及实现本申请中阐述的特定技术的(i)_ (iii)中的任何一个或多个，并且软件模块存储在有形的计算机可读可记录存储介质(或多个这种介质)中。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1A-G示意性地示出了用于芯片层叠的晶片级组装的第一方法。
[0013]图2A-H示意性地示出了用于芯片层叠的晶片级组装的第二方法。
[0014]图3A-M示意性地示出了用于将焊料转移到三维层叠结构上的多个划片的模块的第一过程。
[0015]图4A-H示意性地示出了用于将焊料转移到三维层叠结构上的多个划片的模块的第二过程。
[0016]图5A-C示出了用于形成在图3A-N以及图4A_I中所示的示例性过程采用的模具的三个选项。
【具体实施方式】
[0017]参考图1A-G，示出了执行用于将管芯组装到插入物晶片并且随后在插入物晶片上形成焊料凸起的第一方法时的步骤。如图1A所示的玻璃处理物(handler) 10为在该方法中引入的元件提供刚性支撑。如图1B所示，将插入物晶片12附着(例如通过粘合剂接合)到玻璃处理物10。插入物晶片通常是包含硅的相对薄的结构并且用于连接多个芯片或其它器件。插入物晶片12的两侧上的接触衬垫(未示出)以及通孔14使得能够实现这种连接。
[0018]参考图1C，诸如IC芯片的芯片(管芯)16层叠在插入物晶片上。每个芯片都包括集成电路。在该示例性实施例中，采用微凸起(微C4)18来将芯片连接到插入物晶片。如图1D所示，芯片和插入物晶片之间的区域被填充有底部填充材料20，该底部填充材料20例如为环氧树脂并且在本领域普通技术人员所熟悉的工艺中固化。然后将玻璃处理物10与插入物晶片12分离，得到如图1E所示的结构。
[0019]由于可能的翘曲和处理问题，如图1F所示的除去玻璃处理物10之后的插入物晶片上的C4凸起形成22可能是困难的。当应用于具有通孔的薄晶片时，电镀所需要的光刻也是困难的。尽管划片后的叠层上的C4凸起形成不困难，但是从生产的立场上说这是不实际的。在图1A-1G所示的方法中，在C4凸起形成之后进行插入物晶片12的划片以形成图1G所示的层叠结构(模块)。
[0020]在图2A-H所示的方法中，可以在附着顶部芯片晶片30之后进行插入物晶片12上的C4凸起形成，所述顶部芯片晶片30可包括例如中央处理单元(CPU)、存储器或集成电路(IC)0顶部芯片晶片的附着促进该结构的处理。图2A和2B所示的步骤与图1A和IB所示的步骤相同。如图2C所示，在插入物晶片12的顶表面上形成微凸起18。(将理解，如果图2C所示的结构翻转，则插入物晶片的“顶”表面将在该结构的“底部”)。对所得到的组件进行划片，如图2D所示，形成了单个的组件模块28。选择具有良好管芯的模块28并通过随后的焊料回流将其连接到顶部芯片晶片30，如图2E所示。除去划片后的玻璃处理物10，并且施加和固化底部填充材料20，形成了图2F所示的结构。然后在图2G中进行顶部芯片晶片30上的划片后的插入物晶片上的C4凸起形成22。在该步骤之后如图2G和2H所示对顶部芯片晶片30进行划片，形成了单个的电子模块82。使用该方法电镀C4凸起是不可行的，这是因为难以在图2F和图2G中的芯片之间的间隙之间施加连续的籽层。由于该结构的表面形貌，电镀所需的光刻也是挑战。
[0021]如本申请中所公开的将焊料同时从模板转移到多个划片后的电子模块，在三维层叠电子结构上提供了有效的C4凸起形成。特别地，使用包含弹性材料以及提供真空的固定装置来保持电子模块，使得即使在层叠的模块在凸起形成之前被划片的情况下也能够以高吞吐量实现C4凸起形成。注模焊料(MS)或者预先形成的焊料球可以用于填充模板的空腔。玻璃或硅模板上的涂敷了聚合物的层可用于在如下更全面地描述的转移工艺期间促进焊料从空腔的释放。
[0022]参考图3A-M，示出了三维倒装芯片组装方法以及用于执行该方法的系统。图3A示出了与图1D所示的结构相同的结构，该结构由图1A-C所示的步骤产生。该结构包括玻璃处理物晶片10、插入物晶片12、多个管芯(例如集成电路管芯)16、连接所述管芯和插入物晶片的微凸起18、以及所述管芯与晶片之间的底部填充材料20 (例如环氧树脂)。如图3B和3C所示，对插入物晶片12进行划片，并且将所得到的电子模块32与玻璃处理物晶片10分离。然后可选地对单个的模块32进行电学测试，使得仅通过测试过程的模块用于进一步的处理。
[0023]图3E-3G示出了可用于本申请中公开的倒装芯片组装方法的示例性模具的制备。提供如图3E所示的玻璃或硅衬底40。通过适当的方法，例如旋涂、膜层叠或印刷，将聚合物膜42 (例如，干燥多用途光致抗蚀剂、光敏聚酰亚胺(PSPI)、Upilex或Kapton)施加于衬底40。聚合物膜42应当完全固化并且在后续处理中采用的焊料的熔点下是稳定的。通过任何适当的过程，例如激光钻孔或光刻，对该聚合物膜进行图案化，如图3E所示。这种图案化形成了多个空腔44。参考图3F，通过从连接到焊料源(未示出)的注入头48进行注入用熔化的焊料46填充每个空腔。或者，可以如图3G所示将预先形成的焊料球50沉积到空腔中。在任何一种情况下，都提供包括填充了焊料的空腔的模具52。
[0024]现在参考图3H，在注入焊料的模具52上对准通过了测试的模块32。可以在注模的焊料顶上使用助熔剂。或者，甲酸可用于回流。包含刚性板状金属或玻璃固定装置62、多个弹性可变形衬垫64 (例如，硅酮海绵、硅酮橡胶、硅酮泡沫)和延伸穿过所述固定装置和衬垫的真空线路66的组件60，用来向模块32施加压力，如图31所示。在该示例性实施例中，每个模块32对应一个衬垫64。提供可以是机械的、液压的或气动的固定装置定位机构68，用于将所述固定装置和所附着的接触衬垫64同时向着模具52移动和/或者同时远离模具52移动，以及用于向模块施加充分的压力以实现模块和衬垫的真空耦合而不损坏模块。如下文中所述，本申请中公开的压力机构和其它机构可以由设备制造商和/或芯片封装体制造者编程的软件模块控制。将理解，可以通过向着固定装置移动模具而不是像所公开的那样向着模具移动固定装置，来施加压力。弹性可变形衬垫64通过弹性地迫使模块向着模具52而促进模块32和空腔44中的焊料的接触，即使模具上的模块的高度不完全一致也是如此。该衬垫也配置成与模块形成良好的密封，从而真空线路可以有效地用于将模块附着到组件60。尽管在每个接触衬垫64中仅示出了一个真空开口，但是将理解，可以对着模具52的顶表面提供多个开口以促进与模块的真空连接。一旦焊料回流，焊料凸起56就在接触衬垫施加压力时粘附到各模块32的插入物晶片。接触衬垫64在焊料转移期间取决于模块32的厚度被各种程度地压缩，模块32的厚度可以相同或不同。焊料从模具的转移不需要电镀。在通过真空线路施加真空时，但是通过固定装置定位机构68升高组件60，并且焊料再次固化。优选地，在将模块32从模具移开时焊料为液体形式。然而，如果模具空腔44足够宽，有可能在焊料固化之后从模具移开模块。随着组件60由于通过衬垫64中的真空线路施加于其上的吸力而被升起，现在包含焊料凸起的模块32与模具分开。(可选地，可以降低模具52而组件60保持固定来将模块与模具分开。)如果使用了助焊剂，则一旦组件和所附着的模块与模具52分开，就清除助焊剂残留物，如图3K所示。真空压力的中断引起模块32与组件60分离，如图3L所示。模块32可以组装在如图3M所示的积层(laminate)70或其它结构上，并且一旦焊料回流就与积层70或其它结构电连接。尽管在所示的过程中示出了有限数量的模块，但是将理解，可以以这种方式同时处理大量层叠的模块，以产生很多层叠模块，每个层叠模块都具有促进电连接的焊料凸起，即使层叠模块在C4凸起形成之前被划片也是如此。该方法可用于单芯片模块以及具有多个集成电路(IC)的多芯片模块。因此，高制造吞吐量可能的。
[0025]图4A-H示出了三维倒装芯片组装方法以及用于促进该方法的相关组件的另一实施例。图4A示出了与图2F所示的相同的结构，该结构也可以使用图2A-E所示的步骤制造。参考图4B，顶部芯片晶片30被划片以产生单个的层叠电子模块80，每个模块80包括:例如含有集成电路副本的顶部芯片晶片的被划片部分、插入物晶片的被划片部分、电连接顶部芯片晶片部分和插入物晶片部分的微凸起18、以及顶部芯片晶片部分和插入物晶片部分之间的底部填充材料20。在对顶部芯片晶片进行划片之后，对模块80进行电学测试，如图4C所示。通过测试的模块被选择用于进一步处理。
[0026]参考图4D，与上文中参考图3E和3F所描述的一样，被选择的模块80在注入了焊料的模具52上对准。采用也在上文中讨论了的组件60，压力被施加到模块上，由此在回流期间促进模块和模具空腔44内的焊料之间的良好接触，如图4E所示。一旦焊料46熔化，就升起组件60和所附着的模块80。对插入物晶片比对模具52具有更大亲和力的焊料，仍旧粘附到插入物晶片12并且形成如图4F所示的圆形凸起56。如果有必要，就从模块80除去助焊剂残留物。然后通过中断向固定装置和衬垫中的真空线路应用真空压力，将模块与顶部固定装置分开。如图4H所示，模块80可以安装在积层70上。
[0027]就包含玻璃或硅衬底以及限定用于容纳焊料的空腔44的图案化聚合物膜42的模具52，描述了在上文中讨论的示例性过程。图5A示出了这种类型的模具。图5B和5C示出了代替上述模具52可用于所述示例性过程的其它示例性模具。参考图5B，可以通过在玻璃或硅衬底140中形成空腔并且用薄聚合物膜142 (例如干燥多用途光致抗蚀剂或硅酮氧化物(silicone oxide))涂敷该衬底来提供模具152。模具152内的空腔144可以用分别针对图3F和3G描述的来自注入头的焊料填充或者用预先形成的焊料球填充。另一种备选方案是在玻璃或硅衬底240中形成空腔244，而不施加聚合物膜层，如图5C所示的模具252中所示。
[0028]本发明的一个或多个实施例可以采用几乎任何种类的焊料。焊料可以选自包括下述的组:Sn、In、Sn-1n、Sn-Pb、Sn-Au、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu、Sn-Ag-Cu-Zn、Sn-Ag-Cu-B1、Sn-Ag-Cu-Pd、Sn-Ag-Cu-T1、Sn-Ag-Cu-Al> Sn-Ag-Cu-Sb> Sn-Ag-Cu-Ce> Sn-Ag-Cu-Ge>Sn-Ag-Cu-Mn、Sn-Ag-Cu-La 及其组合。
[0029]在一个或多个实施例中，使用注模焊料填充头执行将熔化的焊料直接注入模具的步骤，并且另外的步骤包括在注入期间使(i )填充头和(ii )衬底之间相对运动，优选地平移运动。
[0030]上文中描述的方法可用于封装集成电路芯片，特别是用于封装倒装芯片。芯片设计可以例如在图形计算机编程语言中产生，并且存储在计算机存储介质(例如盘、带、物理硬盘驱动器、或诸如存储存取网络的虚拟硬盘驱动器)中。如果设计者不制造芯片或者用于制造芯片的光刻掩模，则设计者可以直接或间接将所得到的设计通过物理装置(例如，通过提供一份存储有该设计的存储介质)或电子地(例如通过互联网)传送到这种实体。然后，所存储的设计可以转换成适当的形式，例如，图形设计系统II(GDSII)，用于制造光刻掩模，光刻掩模通常包含要形成在晶片上的多份所讨论的芯片设计。光刻掩模可用于限定晶片(和/或其上的层)的要蚀刻的或者要以其他方式处理的区域。
[0031]根据本申请中描述的过程制造的所得到的集成电路芯片然后可以作为(a)诸如母板的中间产品或(b)最终产品，与其它芯片、分立电路元件和/或其它信号处理装置集成。所述最终产品可以是包括集成电路芯片的任何产品，从玩具和其它低端或消费电子应用到具有显示器、键盘或其它输入装置以及中央处理器的高级计算机产品。本申请中阐述的技术可用于为3D应用互连芯片或芯片层叠上的芯片、互连晶片上的芯片、互连封装体上的芯片或者胡里奥封装体上的封装体。
[0032]给定至此的讨论，根据一个示例性实施例提供了一种方法，该方法包括提供包含多个空腔的模具。示例性模具在图5A-5C中示出。在例如图3F、3G和4D中所示的空腔中提供焊料。多个分立的电子模块在模具上对准，使得这些电子模块(例如模块32、80)与模具接触并且覆盖所述空腔，如图3H和4D所示。在模具的方向上将压力同时施加到每一个电子模块上，如图31和4E所示。优选通过使用弹性接触衬垫64施加压力以便更好地适应模块高度相对于模具的可能变化。在向电子模块上施加压力的同时在空腔44内回流焊料。焊料从空腔转移到电子装置并且在其上形成焊料凸起56。将电子模块与模具分离，例如如图31和4F所示。优选通过经由接触衬垫64内的真空线路提供真空同时接触衬垫相对于电子模块形成真空密封，来同时实现这种分离。
[0033]另一方法包括:提供如图1B所示的由处理物支撑的插入物晶片，以及如图1C所示在插入物晶片的顶表面上层叠多个芯片。所述芯片如图1D和3A所示附着于插入物晶片的顶表面。该方法还包括对在芯片之间的插入物晶片12进行划片，例如如图3B所示。所述芯片如图3C所示与处理物分开，由此形成多个分立的电子模块，每个电子模块都包含所述芯片中的一个或多个以及附着于芯片的插入物晶片的一部分。提供包括多个空腔的模具，每个空腔都包含焊料。在该模具上对准电子模块，使得模块的插入物晶片部分覆盖空腔，如图3H所示。使用弹性接触衬垫在模具的方向上将压力同时施加到每一个电子模块上，如图31所示。在向电子模块上施加压力的同时回流空腔内的焊料。焊料被转移到电子模块的插入物晶片部分并且在其上形成焊料凸起56。电子模块同时与模具分离，例如如图3所示。
[0034]另一方法包括提供顶部芯片晶片，该顶部芯片晶片包括附着到并且电连接到该顶部芯片晶片的顶表面的多个插入物晶片部分，以及对在所述插入物晶片部分之间的顶部芯片晶片进行划片，由此形成多个分立的电子模块，每个电子模块包括所述顶部芯片晶片的一部分以及插入物晶片部分。图4A和4B示出了这些步骤。提供包括多个空腔的模具，每个空腔都包含焊料。在该模具上对准电子模块，使得模块的插入物晶片部分覆盖所述空腔，如图4D所示。在模具的方向上将压力同时施加到每一个电子模块上，例如如图4E所示。在向电子模块上施加压力的同时在空腔内回流焊料。焊料被转移到电子模块的插入物晶片部分上并且形成焊料凸起56。具有附着的焊料凸起的电子模块同时与模具分离，如图4F所
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[0035]根据另一示例性实施例提供了用于在三维模块上形成焊料凸起的系统。该系统包括具有顶表面并且包含多个空腔的模具，每一个空腔都具有开口。图5A-5C示出了示例性的这种类型的模具。提供注入头48用于将熔化的焊料注入到空腔中。提供包括固定装置62、附着到该固定装置的多个弹性接触衬垫64、以及延伸穿过该固定装置和弹性接触衬垫的多条真空线路66的组件60，其中所述接触衬垫包含与所述真空线路连通并且对着模具的顶表面定位的真空开口。这种布置例如在图31、3J、4E和4F中示出。在诸如图5A所示的一个示例性方面中，模具可包括玻璃或硅衬底、该衬底上的聚合物膜，空腔形成于所述聚合物膜中。该系统的另一示例性实施例包括用于相对于模具升高和降低该组件的机构。该系统中使用的模具包括玻璃或硅衬底，腔形成在衬底中，例如如图5B和5C所示。该模具还可以包括为空腔加衬里的聚合物膜，如在图5B的示例性实施例中所示。该系统的任何实施例中使用的固定装置可包括刚性板，接触衬垫附着于该刚性板并且以行和列排列。图31和3F示出了具有板状结构的示例性固定装置62，接触衬垫64安装到该板状结构。在该示例性实施例中，每个接触衬垫设置成与一个模块哨合(engage )。
[0036]根据另一实施例提供的系统包括具有顶表面并且包含多个空腔的模具，每一个空腔都具有开口并且包含焊料。图5A-5C公开了示例性模具，而图3H和31示出了包含焊料的这种模具之一。该系统还包括组件60，该组件60包括固定装置62、附着到该固定装置的多个弹性接触衬垫64、以及延伸穿过该固定装置和弹性接触衬垫的多条真空线路66，接触衬垫包含与真空线路连通并且对着模具的顶表面定位的真空开口。该系统允许上面讨论的三维倒装芯片组装方法。该系统还包括位于模具上的多个电子模块，每一个模块都与该模具的顶表面啮合并且覆盖多个空腔开口。该系统的另一示例性实施例中的每个电子模块包括插入物晶片部分，电子模块的该插入物晶片部分与模具的顶表面啮合并且覆盖所述多个空腔开口。该系统的任何实施例中的电子模块还可以包括与插入物晶片部分电连接的集成电路芯片。该另一示例性系统中采用的模具可包括玻璃或硅衬底、该衬底上的聚合物膜，空腔形成于所述聚合物膜中，如图5A所示。可选地，该模具可以包括玻璃或硅衬底，其中在该衬底中形成空腔。该模具还可以包括为空腔加衬里的聚合物膜，如图5B所示。该系统还可以包括用于向空腔中诸如熔化的焊料的注入头48，如图3F的示例性实施例中所示。该系统的实施例中使用的固定装置由刚性板构成，接触衬垫附着到该刚性板。弹性接触衬垫以行和列排列。
[0037]参考根据本发明实施例的方法和设备(系统)的流程图图示，在本申请中描述的本发明的各方面。应当理解，流程图图示的每个方框以及流程图图示中方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些计算机程序指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。
[0038]也可以把这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，这些指令使得计算机、其它可编程数据处理装置、或其他设备以特定方式工作，从而，存储在计算机可读介质中的指令就产生出包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的指令的制造品。
[0039]所述计算机程序指令也可以加载到计算机、其它可编程数据处理设备或者其它装置上，使得在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图的一个或多个框中规定的功能/动作的处理。
[0040]应当注意，本申请中所描述的任何方法都可以包括另一步骤:提供包含独立的软件模块的系统，该软件模块包含在计算机可读存储介质上；所述模块可包括例如初始化模块、循环通过测试点和参数的模块、产生输出文件的输出模块、减少数据和搜索异常的后处理模块等等。于是，诸如参考图1A-G、图2A-H、图3A-M和图4A-H所描述的那些的方法步骤可以使用如上所述的独立的软件模块和/或该系统的子模块执行，在一个或多个硬件处理器上执行。此外，计算机程序产品可包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有适于被实现以执行本申请中描述的一个或多个方法步骤的代码，包括使用所述独立的软件模块提供所述系统。
[0041]将认识到并且应当理解，上文中描述的本发明的示例性实施例可以以多种不同的方式实现。选择和描述这些实施例是为了最好地解释本发明的原理和实践应用，并使得本领域普通技术人员能够对于适于所想到的特定用途的具有各种修改的各种实施例理解本发明。给定本申请中所提供的本发明的教导，相关领域的普通技术人员将能够想到本发明的其它实现方式。
[0042]尽管已经在本文中参考附图描述了本发明的说明性实施例，应当理解本发明不限于那些具体的实施例，并且在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以做出各种其它变化或修改。
【权利要求】
1.一种用于在三维模块上形成焊料凸起的方法，包括: 提供包括多个空腔的模具； 在所述空腔中提供焊料； 将多个分立的电子模块对准在所述模具上，使得所述电子模块与所述模具接触并覆盖所述空腔； 在所述模具的方向上同时在每一个所述电子模块上施加压力； 在所述电子模块上施加压力的同时回流所述空腔内的所述焊料； 使所述焊料从所述空腔转移到所述电子模块并且在其上形成焊料凸起；以及 将所述多个电子模块与所述模具分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述多个电子模块与所述模具分离的步骤进一步包括:通过包括弹性接触衬垫的组件在所述电子模块上同时施加真空压力，由此将所述电子模块附着到所述弹性接触衬垫，以及彼此远离地移动所述组件和所述模具。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子模块具有不同的厚度，并且进一步其中在每一个所述电子模块上同时施加压力的步骤包括:以取决于各电子模块的厚度的变化的量压缩安装到板状固定装置的多个弹性接触衬垫。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中每一个所述电子模块包括电连接到插入物晶片部分的芯片，并且进一步其中所述焊料被转移到每一个所述电子模块的所述插入物晶片部分以形成所述焊料凸起。
5.根据权利要求4所述的方法，其中通过使弹性接触衬垫单独地受迫抵住所述电子模块中的单独的一个，执行在每一个所述电子模块上同时施加压力的步骤。
6.根据权利要求4所述的方法，其中每一个插入物晶片部分都包括多个过孔并且每个芯片都包括集成电路，所述芯片通过焊料连接电连接到所述插入物晶片部分。
7.根据权利要求1所述的方法，其中通过使一个或多个弹性衬垫受迫抵住所述电子模块，执行在每一个所述电子模块上同时施加压力的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中将所述多个电子模块与所述模具分离的步骤进一步包括:通过包括附着到其的所述一个或多个弹性接触衬垫的组件在所述电子模块上同时施加真空压力，由此将所述电子模块附着到所述一个或多个弹性接触衬垫，以及彼此远离地移动具有附着的电子模块的所述接触衬垫和所述模具。
9.一种用于在三维模块上形成焊料凸起的方法，包括: 提供由处理物支撑的插入物晶片； 在所述插入物晶片的顶表面上层叠多个芯片； 将所述芯片附着到所述插入物晶片的所述顶表面； 对所述芯片之间的所述插入物晶片进行划片； 将所述芯片与所述处理物分开，由此形成多个分立的电子模块，每个电子模块都包含所述芯片中的一个或多个以及附着到所述一个或多个芯片的所述插入物晶片的一部分。提供包括多个空腔的模具，每个所述空腔都包含焊料； 将多个所述电子模块对准在所述模具上，使得所述模块的所述插入物晶片部分覆盖所述空腔； 使用弹性接触衬垫在所述模具的方向上同时在每一个所述电子模块上施加压力；在所述电子模块上施加压力的同时回流所述空腔内的所述焊料； 使所述焊料转移到所述电子模块的所述插入物晶片部分并且在其上形成焊料凸起；以及 将所述多个电子模块同时与所述模具分离。
10.根据权利要求9所述的方法，其中每一个所述芯片都包括与所述插入物晶片部分之一电连接的集成电路。
11.根据权利要求9所述的方法，其中同时将所述多个电子模块与所述模具分离的步骤进一步包括:通过组件在所述电子模块上同时施加真空压力，由此将所述模块附着到所述组件，以及彼此远离地移动具有附着的电子模块的所述组件和所述模具。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述组件包括多个弹性接触衬垫，该方法还包括在所述弹性接触衬垫和所述电子模块之间形成真空密封，其中通过所述弹性接触衬垫在所述模块上施加真空压力以将所述电子模块附着到所述接触衬垫。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括使用所述焊料凸起将所述电子模块连接到积层。
14.一种用于在三维模块上形成焊料凸起的方法，包括: 提供顶部芯片晶片，所述顶部芯片晶片包括附着到并且电连接到所述顶部芯片晶片的顶表面的多个插入物晶片部分；` 对所述插入物晶片部分之间的所述顶部芯片晶片进行划片，由此形成多个分立的电子模块，每个电子模块包括所述顶部芯片晶片的一部分以及插入物晶片部分； 提供包括多个空腔的模具，每个空腔都包含焊料； 将多个所述电子模块对准在所述模具上，使得所述模块的所述插入物晶片部分覆盖所述空腔； 在所述模具的方向上同时在每一个所述电子模块上施加压力； 在所述电子模块上施加压力的同时回流所述空腔内的所述焊料； 使所述焊料转移到所述电子模块的所述插入物晶片部分并且在其上形成焊料凸起；以及 将所述多个电子模块同时与所述模具分离。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括具有多个弹性接触衬垫的组件，并且其中将所述多个电子模块与所述模具分离的步骤还包括:在所述弹性接触衬垫和所述电子模块之间形成真空密封，其中通过所述弹性接触衬垫在所述模块上施加真空压力以将所述电子模块附着到所述组件。
16.根据权利要求15所述的方法，其中在所述模具的所述方向上同时在每一个所述电子模块上施加压力的步骤包括:迫使所述弹性接触衬垫抵住所述电子模块。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括使用焊料凸起将所述电子模块连接到积层。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括如下步骤:将插入物晶片附着到玻璃处理物；在所述插入物晶片上提供焊料凸起；对所述玻璃处理物和附着的插入物晶片进行划片以形成多个组件模块，每个组件模块包括所述玻璃处理物的一部分以及所述插入物晶片部分之一；将所述组件模块安装到所述顶部芯片晶片；以及将所述玻璃处理物部分与所述插入物晶片部分分离。
19.根据权利要求16所述的方法，其中将所述多个电子模块同时与所述模块分离的步骤包括:在通过所述弹性接触衬垫在所述电子模块上施加真空压力的同时相对于所述模具移动所述组件。
20.根据权利要求14所述的方法，其中在所述模具的所述方向上同时在每一个所述电子模块上施加压力的步骤，通过移动多个弹性接触衬垫以便同时单独地与所述电子模块啮合来实现。
21.一种用于在三维模块上 形成焊料凸起以执行权利要求1-20中任一项的方法步骤的系统。
【文档编号】H01L21/60GK103489801SQ201310226999
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月8日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】党兵, 罗载雄 申请人:国际商业机器公司