制备半导体封装的方法、以及非接触式向上喷射系统在制备半导体封装中的用途技术方案

本发明专利技术涉及一种制备半导体封装的方法，其包括以下步骤：a)提供半导体芯片，所述半导体芯片的底表面附有一个或多个焊料接触点；b)通过非接触式喷射系统将可固化环氧树脂组合物向上施用于所述底表面的至少一部分和/或所述半导体芯片的至少一个焊料接触点；c)将经涂覆的半导体芯片置于电路板上或者载体基板上；d)使所述一个或多个焊料接触点与所述电路板或者所述载体基板连接，并使所述环氧树脂组合物固化。本发明专利技术也公开了非接触式向上喷射系统在制备半导体封装中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新的沉积方法，将焊点(solder joint)保护材料如环氧树脂助焊剂(flux)施用于IC封装的底表面，所述IC封装例如BGA(球栅阵列)、CSP(芯片尺寸封装)、WLP(晶圆级封装)、PoP(封装体叠层)以及LGA(接点栅格阵列))，以克服与现有的封装浸渍方法、PCB(印刷电路板)基板或PoP封装的底部封装上的喷涂材料或涂覆材料有关的问题。
技术介绍
为了保护移动电子设备上BGA和LGA焊点免于早期跌落试验失败，已将各种形式的焊点保护材料用于保护焊点免于冲击震动。环氧树脂助焊剂是焊点保护材料之一，并且与常规毛细管底部填料相比，具备如下优势。1.其可以在焊料回流过程中发生固化，以省去毛细管底部填料的分散与固化步骤。2.其可以通过焊料回流方法进行固化，使得单组分EMI(电磁干扰)屏蔽在不使用低温焊料和第二低温回流方法的情况下得以实施。整块EMI屏蔽减少所述屏蔽的整体高度(与两块栅栏和覆盖EMI屏蔽相比)。3.有小的圆角(fillet)铺展，因此使得现代移动设备能够以高密度元件布置。但是，由于当前应用方法的下述限制，环氧树脂助焊剂最大的弊端是不能保护完整的焊接凸点。方法一，浸渍法：将IC封装浸入环氧树脂助焊剂池，擦拭至可控高度。方法二，材料沉积于电路板上：在连接组件之前，将所述材料喷射、印刷或者分散于电路板上等。第一种方法，浸渍法，存在封装拾取(pick up)问题及焊料拖尾问题。而第二种方法(喷射或涂覆在电路板上)，存在焊料拖尾问题和湿度导致的空隙问题。基于之前对于LGA浸渍方法的负面结果，插入机供应商研制出定制喷嘴来使得在浸渍部分的拾取力最大化。但是这不能完全解决拾取失败的问题。此外，工程师意图减小LGA的浸渍深度，但是问题仍然存在。本申请采用倒置式的喷射方法将材料射至封装的背面。所述方法可以以程序化的模式在LGA的每个I/O板上或者BGA的球间的空间内产生精确涂层。由于环氧树脂助焊剂的高粘着力，所述方法会克服与浸渍技术有关的封装拾取问题。由于量和图案可以程序化，所述方法也可以克服焊料拖尾问题。为了避免拾取失败，现有浸渍深度被限制为最大为BGA球高度的70％。结果，仅仅球的底部接点受到保护，而顶部没有。因此，环氧树脂助焊剂的跌落试验性能据报道劣于填充整个球高度的毛细管底部填料。从底部喷射的方法，如果正确地程序化，可以实现对球接点的100％覆盖且提供与毛细管底部填料类似的保护。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种可以克服上述现有技术的问题的新方法。该目的通过制备半导体封装(semiconductor package)的方法实现，所述方法包括以下步骤：a)提供半导体芯片，所述半导体芯片的底表面附有(attached)一个或多个焊料接触点(solder contact points)；b)通过非接触式喷射系统将可固化环氧树脂组合物(epoxy composition)向上施用于所述底表面的至少一部分和/或所述半导体芯片的至少一个焊料接触点；c)将经涂覆的半导体芯片置于电路板上或者载体基板上；d)使所述一个或多个焊料接触点与所述电路板或者所述载体基板连接，并使所述环氧树脂组合物固化。根据本专利技术的另一方面，提供非接触式向上喷射系统在制备半导体封装中的用途。附图说明参照对本专利技术实施方案的以下描述及附图，本专利技术的上述及其他的特征、优势及实现这些特征和优势的方法会更加明显，也可以更好地理解本专利技术自身，其中：图1示出BGA的常规浸渍方法；图2示出本专利技术的非接触式向上喷射系统的示意图；图3和4示出本专利技术的向上喷射阀的操作和结构。具体实施方式本专利技术涉及一种制备半导体封装的方法，其包括以下步骤：a)提供半导体芯片，所述半导体芯片的底表面附有一个或多个焊料接触点；b)通过非接触式喷射系统将可固化环氧树脂组合物向上施用于所述底表面的至少一部分和/或所述半导体芯片的至少一个焊料接触点；c)将经涂覆的半导体芯片置于电路板上或者载体基板上；d)使所述一个或多个焊料接触点与所述电路板或者所述载体基板连接，并使所述环氧树脂组合物固化。a)提供半导体芯片半导体芯片可选自BGA、CSP、WLP、PoP和LGA。一个或者更多个焊料接触点附于所述半导体芯片的底表面。b)通过非接触式向上喷射系统向上施用可固化的环氧树脂组合物在根据本专利技术方法的实施方案中，非接触式向上喷射系统可包括向环氧树脂组合物加压的装置(means)；操作阀系统，其经由连接至所述阀系统的出口装置1控制可固化环氧树脂组合物的分散，其中所述阀系统由压电驱动装置3驱动，特别是为高频分散可固化环氧树脂组合物提供可能性(见图2)。本专利技术使用现代喷射阀(例如但不限于EFD picoDot)的向上喷射能力，从而通过程序化的模式将材料喷射到封装背面的期望的位点(见图3-4)。这可以解决与封装浸渍方法或者PCB喷射或者涂覆方法相关的难题。非接触式向上喷射系统的操作阀系统可包括喷嘴板10，其具有作为出口装置1的喷嘴；密封球9，其用来打开及关闭所述喷嘴，并与压电驱动装置3接触；其中喷嘴板10和密封球9互相配置和排列的方式使得所述喷嘴由所述密封球9闭合，阻止可固化环氧树脂组合物的流动，并且当密封球9经由压电驱动装置3上升和/或与喷嘴板10有一定距离时，可固化环氧树脂组合物流经喷嘴并被分散。喷嘴板10和/或密封球9可优选由陶瓷或者合金钢材料制成。压电驱动装置3可包括两个压电驱动器。阀系统可包括具有压电驱动装置3的上部部件以及具有喷嘴板10和密封球9的下部部件，其中在上部部件和下部部件之间提供用于提供隔热的装置8，优选隔热空气间隙。阀系统可包括优选位于下部的可固化环氧树脂组合物的流体入口4，以连接阀系统与向可固化环氧树脂组合物加压的装置；流体通路5，其提供可固化环氧树脂组合物的流体入口4与喷嘴之间的连接；加热设备6，其向所述阀系统提供加热可能性；以及测量装置7，其用于测量可固化环氧树脂组合物和/或所述阀系统的参数，优选为至少一个温度测量传感器。阀系统可包括优选位于上部的集成计数装置，优选构建为集成电子计数器2，尤其是用于对循环和/或供电时间计数。在本专利技术方法的实施方案中，将可固化环氧树脂组合物施用于半导体芯片底表面的入射角小于20°，优选小于10°，更优选小于5°。在本专利技术方法的实施方案中，在约10psi-约30psi的压力下施用可固化环氧树脂组合物。在本专利技术方法的实施方案中，非接触式喷射系统与半导体芯片的底表面之间的距离为约0.8mm-5mm。在本专利技术方法的实施方案中，在约40℃-约75℃的温度下施用可固化环氧树脂组合物。在本专利技术方法实施方案中，可固化环氧树脂组合物在25℃的粘度为约3000mPa·s-约30000mPa·s。在本专利技术方法实施方案中，可固化环氧树脂组合物包含至少一种环氧树脂、至少一种稀释剂、至少一种固化剂以及至少一种促进剂。作为至少一种环氧树脂，可以使用现有技术已知的所有环氧树脂，例如美国专利申请公开号No.2011/0241228 A1(整体援引加入本文)，只要其是双官能或更多官能的。从粘度减少、低吸水性及高耐热性的角度考虑，这些环氧树脂中优选使用的有双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、含萘骨架的多官能环氧树脂、含二环戊二烯骨架的多官本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备半导体封装的方法，其包括以下步骤：a)提供半导体芯片，所述半导体芯片的底表面附有一个或多个焊料接触点；b)通过非接触式喷射系统将可固化环氧树脂组合物向上施用于所述底表面的至少一部分和/或所述半导体芯片的至少一个焊料接触点；c)将经涂覆的半导体芯片置于电路板上或者载体基板上；d)使所述一个或多个焊料接触点与所述电路板或者所述载体基板连接，并使所述环氧树脂组合物固化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.制备半导体封装的方法，其包括以下步骤：a)提供半导体芯片，所述半导体芯片的底表面附有一个或多个焊料接触点；b)通过非接触式喷射系统将可固化环氧树脂组合物向上施用于所述底表面的至少一部分和/或所述半导体芯片的至少一个焊料接触点；c)将经涂覆的半导体芯片置于电路板上或者载体基板上；d)使所述一个或多个焊料接触点与所述电路板或者所述载体基板连接，并使所述环氧树脂组合物固化。2.权利要求1的方法，其中将所述可固化环氧树脂组合物施用于所述半导体芯片的底表面的入射角小于20°。3.权利要求1或2的方法，其中在约10psi-约30psi的压力下施用所述可固化环氧树脂组合物。4.权利要求1-3中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋锦晟，J·江，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE