用于接合半导体封装件的接合头和方法、半导体封装件技术

提供了用于接合半导体封装的方法、接合头以及半导体封装件，所述方法包括：将半导体芯片装载在衬底上，并通过使用接合工具将半导体芯片接合到衬底，所述接合工具包括用于按压半导体芯片的按压表面以及从按压表面的一侧延伸的倾斜表面。将半导体芯片接合到衬底包括：通过按压接合工具使设置在衬底和半导体芯片之间的接合剂变形，并且使接合剂变形包括：通过将接合剂的一部分突出超过半导体芯片来生成圆角，并以圆角的顶表面沿着所述倾斜表面生长的方式生长圆角。

Connectors and methods for joining semiconductor packages, semiconductor packages

【技术实现步骤摘要】
用于接合半导体封装件的接合头和方法、半导体封装件相关申请的交叉引用2018年7月17日在韩国知识产权局提交的题为“HeadandMethodforBondingSemiconductorPackage，andSemiconductorPackage”的韩国专利申请No.10-2018-0082679通过引用其全部并入本文。
各实施例涉及一种用于接合半导体封装件的接合头和方法，更具体地，涉及一种能够沿接合工具的倾斜表面生长圆角(fillet)的接合头，使用该接合头接合半导体封装件的方法，以及通过该方法制造的半导体封装件。
技术介绍
随着电子工业的发展，越来越需要高性能、高速和小型化的电子组件。为了满足这些需求，可以将多个半导体芯片层叠在一个衬底上和/或可以将一个封装件层叠在另一个封装件上。这些半导体安装技术可能需要在衬底与半导体芯片之间或者在层叠的各半导体芯片和/或封装件之间接合电连接端子的处理。接合处理可包括回流焊接处理和热压缩处理。
技术实现思路
在一个方面，一种用于接合半导体封装件的方法可以包括：将半导体芯片装载在衬底上，以及通过使用接合工具将半导体芯片接合到衬底。接合工具可以包括用于按压半导体芯片的按压表面以及从按压表面一侧延伸的倾斜表面。半导体芯片与衬底的接合可以包括：通过按压接合工具使设置在衬底和半导体芯片之间的接合剂变形。接合剂的变形可以包括：通过使接合剂的一部分突出超过半导体芯片来产生圆角；以及以圆角的顶表面在倾斜表面的延伸方向上生长的方式生长圆角。在一个方面，用于半导体封装件的接合头可以包括用于接合半导体封装件的接合工具。接合工具可以包括用于按压半导体芯片的按压表面以及用于引导圆角的生长方向的倾斜表面。在一个方面，半导体封装件可以包括衬底、半导体芯片和在衬底和半导体芯片之间的接合剂。接合剂可以包括设置在衬底和半导体芯片之间的接合部分以及从接合部分突出到半导体芯片外部的圆角。圆角的顶表面可以相对于半导体芯片的芯片顶表面倾斜。附图说明通过参考附图详细描述示例性实施例，各特征对于本领域技术人员将变得明显，图中：图1示出了根据一些实施例的用于接合半导体封装件的设备的示意图。图2示出了根据一些实施例的用于半导体封装件的接合头的立体图。图3示出了沿图2中的线A-A’的截面图。图4示出了根据一些实施例的用于接合半导体封装件的方法的流程图。图5示出了衬底的截面图。图6示出了装载图4中的半导体芯片的操作的截面图。图7和图8示出了图4中的接合操作的截面图。图9示出了生成图4中的圆角的截面图。图10和图11示出了图4中的生长圆角的截面图。图12示出了图4中的移除接合工具的截面图。图13示出了通过接合工具彼此接合的半导体芯片和衬底的形状的截面图。图14示出了根据一些实施例的用于半导体封装件的接合头的截面图。图15示出了根据一些实施例的用于半导体封装件的接合头的立体图。图16示出了根据一些实施例的用于半导体封装件的接合头的截面图。图17示出了根据一些实施例的用于半导体封装件的接合头的立体图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述各实施例。在说明书中，相同的附图标记或相同的参考标记表示相同的元件。图1是示出根据一些实施例的用于接合半导体封装件的设备的示意图，图2是示出接合头的立体图，图3是沿图2中的线A-A’截取的截面图。在图1中，右方向被称为第一方向D1，向上方向被称为第二方向D2。另外，垂直于第一方向D1和第二方向D2并且朝向页面的方向被称为第三方向D3。在下文中，包括第一方向D1和与第一方向D1的相反方向被称为水平方向。第二方向D2被称为向上方向，与第二方向D2的相反方向被称为向下方向。参照图1，可以提供接合设备B。接合设备B可以将半导体芯片3接合到设置在接合台8上的衬底5。接合设备B可以执行将半导体芯片3接合到衬底5的热压缩处理。热压缩处理可以通过热和压力将半导体芯片3接合至衬底5。可以在比回流焊接处理的处理温度低的温度下执行热压缩处理。当通过热压缩处理接合半导体封装件时，可以减少在半导体封装件处发生的热应力。可以通过减小热应力来最小化或防止缺陷(例如，翘曲)，因此可以保持半导体封装件的性能和功能。当通过热压缩处理接合半导体封装件时，可以容易地对准和接合细间距的各凸块。此外，由于使用细间距的凸块，所以可以减小半导体封装件的尺寸。如图1所示，半导体芯片3可以通过接合剂7接合至衬底5。在热压缩处理中，接合剂7的形状可以受接合设备B的压迫而变形。接合设备B可以包括接合头1和接合体2。接合头1可以耦接到接合体2。接合头1可以将热量施加到设置在衬底5上的半导体芯片3和/或可以直接或间接地按压半导体芯片3。接合体2可以移动接合头1，可以向接合头1供应热量，和/或可以向接合头1提供真空压力。接合体2可以例如沿着向上方向和向下方向竖直延伸特定长度。接合体2可以连接到真空压力产生器V、移动单元A和加热电源P。真空压力产生器V可以向接合体2和接合头1提供相当大的真空压力。移动单元A可以在水平方向上移动接合设备B和/或可以在向上方向和向下方向上移动接合设备B来按压半导体芯片3。加热电源P可以向接合设备B供应能量，以允许接合头1向半导体芯片3供应热量。在一些实施例中，加热电源P的施加到接合设备B的能量可以是电能。在某些实施例中，加热电源P可以通过热传递方法将能量供应到接合设备B。在某些实施例中，接合台8还可以将热量施加到诸如衬底5的组件上。这些将在后面更详细地描述。如图1所示，在一些实施例中，用于半导体封装件的接合头1可包括接合工具11和支撑件13。支撑件13可连接在接合体2和接合工具11之间。参照图2和图3，接合工具11可以向半导体芯片3施加热量和/或可以直接或间接地按压半导体芯片3。接合工具11可以包括金属材料。在一个实施例中，接合工具11可以包括铝。然而，实施例不限于此。接合工具11可包括按压表面111、倾斜表面113和顶表面115(见图3)。具体地，按压表面111可以位于接合工具11的底部，即，面向半导体芯片3的表面。按压表面111可以在水平方向上延伸。按压表面111可以按压半导体芯片3。在一些实施例中，按压表面111可以与半导体芯片3的芯片顶表面31接触(参见图6)并且可以按压半导体芯片3。在一些实施例中，按压表面111可以通过介于其间的保护片91(参见图14)按压半导体芯片3，如下面将更详细地描述。在一些实施例中，按压表面111可以具有与半导体芯片3的芯片顶表面31的形状对应的形状。例如，如果半导体芯片3的芯片顶表面31具有矩形形状，则按压表面111可以具有矩形形状。在某些实施例中，按压表面111可以具有圆形形状(参见图15和图17)。在某些实施例中，按压表面111可以具有能够按压半导体芯片3的其他各种形状中的一种。在一些实施例中，按压表面111的面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于接合半导体封装件的方法，所述方法包括：/n将半导体芯片装载在衬底上；以及/n通过使用接合工具将所述半导体芯片接合到所述衬底，所述接合工具包括用于按压所述半导体芯片的按压表面以及从所述按压表面的一侧延伸的倾斜表面，/n其中，将所述半导体芯片接合到所述衬底包括：通过按压所述接合工具使设置在所述衬底和所述半导体芯片之间的接合剂变形，以及/n其中，使所述接合剂变形包括：通过使所述接合剂的一部分突出超过所述半导体芯片而产生圆角，并以所述圆角的顶表面在所述倾斜表面的延伸方向上生长的方式生长所述圆角。/n

【技术特征摘要】
20180717 KR 10-2018-00826791.一种用于接合半导体封装件的方法，所述方法包括：
将半导体芯片装载在衬底上；以及
通过使用接合工具将所述半导体芯片接合到所述衬底，所述接合工具包括用于按压所述半导体芯片的按压表面以及从所述按压表面的一侧延伸的倾斜表面，
其中，将所述半导体芯片接合到所述衬底包括：通过按压所述接合工具使设置在所述衬底和所述半导体芯片之间的接合剂变形，以及
其中，使所述接合剂变形包括：通过使所述接合剂的一部分突出超过所述半导体芯片而产生圆角，并以所述圆角的顶表面在所述倾斜表面的延伸方向上生长的方式生长所述圆角。


2.如权利要求1所述的方法，其中，设置有多个所述倾斜表面。


3.如权利要求1所述的方法，其中，将所述半导体芯片接合到所述衬底还包括：使变形的接合剂硬化。


4.如权利要求3所述的方法，还包括：在使变形的接合剂硬化之后，移除所述接合工具。


5.如权利要求3所述的方法，其中，使变形的接合剂硬化包括：通过所述接合工具加热变形的接合剂。


6.如权利要求1所述的方法，其中，所述按压表面的面积等于或大于所述半导体芯片的芯片顶表面的面积。


7.如权利要求1所述的方法，其中，所述接合剂包括非导电膜、非导电糊剂、各向异性导电膜和各向异性导电糊剂中的至少一种。


8.一种用于半导体封装件的接合头，所述接合头包括：
用于接合半导体封装件的接合工具，
其中所述接合工具包括：
按压表面，其用于按压半导体芯片；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相勋，申志源，白亨吉，郭旻根，李种昊，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR