包含还原气体的使用的将半导体元件焊接到基板的方法及相关焊接机技术

将半导体元件焊接到基板的方法包括：使焊接工具携带包括多个第一导电结构的半导体元件；利用支撑结构支撑包括多个第二导电结构的基板；提供还原气体与所述多个第一导电结构和所述多个第二导电结构中的每个接触；建立所述多个第一传导结构中的和所述多个第二传导结构中的相对应者之间的接触；移动半导体元件和基板中的至少一者，使得所述多个第一传导结构中的和多个第二传导结构中的相对应者分离；重新建立所述多个第一传导结构和所述多个第二传导结构之间的接触；以及将所述多个第一传导结构焊接到所述多个第二传导结构中的相应者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含还原气体的使用的将半导体元件焊接到基板的方法及相关焊接机相关申请的交叉引用本申请要求2018年2月14日提交的美国临时申请号62/630,619和2019年1月9日提交的美国临时申请号62/790,200的权益，所述两件美国临时申请的内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及焊接过程(比如倒装芯片焊接过程和/或热压焊接过程)和焊接机(比如，倒装芯片焊接系统和/或热压焊接系统)，且更具体地涉及包含还原气体的使用的将半导体元件焊接到基板的改进方法。
技术介绍
传统半导体封装通常包含管芯贴装过程和焊线过程。先进的半导体封装技术(比如倒装芯片焊接、热压焊接等)技术继续在行业中获得牵引。例如，在热压焊接(即TCB)中，热和/或压力(及有时候，超声波能量)被使用来在(i)半导体元件上的导电结构与(ii)基板上的导电结构之间形成多个互连部。在某些倒装芯片焊接或热压焊接应用中，半导体元件和/或基板的导电结构可包括易遭受氧化和/或其它污染的铜结构(比如铜柱)或其它材料。在这类应用中，期望的是，提供适于焊接的环境。常规上，这类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将半导体元件焊接到基板的方法，所述方法包括以下步骤：/n(a)使焊接机的焊接工具携带半导体元件，所述半导体元件包括多个第一导电结构；/n(b)利用焊接机的支撑结构支撑基板，所述基板包括多个第二导电结构；/n(c)提供还原气体与所述多个第一导电结构和所述多个第二导电结构中的每个接触；/n(d)在步骤(c)之后建立所述多个第一导电结构中的和所述多个第二导电结构中的相对应者之间的接触；/n(e)在步骤(d)之后移动所述半导体元件和所述基板中的至少一者，使得所述多个第一导电结构中的和所述多个第二导电结构中的相对应者彼此分离；/n(f)在步骤(e)之后重新建立所述多个第一导电结构中的和所述多个第...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180214 US 62/630,619;20190109 US 62/790,2001.一种将半导体元件焊接到基板的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)使焊接机的焊接工具携带半导体元件，所述半导体元件包括多个第一导电结构；
(b)利用焊接机的支撑结构支撑基板，所述基板包括多个第二导电结构；
(c)提供还原气体与所述多个第一导电结构和所述多个第二导电结构中的每个接触；
(d)在步骤(c)之后建立所述多个第一导电结构中的和所述多个第二导电结构中的相对应者之间的接触；
(e)在步骤(d)之后移动所述半导体元件和所述基板中的至少一者，使得所述多个第一导电结构中的和所述多个第二导电结构中的相对应者彼此分离；
(f)在步骤(e)之后重新建立所述多个第一导电结构中的和所述多个第二导电结构中的相对应者之间的接触；以及
(g)在步骤(f)之后将所述多个第一导电结构中的对应者焊接到所述多个第二导电结构中的相应者。


2.如权利要求1所述的方法，其中，所述还原气体包括载体气体和酸。


3.如权利要求2所述的方法，其中，所述酸包括甲酸和乙酸中的一种。


4.如权利要求1所述的方法，其中，所述还原气体是饱和蒸气气体，所述饱和蒸气气体经由焊接机上包括的蒸气产生系统提供。


5.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)期间，热从所述多个第一传导结构中的多者传递到所述多个第二传导结构中的多者。


6.如权利要求5所述的方法，其中，传递到所述多个第二传导结构中的多者的热由在步骤(a)中携带半导体元件的焊接工具的加热器提供。


7.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)期间施加于所述多个第一传导结构中的和所述多个第二传导结构中的相对应者之间的力小于10N。


8.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个第一导电结构中的每个的表面和所述多个第二导电结构中的每个的表面包括由在步骤(c)中提供的还原气体所致的反应产物。


9.如权利要求8所述的方法，其中，所述反应产物作为(i)所述多个第一导电结构中的每个的表面和所述多个第二导电结构中的每个的表面上的表面氧化物与(ii)所述还原气体所致的结果被提供。


10.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(e)与步骤(f)之间，附加的还原气体附着于所述多个第一导电结构中的每个的表面和所述多个第二导电结构中的每个的表面。


11.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(g)之前，步骤(e)和步骤(f)被重复至少一次。


12.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(g)之前，步骤(e)和步骤(f)被重复多次。


13.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(g)包括在所述半导体元件与所述基板之间施加超声波能量。


14.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(g)包括通过热压焊接过程将所述多个第一导电结构中的对应者焊接到所述多个第二导电结构中的相应者。


15.如权利要求1所述的方法，其中，在于步骤(d)处建立接触期间，所述多个第一导电结构中的多者与所述多个第二导电结构中的相应者之间的界面被加热。


16.如权利要求15所述的方法，其中，利用焊接工具的加热器加热所述界面。


17.如权利要求15所述的方法，其中，利用与所述焊接工具分开的加热器加热所述界面。


18.如权利要求17所述的方法，其中，所述加热器包括设置在所述焊接机上的激光源。


19.如权利要求1所述的方法，其中，所述焊接工具由所述焊接机的焊接头携带，并且其中，步骤(c)包括经由与所述焊接头整合的歧管来提供所述还原气体与所述多个第一导电结构和所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·巴吉瓦，
申请(专利权)人：库利克和索夫工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US