本发明专利技术涉及一种用于在基板上共面地安装芯片的方法，其方式是，在该基板上和／或在该芯片的一侧设置互相间隔开的粘结部位的分布，在调整间隙的情况下通过所述粘结部位使该芯片和该基板互相连接。本发明专利技术的目的在于，提供一种制造方法和一种由此制造的装置，该装置在带有多个粘合剂垫的芯片与基板之间具有可靠的机械连接，其中，保证在制造过程中芯片与基板之间高度的形状稳定性和共面性。该目的被这样解决，即所述分布的每个粘结部位由与单个安置的隔离物相连接的限于局部的、可硬化的粘合剂站形成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于在基板上共面地安装芯片的方法，其方式 是，在基一反上和/或在芯片的侧面上i殳置多个互相间隔开的粘结部 位，在调整芯片和基板之间的间隙的情况下通过这些粘结部位连接 芯片和基板。本专利技术同样涉及一种芯片在基板上的装置，根据这种方法制造 该装置。在该装置中，待彼此相连的面相对以一定间距放置，并且 粘合介质逐点地连接该两个面，从而在芯片和基板之间留有间隙。
技术介绍
众所周知，芯片在平面上的机械固定(芯片粘接)、特别是芯 片在承栽基底上的粘接越来越多地通过粘结这样来进行，其方式通 常是，预定的芯片着陆面具有作为粘合剂使用的粘合剂，并接着将 芯片确定地放在该着陆面上。在随后的硬化粘合剂的过程中，根据 不仅通过粘合剂的材料特性而且通过集成芯片的使用情况而确定 的压力温度模式，使粘合剂液化并实现芯片表面与基底表面之间的 平面的材料连接。现在除了粘合带(胶带)之外，还越来越多地借 助于分配、堆叠或按压使用可涂抹的浆状粘合剂作为粘合介质。基于不同的芯片粘接方法和集成芯片的不同应用存在多种粘 合材料，可以很好地并在很宽地范围内调整粘合材料的特性。例如，除了在嵌入状态中的强度方面，这些粘合材并牛还在其处理温度、润 面不同。因为尤其是由于待连接的材料-芯片的硅和基底的塑料-的 热膨胀系数不同，如在专门的温度变化测验时或在提前老化检验时 所存在的温度负荷下，在粘^妄部上作用有法向应力和剪切应力，所 以在芯片与承载基底之间的面粘接遭受特别的应力损害。由于粘接障，特别是将芯片安装在第二安装一壳体集成在电路中一的壳体内 并且由此进4亍另外的温度变化后粘4妄部^皮石皮坏时。用于降低应力和保护组件的通常方法是使用具有较高柔软性分应力。但为此需要遵循根据各自芯片尺寸的粘合剂层的最小厚 度，该粘合剂层接收应力并且保证层的内部的应力平衡。但是仅在 设备允许的容差内通过芯片接合工具的行进路径进行间距的调整 和控制。尽管芯片与基底之间的距离应当是可被充分精确调整的，但是 使用低粘性的粘合材料的缺点还是在于，较早出现芯片相对于基底 表面的或多或少的显著倾斜，从而使两个待相互连接的面不相互平 行地放置。特别是在小于应力平衡所要求的最小厚度时，这导致在 粘接部内部不均匀的应力分布直至粘接部的断裂。在使用高粘性的 粘合材料时，另 一重要缺点在于该粘合材料的待连接的面的较差的 润湿性，这特别是在与已经描述过的缺点相结合时导致粘接的明显 较低的可靠性。已知可将隔离物放入粘合介质中来调整芯片与基板之间的均 匀间距。从而在 一 系列专利文献中描述有粘接部和用于形成粘接部 的方法，其中这种尺寸的不同类型的填充物混入到粘合材料中，即最大:t真充物的直径只寸应于;f寺调整的间i 巨。例3o在WO 03/025081 Al 中，填充物是用有才几材^f制成的J求体。或者这些J求体净皮预硬/化并接 着按压到待相互连接的面上，在这之前粘合材料祐:按压或^皮分配， 或者在涂覆粘合材料之前使填充物与该粘合材料混合，之后将该混 合物垫状;也i殳置在面上并在压力作用下分布该混合物。两种变型具有重要缺点。在第二实施方案中不能可重复地係:证 确实地调整所要求的间距。因为这要求填充物并排地对齐。4旦是特 别在浆状的粘合剂中很难移动填充物以对齐，从而可能出现堆叠并 且由此出现间距加大以及倾斜。与此相反，利用第一实施方案可以 有目的地定位填充物，以阻止其意外堆叠。但是这种附加的过程步 艰《要求额外的成本和时间。为了避开这个问题，在US 6,247,637 Bl中用针控制隔离物的 单层装置中的少量所需尺寸的隔离物并将这些隔离物安置到平面 地设置在连接面上的粘合介质中。但是，只有该装置事先确实单层 地并且以这样的厚度设置即用于插入的针控制隔离物的数量时，这 种方法也才仅保证隔离物并排地布置。隔离物的这种布置和4妄收要 求额外的、库毛费成本和时间的方法步骤。因为特别是粘合剂和基底可以吸收比较多的湿气，所以在以基 底为基础的封装件中的进一步的应力损害通过潮湿损害形成。基于含湿量，在封装件的随后热处理时可以出现所谓的爆米花效应 并随后出现模塑料的脱离和/或芯片从基底上脱离。为了减少封装件内部的粘合材料部分以利于模塑料，在DE 101 33 361 C2中建议，不是完全平地将芯片粘贴在基底上。粘合剂桥、 粘合剂条或粘合剂点被设置到承载基底上以形成粘合层，其中该粘 合剂由通过调节温度而硬化的粘合剂构成。由此芯片安装到承载基底上，在芯片和承载基底之间有间隙。但这种粘合剂自身还不是机 械稳定的。首先通过将模塑料嵌入芯片与承载基底之间的间隙中并 且接着将该模塑料加热到比粘合剂的硬化温度高的温度，才实现粘 合剂点的固化并由此调整机械的稳定性。芯片表面与承载基底之间的共面性的问题。也就是，直至粘合剂层 硬化前，粘合剂层还是可以机械地移动的。如果现在通过填入模塑 料或其它机械的注入物使芯片的表面移动时，那么芯片的表面不再 与承载基底共面。这对于随后的处理过程是巨大的缺点。特别是对 于构成叠层，即对半导体芯片的堆叠来说共面性是必须的。
技术实现思路
根据本专利技术的目的在于设计一种利用多个粘合剂垫在芯片与 基板之间形成可靠机械连接的装置，该装置在制造过程中具有较高 形状稳定性以及保证在芯片与基板之间高度的共面性。本专利技术的目 的还在于提供一种用于形成这种连接的方法。才艮据本专利技术，该目的在方法方面通过具有4又利要求1的特4正的 方法来实现。该目的在装置方面通过具有才艮据权利要求11的特征的装置来实现。该方法和该装置的有利方案分别在冲又利要求2至10 以及12至19中症合出。利用才艮据本专利技术的涂覆而限于局部的粘结部位(该粘结部位^又 包括唯——个准确地安置在粘合剂站上的隔离物)，不仅克服了现 有技术的有关隔离物布置的缺点，而且实现吸水的粘合剂在封装件 中的最少化。隔离物根据预定的分布单个地粘到基板或芯片上，并 接着与第二接合配对件粘结。可以根据不同的参数、特别是影响粘接的热的和机械的应力负 荷的参^t进行粘结部位的分布。在任何情况下，参凄t是芯片的尺寸、 但也是芯片在其中集成的封装件的尺寸、封装件的功率参数或其应 用情况。此外，隔离物的尺寸和形状自身也影响其分布。对于本领域技术人员不言而喻的是，为了形成共面的连接，每 个隔离物必须具有这样一种形状，即隔离物必须根据所使用的工具 可被这样安置，即隔离物以确定的、始终同样大的膨胀在两个接合 配对件之间延伸。只有这样才可以在每个粘结部位处调整出同样的 间距。这一点以最简单的方式通过相同直径的球形隔离物来确保。 但因为才艮据本专利技术单个地安置隔离物，所以在^f吏用相应合适的工具 的情况下其它的形状也是可以的，只要利用这些工具可以这样安置 隔离物，即隔离物以相一致的膨胀在芯片和基板之间延伸。例如， 具有同样直径和/或同样高度的圓柱形的隔离物或者立方体或者具 有椭圆形截面的隔离物也可以-使用。对于隔离物的材料，同样可以应用根据到目前为止的技术所使 用的任何材料，在这些技术中使用了由粘合剂与隔离物构成的混合 物。根据本专利技术的方法在材料方面没有对隔离物提出与已知方法不 同的其它要求。因此可以 -使用这些在芯片粘4姿期间不塌陷的隔离 物。同样也适用于粘合剂的材料，这里也可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在基板（１）上共面地安装芯片（３）的方法，其方式是，根据预先确定的分布在所述基板（１）上和／或在所述芯片（３）的一侧设置多个互相间隔开的粘结部位，在调整所述芯片和所述基板之间的间隙（１１）的情况下通过所述粘结部位连接所述芯片（３）和所述基板（１）（芯片粘接），其特征在于，每个所述粘结部位由限于局部的、可硬化的粘合剂站（４）与单个安置的隔离物（６）共同形成。
【技术特征摘要】
DE 2006-9-11 102006043215.01.一种在基板(1)上共面地安装芯片(3)的方法，其方式是，根据预先确定的分布在所述基板(1)上和/或在所述芯片(3)的一侧设置多个互相间隔开的粘结部位，在调整所述芯片和所述基板之间的间隙(11)的情况下通过所述粘结部位连接所述芯片(3)和所述基板(1)(芯片粘接)，其特征在于，每个所述粘结部位由限于局部的、可硬化的粘合剂站(4)与单个安置的隔离物(6)共同形成。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，#^居所述粘结部位 的分布在所述基板(1 )上和对应地在所述芯片(3 )上分别i殳 置粘合剂垫(5)作为所述粘合剂站(4)。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述粘结部位 的分布分别在所述基板(1 )或所述芯片(3 )上设置粘合剂垫(5)和在第二接合配对件上设置粘合剂层(9)，以作为所述 粘合剂站(4)。4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，借助于按压或 分配或者借助于结构化的胶带设置所述粘合剂垫(5 )。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个粘结部位由一 个隔离物(6)形成，所述隔离物具有用于包裹的粘合剂壳(12) 作为所述粘合剂站(4)，在安置被包裹的所述隔离物(6)期 间所述粘合剂壳的外部表面暂时不粘。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述粘合剂壳(12 ) 由所述粘合剂的前期阶#殳形成，直4妄在所述芯片粘4妄之前或在 性。7. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，a) 以粘合剂壳(12)包裹所述隔离物(6)，b) 接着在第一退火步骤中在针对于所述粘合剂的所述材 料的第一特定温度下这样固化所述粘合剂壳(12)，即所 述粘合剂的表面不粘，但不失去其粘结特性，c) 接着将用预先固化的粘合剂壳(12)包裹的所述隔离 物(6 )定位在所述芯片(3 )或所述基才反(1 )上，d) 接着将所述芯片(3)放置到所述基板(1 )上，以及e) 接着通过第二退火步骤在针对于所述粘合剂的所述材 料的第二特定温度下完全固化所述粘合剂壳(12)。8. 才艮据前述外又利要求中任一项所述的方法，其特4i在于，通过工 具在所述芯片(3 )或所述基板(1 )上安置多个所述隔离物(6 ) 或多个利用所述粘合剂壳(12)包裹的所述隔离物(6),所述 工具具有多个用于将所述隔离物(6) 4呆持在确定的粘结部位分布中的吸入孑L。9. ...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁雷斯，克斯廷诺克，
申请(专利权)人：奇梦达股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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