沉积物平整制造技术

一种用于在衬底上产生平坦特征的方法，包括以下步骤：将印刷介质的沉积物印刷到衬底上，该印刷沉积物包括上表面，通过例如部分地干燥印刷沉积物来对其上表面进行改性处理，并平整所改性的沉积物以产生平坦特征。平整所改性的沉积物以产生平坦特征。平整所改性的沉积物以产生平坦特征。

【技术实现步骤摘要】
沉积物平整


[0001]本专利技术涉及一种在衬底上产生平坦特征的方法、一种用于执行该方法的设备、一种生产线以及一种印刷机。

技术介绍

[0002]目前，在半导体应用中存在将管芯附接到衬底的各种技术。例如，已知的是使用专用设备将管芯膜冲压到衬底上。虽然该冲压工艺可以产生高质量的产品，但设备成本高。因此，半导体行业需要提供使用更便宜设备的替代技术。其中一种这样的替代技术是使用印刷机而非冲压将Ag(银)沉积物印刷到衬底上。更详细地说，该已知工艺通常包括以下阶段：
[0003]i)使用印刷机将银沉积物印刷到衬底上，使用图案化模板准确地定位该沉积物；
[0004]ii)有利地在N2(氮气)环境中，对印刷沉积物进行干燥处理以防止氧化。通常，将衬底放入可以提供N2环境的智能烘箱中并加热至约120℃，并在此温度左右保持约20至30分钟；
[0005]iii)使用“热管芯装配”工艺将管芯放置在干燥的沉积物上，键合温度在250℃左右。此步骤使用专用机器；以及
[0006]iv)对衬底执行烧结工艺，该工艺通常在所谓的“压力烧结”过程中在增加的压力下执行。通常在高达300℃的温度下使用30MPa左右的最大压力。该烧结步骤通常在真空或N2环境中进行以防止氧化。此步骤通常在专用机器，例如ASM装配系统(Assembly Systems)公司生产的SilverSAM内进行。
[0007]这种工艺通常比冲压工艺便宜，因为初始印刷步骤可以由相对便宜的印刷机执行。然而，已经认识到的是，印刷工艺难以执行并且不适合所有应用。如在本领域内所公知的，印刷工艺涉及将图案化模板放置在衬底上，将印刷介质(在这种情况下为银烧结膏)放置在模板上，然后通过有角度的刮刀刮过模板的顶部来推动印刷介质穿过模板上的小孔。接着将模板从衬底上提起，在衬底上留下与模板上的小孔相对应的印刷介质的沉积物。然而，如图1示意性示出的，在印刷方向即刮刀的行进方向的水平范围内，银烧结膏沉积物1(此处以下面衬底2的截面示出)可能存在不均匀的平整度。如可以看出的，虽然沉积物的中心范围(点Y2和Y3之间)可能是平坦的且具有一致的上表面高度Z1，但是沉积物1的前缘(点Y1和Y2之间)可能低于Z1，而沉积物1的后缘(点Y3和Y4之间)可能显著高于Z1，这种典型的凸起特征被称为“折尾(dog
‑
tail)”或“折耳(dog
‑
ear)”3。将管芯附接到不平坦的表面，特别是像折耳一样凸起的表面，会导致管芯开裂，这显然是不可取的。理想情况下，为了防止开裂，管芯应附接到具有平坦轮廓的表面，使得整个表面的高度偏差最小化。当前的目标是在整个表面上实现高度偏差等于或小于10μm的平整轮廓。因此，安全起见，印刷沉积物(例如图1所示的印刷沉积物)只能用作正常公差范围内的最大水平范围为Y3
‑
Y2的管芯的底座。这意味着沉积物在水平范围内可能比管芯大约25％。既浪费了印刷介质，又限制了公共衬底上相邻管芯的最小水平间隔。

技术实现思路

[0008]本专利技术试图克服这些问题，提供了用于生产印刷沉积物的特征的方法和设备，这些印刷沉积物在其水平范围内具有改进的平坦度，并且特别地足够平坦使得管芯能够安全地与其附接。
[0009]根据本专利技术，该目的通过使用包括中间表面改性步骤的三步法来实现。
[0010]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于在衬底上产生平坦特征的方法，包括以下步骤：
[0011]i)将印刷介质的沉积物印刷到衬底上，印刷沉积物包括上表面，
[0012]ii)对印刷沉积物的上表面进行改性处理，以及
[0013]iii)平整所改性的沉积物以产生平坦特征。
[0014]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于执行第一方面的方法的设备。
[0015]根据本专利技术的第三方面，提供了一种包括多个操作模块的生产线，所述操作模块包括表面改性模块和至少一台印刷机，生产线还包括用于在操作模块之间转移工件的转移机构，该生产线设置成使得经印刷机印刷的工件可以通过转移机构从印刷机转移到表面改性模块进行表面改性处理，然后再从表面改性模块转移到印刷机进行平整操作。
[0016]根据本专利技术的第四方面，提供了一种用于在印刷操作中将印刷介质印刷到工件上的印刷机，该印刷机包括用于至少部分地干燥所印刷的印刷介质的加热器。
[0017]在所附权利要求书中阐述了本专利技术的其他具体方面和特征。
附图说明
[0018]下面将参照附图(未按比例)描述本专利技术，其中：
[0019]图1示意性地示出了在传统印刷工艺中印刷到衬底上的银烧结膏的沉积物的截面侧视图；
[0020]图2示出了根据本专利技术实施例的用于产生平坦特征的方法的流程图；
[0021]图3示意性地示出了紧接在印刷沉积物前的初始印刷工艺的截面侧视图；
[0022]图4与图3类似，示出了紧接印刷沉积物后的初始印刷工艺；
[0023]图5示意性地示出了在烘箱模块中部分干燥的沉积物的截面侧视图；
[0024]图6示意性地示出了紧接在平整沉积物前的平整工艺的截面侧视图；
[0025]图7示意性地示出了紧接在平整沉积物后的平整工艺的截面侧视图；
[0026]图8至图11示意性地示出了适合于执行本专利技术的方法的生产线装置；并且
[0027]图12和图13示意性地示出了印刷机内部细节的截面侧视图，该印刷机能够执行初始印刷步骤i)、部分干燥步骤ii)和平整步骤iii)。
[0028]附图标记说明：
[0029]1‑
银烧结膏沉积物
[0030]2‑
衬底
[0031]3‑
折耳
[0032]11
‑
沉积物
[0033]12,12'
‑
衬底
[0034]13
‑
印刷模板
[0035]14
‑
小孔
[0036]15
‑
刮刀
[0037]16
‑
料卷
[0038]17
‑
烘箱模块
[0039]18
‑
红外线灯
[0040]21
‑
部分干燥的沉积物
[0041]22
‑
平整模板
[0042]23
‑
平整刮片
[0043]24
‑
小孔
[0044]25
‑
特征
[0045]26
‑
旋转轴线
[0046]30,32,34,37
‑
印刷模块
[0047]31,33,35,40,45
‑
烘箱模块
[0048]36,41
‑
印刷和烘箱组合模块
[0049]38,42
‑
印刷单元
[0050]39,43
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在衬底上产生平坦特征的方法，包括以下步骤：i)将印刷介质的沉积物印刷到衬底上，所述印刷沉积物包括上表面，ii)对所述印刷沉积物的所述上表面进行改性处理，以及iii)平整所述改性的沉积物以产生平坦特征。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤ii)包括部分地干燥所述印刷沉积物。3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤ii)包括将所述沉积物加热至在50℃至200℃范围内、可选地在100℃至200℃范围内、可选地在125℃至175℃范围内、可选地在140℃至160℃范围内、可选地150℃左右的温度。4.根据权利要求2所述的方法，其中步骤ii)包括将所述沉积物加热在30秒至10分钟范围内、可选地在1分钟至5分钟范围内、可选地2分钟左右的时间段。5.根据权利要求2所述的方法，其中步骤ii)包括通过对所述沉积物施加红外线照明、使用对流加热或使用空气冲击工艺来加热所述沉积物。6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤ii)包括使用空气冲击工艺或光化学处理工艺来处理所述印刷沉积物。7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤i)包括将印刷模板放置在所述衬底上，所述印刷模板具有厚度t1和至少一个印刷小孔，将所述印刷介质放置在所述印刷模板上，并移动刮刀穿过所述印刷模板以推动所述印刷介质穿过所述至少一个印刷小孔。8.根据权利要求7所述的方法，其中步骤iii)包括执行平整操作，在该操作中移动平整刮片经过平整模板以与部分干燥的所述沉积物的所述上表面接触。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述平整模板具有小于t1的厚度t2。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述平整刮片包括弯曲轮廓边缘；可选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：先进装配系统新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：