回流焊和清理集成工艺以及实施该工艺的设备制造技术

本发明专利技术公开了一种方法，所述方法包括对封装结构的焊区进行回流焊，以及在高于室温的清理温度下对所述封装结构实施清理。在所述回流焊步骤与所述清理步骤之间，所述封装结构未被冷却到接近于所述室温的温度。本发明专利技术还公开了回流焊和清理集成工艺以及实施该工艺的设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，更具体地，涉及回流焊和清理集成工艺以及实施该工艺的设备。
技术介绍
在集成电路封装中，焊接是接合集成电路各元件的最常用的方法之一。在用于接合两个集成电路元件的典型的焊接工艺中，将集成电路元件中的一个表面上的焊料浸醮助焊剂或两个表面上的焊剂都浸醮助焊剂。然后将集成电路元件放置在一起。进行回流焊以溶化焊料，从而在焊料冷却时集成电路兀件被接合在一起。在回流焊工艺后，可将接合的集成电路元件送去对相接合的集成电路元件进行清理步骤，从而可去除助焊剂残留物。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种方法，所述方法包括:对封装结构的焊料区进行回流焊；以及在高于室温的清理温度下对所述封装结构实施清理，其中在所述回流焊步骤和所述清理步骤之间，所述封装结构未被冷却到接近于所述室温的温度。在可选实施例中，所述回流焊步骤包括:将所述封装结构加热到高于所述焊料区的熔点的第一温度；以及将所述封装结构冷却到低于所述焊料区的所述熔点以及高于所述清理温度的第二温度。在可选实施例中，所述方法进一步包括:在所述冷却步骤之后以及所述清理步骤之前，将所述封装结构的温度稳定在高于所述清理温度的缓冲温度。在可选实施例中，所述缓冲温度与所述清理温度之间的温度差小于约80摄氏度。在可选实施例中，所述清理步骤设置为清理掉所述封装结构上的助焊剂。在可选实施例中，所述清理步骤包括:将热熔剂喷向所述封装结构；用第一热空气干燥所述封装结构；用去离子水清理所述封装结构；以及用第二热空气干燥所述封装结构。在可选实施例中，在所述回流焊步骤中所述封装结构的所述温度在第一时间点达到所述焊料区的熔点，所述清理步骤开始于第二时间点，并且其中在所述第一时间点和所述第二时间点之间，所述封装结构的温度保持在大体不低于所述清理温度。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种方法，所述方法包括:将封装结构传送进加热区域以熔化焊料区，其中所述封装结构包括第一工件、第二工件以及在所述第一工件与所述第二工件之间的所述焊料区；在所述焊料区熔化后，将所述封装结构传送进冷却区域以冷却所述焊料区；以及将所述封装结构传送进热熔剂喷洒区域，其中将助焊剂熔剂喷向所述封装结构，所述助焊剂熔剂具有高于室温的清理温度，以及在从所述焊料区被熔化至所述助焊剂熔剂喷向所述封装结构的期间，所述焊料区未发生实质的温度上升。在可选实施例中，所述方法进一步包括:在将所述封装结构传送进所述冷却区域的步骤与将所述封装结构传送进所述热溶剂喷洒区域的步骤之间，将所述封装结构传送进缓冲区域，所述缓冲区域具有高于所述清理温度的缓冲温度，并且其中所述缓冲温度和所述清理温度之间的温度差小于约80摄氏度。在可选实施例中，所述缓冲区域包括在所述封装结构上方的第一鼓风机以及在所述封装结构下方的第二鼓风机，以及当所述封装结构在所述缓冲区域时，所述第一鼓风机和所述第二鼓风机将具有所述缓冲温度的热空气吹向所述封装结构。在可选实施例中，在所述加热区域和所述热溶剂喷洒区域之间可以具有单个包括冷气风机的冷却区域或者不具有包括冷气风机的冷却区域。在可选实施例中，所述方法进一步包括:在将所述封装结构传送进所述热溶剂喷洒区域后，将所述封装结构传送进第一热空气干燥区域；将所述封装结构传送进去离子水清理区域；以及将所述封装结构传送进第二热空气干燥区域。在可选实施例中，在将所述封装结构传送进所述加热区域的步骤与将所述封装结构传送进所述热溶剂喷洒区域的步骤之间，将所述封装结构保持在高于室温的温度。根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种设备，所述设备包括:回流焊与清理集成工具，包括:加热区域，配置成将在所述加热区域中的封装结构的焊料区加热到高于所述焊料区的熔点的温度；以及助焊剂清理区域，配置成对封装结构上的助焊剂进行清理，其中所述加热区域和所述助焊剂清理区域设置在同一环境中。在可选实施例中，所述回流焊和清理集成工具配置成在不需要将所述封装结构冷却至接近于室温的情况下将所述封装结构从所述加热区域传送到所述助焊剂清理区域。在可选实施例中，所述助焊剂清理区域配置成在清理温度下清理掉所述助焊剂，并且其中所述回流焊和清理集成工具配置成在不需要使所述封装结构冷却至实质上低于所述清理温度的情况下将所述封装结构从所述加热区域传送到所述助焊剂清理区域。在可选实施例中，所述助焊剂清理区域包括:热溶剂喷洒器；第一热空气发生器以及鼓风机；去离子水喷洒器；以及第二热空气发生器以及鼓风机。在可选实施例中，所述助焊剂清理区域包括配置成用于将热助焊剂溶剂喷至所述封装结构的热溶剂喷洒器，以及所述设备进一步包括:冷却区域，配置成冷却所述封装结构的所述焊料区；以及缓冲区域，配置成吹具有高于所述热助焊剂溶剂温度的缓冲温度的热空气。在可选实施例中，所述缓冲区域包括在所述封装结构上方的第一鼓风机以及在所述封装结构下方的第二鼓风机，其中所述第一鼓风机和所述第二鼓风机配置成将温度在约80 0C和约100°C之间的热空气吹向所述封装结构。在可选实施例中，所述设备还包括传送带，配置成将所述封装结构从所述加热区域传送通过所述助焊剂清理区域。附图说明为更完整地理解实施例及其优点，现将结合附图进行的以下描述作为参考，其中:图1是根据实施例的回流焊和清理集成工具的截面图；图2示出了包括两件工件及在它们之间的焊料区的封装结构的截面图；图3示意性地示出了一种示例回流焊和清理集成工艺的温度曲线；以及图4是根据可选实施例的回流焊和清理集成工具的截面图。具体实施例方式下面详细讨论本专利技术各实施例的制造和使用。然而，本专利技术提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例仅仅示出了制造和使用本专利技术的具体方式，而不用于限制本专利技术的范围。根据不同实施例提供了实施回流焊和清理集成工艺的方法及实施其方法的设备。讨论了各实施例的变化和操作。在各视图及例示的实施例中，相同的参考标号用于表示相同的元件。图1示出了根据实施例的回流焊和清理集成工具的截面图，其中使用回流焊和清理集成工具实施回流焊工艺以及清理工艺。被实施回流焊和清理集成工艺的示范性封装件示出为图2中的封装结构22回流焊。图2示出了示例封装结构22的示意图，其中包括工件10和12以及工件10和12之间的含焊料区域14。工件10和12是相接合的，例如，通过倒装芯片接合。在本专利技术的描述中，工件10可指器件管芯，以及工件12可指封装衬底。在可选实施例中，工件10和12中的每一个都可以是器件管芯(器件管芯包括内含例如晶体管的集成电路器件)，封装衬底，中介板，印刷电路板(PCB)，封装件或类似物。应当理解，示出的封装结构22只是示例性的，可使用所述回流焊和清理集成工具将具有不同设计的封装结构接合。图1示出了根据一示范性实施例的对流型回流焊工艺，其中封装结构22由传送带16进行传送。应当理解，根据实施例也可使用除了对流型回流焊之外的其他类型的回流焊方法。传送带16将封装结构22传送通过区域110，120，130，140，150，160以及170，从而可实施回流焊和清理集成工艺。多个箭头220中的每一个箭头代表着封装结构22正通过区域 110，120，130，140，150，160 以及 170 中的某一区域。传送带16和区域11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：对封装结构的焊料区进行回流焊；以及在高于室温的清理温度下对所述封装结构实施清理，其中在所述回流焊步骤和所述清理步骤之间，所述封装结构未被冷却到接近于所述室温的温度。

【技术特征摘要】
2011.12.07 US 13/313,3711.一种方法，所述方法包括: 对封装结构的焊料区进行回流焊；以及 在高于室温的清理温度下对所述封装结构实施清理，其中在所述回流焊步骤和所述清理步骤之间，所述封装结构未被冷却到接近于所述室温的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述回流焊步骤包括: 将所述封装结构加热到高于所述焊料区的熔点的第一温度；以及 将所述封装结构冷却到低于所述焊料区的所述熔点以及高于所述清理温度的第二温度。3.权利要求2所述的方法，进一步包括:在所述冷却步骤之后以及所述清理步骤之前，将所述封装结构的温度稳定在高于所述清理温度的缓冲温度。4.一种方法，所述方法包括: 将封装结构传送进加热区域以熔化焊料区，其中所述封装结构包括第一工件、第二工件以及在所述第一工件与所述第二工件之间的所述焊料区； 在所述焊料区熔化后，将所述封装结构传送进冷却区域以冷却所述焊料区；以及将所述封装结构传送进热熔剂喷洒区域，其中将助焊剂熔剂喷向所述封装结构，所述助焊剂熔剂具有高于室温的清理温度 ，以及在从所述焊料区被熔化至所述助焊剂熔剂喷向所述封装结构的期间，所述焊料区未发生实质的温度上升。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括:在将所述封装结构传送进所述冷却区域的步骤与将所述封装结构传送进所述热溶剂喷洒区域的步骤之间，将所述封装结构传送...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘重希，黄见翎，张博平，黄英叡，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：