回流焊和清理集成工藝以及實施該工藝的設備制造技術

本發明專利技術公開了一種方法，所述方法包括對封裝結構的焊區進行回流焊，以及在高于室溫的清理溫度下對所述封裝結構實施清理。在所述回流焊步驟與所述清理步驟之間，所述封裝結構未被冷卻到接近于所述室溫的溫度。本發明專利技術還公開了回流焊和清理集成工藝以及實施該工藝的設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體
，更具體地，涉及回流焊和清理集成工藝以及實施該工藝的設備。
技術介紹
在集成電路封裝中，焊接是接合集成電路各元件的最常用的方法之一。在用于接合兩個集成電路元件的典型的焊接工藝中，將集成電路元件中的一個表面上的焊料浸醮助焊劑或兩個表面上的焊劑都浸醮助焊劑。然后將集成電路元件放置在一起。進行回流焊以溶化焊料，從而在焊料冷卻時集成電路兀件被接合在一起。在回流焊工藝后，可將接合的集成電路元件送去對相接合的集成電路元件進行清理步驟，從而可去除助焊劑殘留物。
技術實現思路
為了解決現有技術中所存在的問題，根據本專利技術的一個方面，提供了一種方法，所述方法包括:對封裝結構的焊料區進行回流焊；以及在高于室溫的清理溫度下對所述封裝結構實施清理，其中在所述回流焊步驟和所述清理步驟之間，所述封裝結構未被冷卻到接近于所述室溫的溫度。在可選實施例中，所述回流焊步驟包括:將所述封裝結構加熱到高于所述焊料區的熔點的第一溫度；以及將所述封裝結構冷卻到低于所述焊料區的所述熔點以及高于所述清理溫度的第二溫度。在可選實施例中，所述方法進一步包括:在所述冷卻步驟之后以及所述清理步驟之前，將所述封裝結構的溫度穩定在高于所述清理溫度的緩沖溫度。在可選實施例中，所述緩沖溫度與所述清理溫度之間的溫度差小于約80攝氏度。在可選實施例中，所述清理步驟設置為清理掉所述封裝結構上的助焊劑。在可選實施例中，所述清理步驟包括:將熱熔劑噴向所述封裝結構；用第一熱空氣干燥所述封裝結構；用去離子水清理所述封裝結構；以及用第二熱空氣干燥所述封裝結構。在可選實施例中，在所述回流焊步驟中所述封裝結構的所述溫度在第一時間點達到所述焊料區的熔點，所述清理步驟開始于第二時間點，并且其中在所述第一時間點和所述第二時間點之間，所述封裝結構的溫度保持在大體不低于所述清理溫度。根據本專利技術的另一個方面，還提供了一種方法，所述方法包括:將封裝結構傳送進加熱區域以熔化焊料區，其中所述封裝結構包括第一工件、第二工件以及在所述第一工件與所述第二工件之間的所述焊料區；在所述焊料區熔化后，將所述封裝結構傳送進冷卻區域以冷卻所述焊料區；以及將所述封裝結構傳送進熱熔劑噴灑區域，其中將助焊劑熔劑噴向所述封裝結構，所述助焊劑熔劑具有高于室溫的清理溫度，以及在從所述焊料區被熔化至所述助焊劑熔劑噴向所述封裝結構的期間，所述焊料區未發生實質的溫度上升。在可選實施例中，所述方法進一步包括:在將所述封裝結構傳送進所述冷卻區域的步驟與將所述封裝結構傳送進所述熱溶劑噴灑區域的步驟之間，將所述封裝結構傳送進緩沖區域，所述緩沖區域具有高于所述清理溫度的緩沖溫度，并且其中所述緩沖溫度和所述清理溫度之間的溫度差小于約80攝氏度。在可選實施例中，所述緩沖區域包括在所述封裝結構上方的第一鼓風機以及在所述封裝結構下方的第二鼓風機，以及當所述封裝結構在所述緩沖區域時，所述第一鼓風機和所述第二鼓風機將具有所述緩沖溫度的熱空氣吹向所述封裝結構。在可選實施例中，在所述加熱區域和所述熱溶劑噴灑區域之間可以具有單個包括冷氣風機的冷卻區域或者不具有包括冷氣風機的冷卻區域。在可選實施例中，所述方法進一步包括:在將所述封裝結構傳送進所述熱溶劑噴灑區域后，將所述封裝結構傳送進第一熱空氣干燥區域；將所述封裝結構傳送進去離子水清理區域；以及將所述封裝結構傳送進第二熱空氣干燥區域。在可選實施例中，在將所述封裝結構傳送進所述加熱區域的步驟與將所述封裝結構傳送進所述熱溶劑噴灑區域的步驟之間，將所述封裝結構保持在高于室溫的溫度。根據本專利技術的又一個方面，還提供了一種設備，所述設備包括:回流焊與清理集成工具，包括:加熱區域，配置成將在所述加熱區域中的封裝結構的焊料區加熱到高于所述焊料區的熔點的溫度；以及助焊劑清理區域，配置成對封裝結構上的助焊劑進行清理，其中所述加熱區域和所述助焊劑清理區域設置在同一環境中。在可選實施例中，所述回流焊和清理集成工具配置成在不需要將所述封裝結構冷卻至接近于室溫的情況下將所述封裝結構從所述加熱區域傳送到所述助焊劑清理區域。在可選實施例中，所述助焊劑清理區域配置成在清理溫度下清理掉所述助焊劑，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裝結構冷卻至實質上低于所述清理溫度的情況下將所述封裝結構從所述加熱區域傳送到所述助焊劑清理區域。在可選實施例中，所述助焊劑清理區域包括:熱溶劑噴灑器；第一熱空氣發生器以及鼓風機；去離子水噴灑器；以及第二熱空氣發生器以及鼓風機。在可選實施例中，所述助焊劑清理區域包括配置成用于將熱助焊劑溶劑噴至所述封裝結構的熱溶劑噴灑器，以及所述設備進一步包括:冷卻區域，配置成冷卻所述封裝結構的所述焊料區；以及緩沖區域，配置成吹具有高于所述熱助焊劑溶劑溫度的緩沖溫度的熱空氣。在可選實施例中，所述緩沖區域包括在所述封裝結構上方的第一鼓風機以及在所述封裝結構下方的第二鼓風機，其中所述第一鼓風機和所述第二鼓風機配置成將溫度在約80 0C和約100°C之間的熱空氣吹向所述封裝結構。在可選實施例中，所述設備還包括傳送帶，配置成將所述封裝結構從所述加熱區域傳送通過所述助焊劑清理區域。附圖說明為更完整地理解實施例及其優點，現將結合附圖進行的以下描述作為參考，其中:圖1是根據實施例的回流焊和清理集成工具的截面圖；圖2示出了包括兩件工件及在它們之間的焊料區的封裝結構的截面圖；圖3示意性地示出了一種示例回流焊和清理集成工藝的溫度曲線；以及圖4是根據可選實施例的回流焊和清理集成工具的截面圖。具體實施例方式下面詳細討論本專利技術各實施例的制造和使用。然而，本專利技術提供了許多可以在各種具體環境中實現的可應用的概念。所討論的具體實施例僅僅示出了制造和使用本專利技術的具體方式，而不用于限制本專利技術的范圍。根據不同實施例提供了實施回流焊和清理集成工藝的方法及實施其方法的設備。討論了各實施例的變化和操作。在各視圖及例示的實施例中，相同的參考標號用于表示相同的元件。圖1示出了根據實施例的回流焊和清理集成工具的截面圖，其中使用回流焊和清理集成工具實施回流焊工藝以及清理工藝。被實施回流焊和清理集成工藝的示范性封裝件示出為圖2中的封裝結構22回流焊。圖2示出了示例封裝結構22的示意圖，其中包括工件10和12以及工件10和12之間的含焊料區域14。工件10和12是相接合的，例如，通過倒裝芯片接合。在本專利技術的描述中，工件10可指器件管芯，以及工件12可指封裝襯底。在可選實施例中，工件10和12中的每一個都可以是器件管芯(器件管芯包括內含例如晶體管的集成電路器件)，封裝襯底，中介板，印刷電路板(PCB)，封裝件或類似物。應當理解，示出的封裝結構22只是示例性的，可使用所述回流焊和清理集成工具將具有不同設計的封裝結構接合。圖1示出了根據一示范性實施例的對流型回流焊工藝，其中封裝結構22由傳送帶16進行傳送。應當理解，根據實施例也可使用除了對流型回流焊之外的其他類型的回流焊方法。傳送帶16將封裝結構22傳送通過區域110，120，130，140，150，160以及170，從而可實施回流焊和清理集成工藝。多個箭頭220中的每一個箭頭代表著封裝結構22正通過區域 110，120，130，140，150，160 以及 170 中的某一區域。傳送帶16和區域11本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，所述方法包括：對封裝結構的焊料區進行回流焊；以及在高于室溫的清理溫度下對所述封裝結構實施清理，其中在所述回流焊步驟和所述清理步驟之間，所述封裝結構未被冷卻到接近于所述室溫的溫度。

【技術特征摘要】
2011.12.07 US 13/313,3711.一種方法，所述方法包括: 對封裝結構的焊料區進行回流焊；以及 在高于室溫的清理溫度下對所述封裝結構實施清理，其中在所述回流焊步驟和所述清理步驟之間，所述封裝結構未被冷卻到接近于所述室溫的溫度。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述回流焊步驟包括: 將所述封裝結構加熱到高于所述焊料區的熔點的第一溫度；以及 將所述封裝結構冷卻到低于所述焊料區的所述熔點以及高于所述清理溫度的第二溫度。3.權利要求2所述的方法，進一步包括:在所述冷卻步驟之后以及所述清理步驟之前，將所述封裝結構的溫度穩定在高于所述清理溫度的緩沖溫度。4.一種方法，所述方法包括: 將封裝結構傳送進加熱區域以熔化焊料區，其中所述封裝結構包括第一工件、第二工件以及在所述第一工件與所述第二工件之間的所述焊料區； 在所述焊料區熔化后，將所述封裝結構傳送進冷卻區域以冷卻所述焊料區；以及將所述封裝結構傳送進熱熔劑噴灑區域，其中將助焊劑熔劑噴向所述封裝結構，所述助焊劑熔劑具有高于室溫的清理溫度 ，以及在從所述焊料區被熔化至所述助焊劑熔劑噴向所述封裝結構的期間，所述焊料區未發生實質的溫度上升。5.根據權利要求4所述的方法，進一步包括:在將所述封裝結構傳送進所述冷卻區域的步驟與將所述封裝結構傳送進所述熱溶劑噴灑區域的步驟之間，將所述封裝結構傳送...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉重希，黃見翎，張博平，黃英叡，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：