倒装芯片焊点润湿性的判定方法及其芯片的焊接方法.pdf

本发明公开了一种倒装芯片焊点润湿性的判定方法：将倒装芯片下压，与助焊剂通道底部软接触，使倒装芯片上的球形凸点顶端变平；利用显微镜测量被压平的球形凸点顶端扁平部直径，获得压平直径d1；将压平直径d1与球形凸点直径d比较，若满足0>d1且d1<=d/2，焊点润湿性符合要求；反之，则焊点润湿性不足或过于湿润；其芯片的焊接方法：芯片上球形凸点制作；拾取芯片；印刷焊膏或导电胶；贴放芯片；观测焊点的润湿度，挑选出合格产品进入下一工序，不合格产品则被拣出；合格产品回流焊或热固化；底部充填灌胶；待胶固化。本发明检测方便，适用于各种类型芯片的测试。

权利要求书
1.  一种倒装芯片焊点润湿性的判定方法，其特征在于，该方法步骤为：
下压倒装芯片与助焊剂通道底部软接触，使倒装芯片上的球形凸点顶端变平；
测量球形凸点顶端扁平部直径，获得压平直径d1；
将压平直径d1与凸点直径d比较，若满足0>d1且d1<=d/2，表示该芯片的焊点润湿性符合要求；反之，表示该芯片的焊点润湿性不符合要求。

2.  根据权利要求1所述倒装芯片润湿性的判定方法，其特征在于：当压平直径d1=0，则表示该芯片的焊点润湿性不足；当压平直径d1大于凸点直径d/2时，则表示球形凸点下压力过大，芯片内部出现应力损坏。

3.  根据权利要求1所述倒装芯片润湿性的判定方法，其特征在于：所述球形凸点直径d为120微米～150微米，当测量所述压平直径d1为10微米～60微米时，表示该芯片的焊点润湿性符合要求。

4.  根据权利要求1所述倒装芯片润湿性的判定方法，其特征在于：所述测量球形凸点顶端扁平部直径系通过测量显微镜测量，所述测量显微镜的放大倍数为50～100倍。

5.  一种倒装芯片的焊接方法，其特征在于，该方法步骤为：
制作芯片的球形凸点；
拾取倒装芯片；
蘸助焊剂；
判断焊点的润湿度，挑选出合格产品进入下一工序，不合格产品则被拣出；
贴放芯片；
合格产品回流焊或热固化；
底部充填灌胶；
待胶固化。

6.  根据权利要求5所述倒装芯片的焊接方法，其特征在于：所述判断焊点的润湿度的具体方法为：将倒装芯片下压，与助焊剂通道底部软接触，使倒装芯片上的球形凸点顶端变平，测量变平的扁平部直径，获得压平直径d1；将压平直径d1与球形凸点直径d比较，若满足0>d1且d1<=d/2，表示该芯片的焊点润湿性符合要求，为合格产品；若满足0>d1且d1<=d/2，表示该芯片的焊点润湿性符合要求；反之，表示该芯片的焊点润湿性不符合要求。

7.  根据权利要求6所述倒装芯片的焊接方法，其特征在于：当压平直径d1=0，则表示该芯片的焊点润湿性不足；当压平直径d1大于凸点直径d/2时，则表示球形凸点下压力过大，芯片内部出现应力损坏。

8.  根据权利要求6所述倒装芯片的焊接方法，其特征在于：所述球形凸点直径d为120微米～150微米，所述合格产品的压平直径d1为10微米～60微米。

9.  根据权利要求6所述倒装芯片的焊接方法，其特征在于：所述测量球形凸点顶端扁平部直径系通过测量显微镜测量，所述测量显微镜的放大倍数为50～100倍。

说明书倒装芯片焊点润湿性的判定方法及其芯片的焊接方法
技术领域
本发明涉及倒装芯片封装技术领域，尤其涉及一种倒装芯片焊点润湿性的判定方法及其芯片的焊接方法。
背景技术
以往的一级封装技术都是将芯片的有源区面朝上，背对基板和贴后键合，如引线健合和载带自动健全（TAB）。FC则将芯片有源区面对基板，通过芯片上呈阵列排列的焊料凸点实现芯片与衬底的互连。硅片直接以倒扣方式安装到PCB，从硅片向四周引出I/O，互联的长度大大缩短，减小了RC延迟，有效地提高了电性能。显然，这种芯片互连方式能提供更高的I/O密度。倒装占有面积几乎与芯片大小一致。在所有表面安装技术中，倒装芯片可以达到最小、最薄的封装。具有优良的电性能和热特性，可大大减小尺寸和重量。倒装芯片焊接的一般工艺流程是：制作芯片上凸点——拾取芯片——印刷焊膏或导电胶——贴放芯片——回流焊或热固化（或紫外固化）——底部填充灌胶。
贴装后的芯片与基板之间的粘合强度，是决定芯片性能的主要因素之一，而芯片的焊接可靠性可通过观察基板表面焊点的润湿度来判定，目前采用的工艺方法是芯片剪切实验（die shear），通过测量die shear之后残留在基板表面焊点的润湿直径与铜柱直径的数值比较，若润湿直径>铜柱直径，则说明产品润湿性良好，焊接可靠性良好；反之，则表明焊接可靠性较差，可能直接影响到产品的性能。
然而，当需要对一些面积过大的芯片或是超薄型芯片进行焊点润湿度检测时，使用die shear的工艺方法便无法实现，对于面积过大的芯片来说，主要是由于芯片面积超出设备识别区，无法完成整片芯片的检测；对于超薄型芯片来说，由于芯片的易碎裂性，使得不能完成检测。因此，基于上述原因，目前只能通过检测产品焊接可靠性试验来完成，不能直接观测判定，使得工艺复杂化，试验时间周期长，影响生产效率，且成本高。
发明内容
本发明目的是提供一种倒装芯片焊点润湿性的判定方法及其芯片的焊接方法，采用该方法，以直观的方式判定焊接可靠性，检测更为方便，有助于提高生产效率，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明采用的判定技术方案是：一种倒装芯片焊点润湿性的判定方法，其测试步骤为：
下压倒装芯片与助焊剂通道底部软接触，使倒装芯片上的球形凸点顶端变平；
测量球形凸点顶端扁平部直径，获得压平直径d1；
将压平直径d1与凸点直径d比较，若满足0>d1且d1<=d/2，表示该芯片的焊点润湿性符合要求；反之，表示该芯片的焊点润湿性不符合要求。
在其中一实施例中，当压平直径d1=0，则表示该芯片的焊点润湿性不足；当压平直径d1大于凸点直径d/2时，则表示球形凸点下压力过大，芯片内部出现应力损坏。
在其中一实施例中，所述球形凸点直径d为120微米～150微米，当测量所述压平直径d1为10微米～60微米时，表示该芯片的焊点润湿性符合要求。
在其中一实施例中，所述测量球形凸点顶端扁平部直径系通过测量显微镜测量，所述测量显微镜的放大倍数为50～100倍。
为达到上述目的，本发明采用的焊接技术方案是：一种倒装芯片润湿性的判定方法，其步骤为：
制作芯片的球形凸点；
拾取倒装芯片；
蘸助焊剂；
判断焊点的润湿度，挑选出合格产品进入下一工序，不合格产品则被拣出；
贴放芯片；
合格产品回流焊或热固化；
底部充填灌胶；
待胶固化。
在其中一实施例中，所述所述判断焊点的润湿度的具体方法为：将倒装 芯片下压，与助焊剂通道底部软接触，使倒装芯片上的球形凸点顶端变平，测量变平的扁平部直径，获得压平直径d1；将压平直径d1与球形凸点直径d比较，若满足0>d1且d1<=d/2，表示该芯片的焊点润湿性符合要求，为合格产品；反之，表示该芯片的焊点润湿性不符合要求。
在其中一实施例中，当压平直径d1=0，则表示该芯片的焊点润湿性不足；当压平直径d1大于凸点直径d/2时，则表示球形凸点下压力过大，芯片内部出现应力损坏。
在其中一实施例中，所述球形凸点直径d为120微米～150微米，所述合格产品的压平直径d1为10微米～60微米。
在其中一实施例中，所述测量球形凸点顶端扁平部直径系通过测量显微镜测量，所述测量显微镜的放大倍数为50～100倍。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明通过测量压平直径，与锡球球径比较，满足0>d1且d1<=d/2，表示为合格产品，反之则为不良品，如此检测，便可避免使用芯片剪切实验来检测，对芯片的大小及厚薄没有要求，适用于各种芯片的使用；
2．本发明的测试方法设置在回流焊之前，检测方便，成本低廉，可迅速挑拣出合格品，保证了成品焊接的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例一中软接触后测量压平直径的芯片示意图；
图2是图1的局部放大图。
其中：10、倒装芯片；20、球形凸点。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见图1、2所示，一种倒装芯片焊点润湿性的判定方法，其测试步骤为：
下压倒装芯片10，与助焊剂通道底部软接触，使倒装芯片上的球形凸点20顶端变平（如图1所示），所述软接触为，球形凸点20与助焊剂通道底部仅为接触，但不压到底，因此，下压后使球形凸点顶面呈扁平状，倒装芯片1下压距离为球形凸点20的半径距离；
利用测量显微镜测量被压平的球形凸点20顶端扁平部直径，获得压平 直径d1（如图2所示）；
将压平直径d1与球形凸点20直径d比较，若满足0>d1且d1<=d/2，表示该芯片10的焊点润湿性符合要求；反之，表示该芯片的焊点润湿性不符合要求。如d1=0，表示该芯片的焊点润湿性不足；又如d1>d/2，则表示球形凸点下压力过大，芯片内部出现应力损坏。
在本实施例中，所述球形凸点20直径d为140微米，当采用显微镜放大倍数80倍的情况下，测量所述压平直径d1为40微米，表示该芯片的焊点润湿性符合要求。
使用上述方法检测判定的焊接方法是：
制作芯片的球形凸点；
拾取倒装芯片；
蘸助焊剂；
判断焊点的润湿度，挑选出合格产品进入下一工序，不合格产品则被拣出；
贴放芯片；
合格产品回流焊或热固化；
底部充填灌胶；
待胶固化。
判断焊点的润湿度具体方法为：通过下压倒装芯片10，与芯片上的球形凸点软接触，使球形凸点的顶端变平，利用显微镜放大80倍后测量变平的扁平部直径，当获得的压平直径d1为40微米时，将压平直径d1与球形凸点直径d=140微米比较，满足0>d1且d1<=d/2的条件，表示该芯片的焊点润湿性符合要求，为合格产品；当获得的压平直径d1为80微米，那么d1>d/2，表示球形凸点20下压力过大，倒装芯片10内部出现应力损坏，为不合格产品；当获得的压平直径d1为0微米，则表示该倒装芯片的焊点润湿性不足，为不合格产品，对不合格产品拣出后调节参数，避免流入下一程序。
检测过程位于回流焊之前，检测方便，不影响、且不改变原有的焊接工艺及设备，因此成本低廉；在回流焊或热固化之前对芯片的焊点质量进行测量，可避免不合格产品被成品化，降低不良品出品率，减少原材料的浪费。
综上所述实施例仅表达了本发明的集中实施方式，其描述较为具体和详 细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是对于本领域的普通技术人员来说，在不拖累本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都是属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。