芯片键合方法、结构及存储器转让专利

申请号 : CN202310391678.6

文献号 : CN116110805B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 赖振楠吴奕盛詹伟钦

申请人 : 深圳宏芯宇电子股份有限公司

摘要 :

本发明提供了一种芯片键合方法、结构及存储器,方法包括:基板的一侧表面设置有多个焊盘,在基板具有焊盘的一侧表面形成第一反射层,第一反射层的厚度低于每一焊盘的厚度,并在每一焊盘上表面形成光固化导电层;芯片的一侧表面设置有多个焊脚,在芯片具有焊脚的一侧表面形成第二反射层,第二反射层的厚度低于每一焊脚的厚度,并在每一焊脚下表面形成导电层;将芯片具有导电层的一侧与基板具有光固化层的一侧压合,使芯片与基板之间有间隙,紫外光源的光照射间隙内,紫外光源的光直接或经第一、第二反射层反射后照射到光固化导电层,以使光固化导电层固化,从而固化芯片内侧不易固化到的光固化导电层,使芯片内侧不易固化到的光固化导电层固化。

权利要求 :

1.一种芯片键合方法,其特征在于,包括:

提供一基板,所述基板的一侧表面设置有多个焊盘,并在所述基板具有所述焊盘的一侧表面形成第一反射层以及使用丝网印刷机、沉积或3D打印在每一所述焊盘上表面形成光固化导电层,其中,所述第一反射层突出于所述基板表面的高度低于所述焊盘突出于所述基板表面的高度;

提供至少一芯片,所述芯片的一侧表面设置有多个焊脚,并在所述芯片具有焊脚的一侧表面形成第二反射层以及在每一所述焊脚下表面形成导电层,所述第二反射层突出于所述芯片表面的高度低于所述焊脚突出于所述芯片表面的高度;

将所述芯片具有导电层的一侧向所述基板具有光固化导电层的一侧移动,在使所述导电层压入到光固化导电层且所述芯片上的第二反射层与所述基板上的第一反射层之间具有一间隙时,停止移动;

将紫外光源的光照射所述间隙,至少部分所述紫外光源的光经所述第一反射层、第二反射层反射后照射到所述光固化导电层,以使所述光固化导电层固化并与导电层持久固定。

2.根据权利要求1所述的芯片键合方法,其特征在于,在所述基板具有所述焊盘的一侧表面形成第一反射层包括:将第一光固化油墨溶剂制备在基板具有焊盘的表面上,其中,所述第一光固化油墨溶剂内混合有多个玻璃微珠,且至少部分所述玻璃微珠位于所述第一光固化油墨溶剂的表面;

通过紫外光源的光照射所述第一光固化油墨溶剂,使得所述第一光固化油墨溶剂固化,形成第一光固化油墨层;

将第二光固化油墨溶剂制备在所述第一光固化油墨层表面,并使用紫外光源的光照射所述第二光固化油墨溶剂而形成第二光固化油墨层;

完成所述第一反射层的制备;其中,所述第一反射层包括所述第二光固化油墨层、第一光固化油墨层内的玻璃微珠及所述第一光固化油墨层。

3.根据权利要求2所述的芯片键合方法,其特征在于,在通过所述紫外光源的光将所述第一光固化油墨溶剂固化之前,包括:将所述第一光固化油墨溶剂表面的所述玻璃微珠向所述第一光固化油墨溶剂内下压,以使得所述玻璃微珠往所述第一光固化油墨溶剂内移动。

4.根据权利要求3所述的芯片键合方法,其特征在于,所述第一光固化油墨层的厚度为

15‑25微米,所述第一光固化油墨层内的玻璃微珠粒径为8‑15微米。

5.根据权利要求1所述的芯片键合方法,其特征在于,在所述芯片具有焊脚的一侧表面形成第二反射层包括:将第三光固化油墨溶剂制备在芯片具有焊脚的表面上,并将玻璃微珠均匀喷涂至所述第三光固化油墨溶剂的表面,其中,每一所述玻璃微珠粒径小于所述第三光固化油墨溶剂在所述芯片表面的高度;

将所述第三光固化油墨溶剂表面附着的玻璃微珠向第三光固化油墨溶剂内下压,使得所述玻璃微珠往所述第三光固化油墨溶剂内移动;

通过紫外光源的光照射嵌入有所述玻璃微珠的所述第三光固化油墨溶剂,使得所述嵌入有玻璃微珠的第三光固化油墨溶剂固化,形成第三光固化油墨层;

完成所述第二反射层的制备;其中,所述第二反射层包括所述第三光固化油墨层内的玻璃微珠和所述第三光固化油墨层。

6.根据权利要求5所述的芯片键合方法,其特征在于,所述第三光固化油墨层的厚度为

15‑25微米,所述第三光固化油墨层内的玻璃微珠粒径为10‑20微米。

7.根据权利要求1所述的芯片键合方法,其特征在于,所述焊脚的下表面覆盖所述导电层。

8.根据权利要求2或5所述的芯片键合方法,其特征在于,所述玻璃微珠成圆率为85%以上。

9.一种芯片键合结构,其特征在于,包括:

基板,所述基板的一侧表面设置有多个焊盘,所述基板具有所述焊盘一侧表面设有第一反射层,所述第一反射层避开每一所述焊盘设置,且所述第一反射层突出于所述基板表面的高度低于所述焊盘突出于所述基板表面的高度;每一所述焊盘上表面设有使用丝网印刷机、沉积或3D打印形成的光固化导电层;

芯片,所述芯片的一侧表面设置有多个焊脚,所述芯片具有所述焊脚一侧设有第二反射层,所述第二反射层避开每一所述焊脚设置,且所述第二反射层突出于所述芯片表面的高度低于所述焊脚突出于所述芯片表面的高度,每一所述焊脚下表面设有导电层;

所述芯片通过导电层与光固化导电层持久固定的方式键合到所述基板,且所述芯片上的第二反射层与所述基板上的第一反射层之间具有一间隙。

10.一种存储器,其特征在于,包括基板及存储芯片,所述存储芯片通过如权利要求1‑8中任一项所述的芯片键合方法固定到基板。

说明书 :

芯片键合方法、结构及存储器

技术领域

[0001] 本发明涉及电子组装领域,更具体地说,涉及一种芯片键合方法、结构及存储器。

背景技术

[0002] 表面贴装技术(Surface Mounted Technology,SMT)是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺,其可将无引脚或短引线表面组装元器件安装在基板(Printed Circuit Board,PCB)的表面或其它基板的表面上。
[0003] 在现有的表面贴装技术中,需先使用丝网印刷机将焊膏或贴片胶漏印到基板的焊盘上,然后通过点胶机将贴片胶滴到基板的固定位置上以及通过贴片机将表面组装元器件准确安装到基板的固定位置上;再将基板送入固化炉,将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与基板牢固粘接在一起;然后将基板送入回流焊炉进行回流焊接,以将焊膏融化,使表面组装元器件与基板牢固粘接在一起。
[0004] 在使用上述工艺进行芯片组装时,芯片将跟随基板进入回流焊炉并在回流焊炉的预热区、恒温区、回流焊区和冷却区流转,基板长度、板与板之间距离、回流焊炉的链条运转速度,这些均会导致回流焊时间变长,从而降低生产效率,延长生产周期。同时,因回流焊温度达到200℃以上,上述工艺对芯片本身的耐热性能要求也相对较高。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题在于,针对上述表面贴装技术加工时间长、对芯片的耐热性能要求较高的问题,提供一种芯片键合方法、结构及存储器。
[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案是,提供一种芯片键合方法,包括:
[0007] 提供一基板,所述基板的一侧表面设置有多个焊盘,并在所述基板具有所述焊盘的一侧表面形成第一反射层以及在每一所述焊盘上表面形成光固化导电层,其中,所述第一反射层突出于所述基板表面的高度低于所述焊盘突出于所述基板表面的高度;
[0008] 提供至少一芯片,所述芯片的一侧表面设置有多个焊脚,并在所述芯片具有焊脚的一侧表面形成第二反射层以及在每一所述焊脚下表面形成导电层,所述第二反射层突出于所述芯片表面的高度低于所述焊脚突出于所述芯片表面的高度;
[0009] 将所述芯片具有导电层的一侧向所述基板具有光固化导电层的一侧移动,在使所述导电层压入到光固化导电层且所述芯片上的第二反射层与所述基板上的第一反射层之间具有一间隙时,停止移动;
[0010] 将紫外光源的光照射所述间隙,至少部分所述紫外光源的光经所述第一反射层、第二反射层反射后照射到所述光固化导电层,以使所述光固化导电层固化并与导电层持久固定。
[0011] 作为本发明的进一步改进,在所述基板具有所述焊盘的一侧表面形成第一反射层包括:
[0012] 将第一光固化油墨溶剂制备在基板具有焊盘的表面上,其中,所述第一光固化油墨溶剂内混合有多个玻璃微珠,且至少部分所述玻璃微珠位于所述第一光固化油墨溶剂的表面;
[0013] 通过紫外光源的光照射所述第一光固化油墨溶剂,使得所述第一光固化油墨溶剂固化,形成第一光固化油墨层;
[0014] 将第二光固化油墨溶剂制备在所述第一光固化油墨层表面,并使用紫外光源的光照射所述第二光固化油墨溶剂而形成第二光固化油墨层;
[0015] 完成所述第一反射层的制备;其中,所述第一反射层包括所述第二光固化油墨层、第一光固化油墨层内的玻璃微珠及所述第一光固化油墨层。
[0016] 作为本发明的进一步改进,在通过所述紫外光源的光将所述第一光固化油墨溶剂固化之前,包括:将所述第一光固化油墨溶剂表面的所述玻璃微珠向所述第一光固化油墨溶剂内下压,以使得所述玻璃微珠往所述第一光固化油墨溶剂内移动。
[0017] 作为本发明的进一步改进,所述第一光固化油墨层的厚度为15‑25微米,所述第一光固化油墨层内的玻璃微珠粒径为8‑15微米。
[0018] 作为本发明的进一步改进,在所述芯片具有焊脚的一侧表面形成第二反射层包括:
[0019] 将第三光固化油墨溶剂制备在芯片具有焊脚的表面上,并将玻璃微珠均匀喷涂至所述第三光固化油墨溶剂的表面,其中,每一所述玻璃微珠粒径小于所述第三光固化油墨溶剂在所述芯片表面的高度;
[0020] 将所述第三光固化油墨溶剂表面附着的玻璃微珠向第三光固化油墨溶剂内下压,使得所述玻璃微珠往所述第三光固化油墨溶剂内移动;
[0021] 通过紫外光源的光照射嵌入有所述玻璃微珠的所述第三光固化油墨溶剂,使得所述嵌入有玻璃微珠的第三光固化油墨溶剂固化,形成第三光固化油墨层;
[0022] 完成所述第二反射层的制备;其中,所述第二反射层包括所述第三光固化油墨层内的玻璃微珠和所述第三光固化油墨层。
[0023] 作为本发明的进一步改进,所述第三光固化油墨层的厚度为15‑25微米,所述第三光固化油墨层内的玻璃微珠粒径为10‑20微米。
[0024] 作为本发明的进一步改进,所述焊脚的下表面覆盖所述导电层。
[0025] 作为本发明的进一步改进,所述玻璃微珠成圆率为85%以上。
[0026] 本发明还提供一种芯片键合结构,包括:
[0027] 基板,所述基板的一侧表面设置有多个焊盘,所述基板具有所述焊盘一侧表面设有第一反射层,所述第一反射层避开每一所述焊盘设置,且所述第一反射层突出于所述基板表面的高度低于所述焊盘突出于所述基板表面的高度;每一所述焊盘上表面设有光固化导电层;
[0028] 芯片,所述芯片的一侧表面设置有多个焊脚,所述芯片具有所述焊脚一侧设有第二反射层,所述第二反射层避开每一所述焊脚设置,且所述第二反射层突出于所述芯片表面的高度低于所述焊脚突出于所述芯片表面的高度,每一所述焊脚下表面设有导电层;
[0029] 所述芯片通过导电层与光固化导电层持久固定的方式键合到所述基板,且所述芯片上的第二反射层与所述基板上的第一反射层之间具有一间隙。
[0030] 本发明还提供一种存储器,所述存储器包括基板和存储芯片,所述存储芯片通过如上所述的芯片键合方法固定到基板表面的预设位置。
[0031] 本发明具有以下有益效果:通过设置在所述基板的焊盘上的所述光固化导电层对芯片进行临时粘接,再通过所述第一、第二反射层对通入基板和芯片间隙的预设波长的光进行反射,从而固化所述芯片内侧不易固化到的所述光固化导电层及可加速所述光固化导电层的硬化速度,使所述芯片内侧不易固化到的所述光固化导电层固化,大幅降低所述芯片键合时间,降低生产周期。

附图说明

[0032] 图1是本发明实施例提供的芯片键合方法的流程示意图;
[0033] 图2是本发明实施例提供的芯片键合方法中基板具有第一反射层及光固化导电层的示意图;
[0034] 图3是本发明实施例提供的芯片键合方法中芯片具有第二反射层及导电层的示意图;
[0035] 图4是本发明实施例提供的芯片键合方法中芯片与基板键合过程的示意图;
[0036] 图5是本发明实施例提供的芯片键合方法中芯片与基板键合固化后的示意图;
[0037] 图6是本发明另一实施例提供实施例提供的芯片键合方法中导电层长度小于焊脚长度的示意图;
[0038] 图7是本发明的芯片键合方法中第一反射层形成的示意图;
[0039] 图8是本发明另一实施例提供的芯片键合方法中压合头下压玻璃微珠的示意图;
[0040] 图9是本发明的芯片键合方法中第二反射层形成的示意图;
[0041] 图10是本发明另一实施例提供的芯片键合方法中对光固化导电层进行硬化处理的示意图。

具体实施方式

[0042] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0043] 本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题,基本达到技术效果。
[0044] 在申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0045] 在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”是指两个或两个以上;除非另有规定或说明,术语“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接;“连接”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0046] 图1是本发明实施例提供的芯片键合方法的流程示意图,该芯片键合方法可应用于塑封后芯片的组装,即将塑封后的芯片(例如BGA封装的存储芯片、控制芯片等)固定到印刷线路板(PCB)表面,并将芯片的多个焊脚分别与印刷线路板的多个焊盘电连接,所述印刷线路板(PCB)表面为阵列基板。
[0047] 本实施例的芯片键合方法包括以下步骤:
[0048] S101步骤:如图2所示,提供一个基板10,基板10为阵列基板,基板10的表面设置有多个焊盘11,并在基板10具有焊盘11的表面形成第一反射层12以及在每一焊盘11上表面制备具有对光敏感的光固化导电层13。其中,第一反射层12避开每一焊盘11设置。以及,上述第一反射层12突出于基板10表面的高度低于焊盘11突出于基板10表面的高度;每一个光固化导电层13间相互独立,并不会相互接触。
[0049] 具体地,上述光固化导电层13,可使用丝网印刷机将光固化导电材料填充到所述基板10具有焊盘11的表面以形成光固化导电层13。且该光固化导电层13具体可以由光固化聚合物浆料(例如该浆料可包括环氧树脂、硅酮等)及导电微粒(例如铜、铝、锌、镍、铅、锡、钯、金、钨和铑微粒)混合组成,其在未固化前具有粘性,其在被紫外光照射时迅速固化,并且,因掺有所述导电微粒,该光固化导电层13本身具有较佳的导电性能。此外,光固化导电层13还可通过沉积、3D打印等方式制备形成。
[0050] S102步骤:如图3所示,提供一个芯片20,芯片20的表面设置有多个焊脚21,并在芯片20具有焊脚21的表面形成第二反射层22以及在每一焊脚21下表面形成导电层23。其中,第二反射层22避开每一焊脚21设置。且第二反射层22突出于芯片20的下表面的高度低于焊脚21突出于芯片20的下表面的高度。
[0051] 由于芯片20上的焊脚21通常采用铜皮,其厚度在微米级,基于此,可在每一焊脚21下表面制备导电层23,且每一个导电层23间相互独立,并不会相互接触。
[0052] S103步骤:如图4‑图5所示,将芯片20具有导电层23的一侧向与基板具有光固化导电层13的一侧移动,在使芯片20的焊脚21上的导电层23压入(即部分嵌入)到基板10的光固化导电层13且芯片20上的第二反射层22与基板10上的第一反射层12之间具有一间隙时,停止移动。
[0053] 具体地,上述的移动操作可让每一焊脚21和每一焊盘11实现一对一的连接。由于光固化导电层13具有粘性,可使得每一焊脚21和每一焊盘11在经过上述的移动操作后,既使第一反射层12与第二反射层22之间具有一间隙,也可实现芯片20的临时固定,即维持上述每一焊脚21和每一焊盘11实现一对一的连接关系而不变。
[0054] S104步骤:使用紫外光源向间隙处照射,至少部分所述紫外光源的光经所述第一反射层、第二反射层反射后照射到所述光固化导电层,以使所述光固化导电层固化并与导电层持久固定。
[0055] 具体地,当紫外光源的光照射间隙处时,被紫外光直接照射到的光固化导电层13,其可快速地固化。部分未被直接照射到的光固化导电层13,其通过接收第一反射层12反射的紫外光和/或接收第二反射层22反射的紫外光来实现固化。
[0056] 优选地,至少部分光固化导电层13接收到的固化紫外光是经过第一反射层12和第二反射层22多次反射后的紫外光。
[0057] 上述芯片键合方法不仅能使芯片20快速与基板10键合,且无需经过回流焊。并且,对于基板10上设有多个芯片20,芯片与芯片间会阻挡掉部分光源,仅少量的光可直接照射到各个光固化导电层13,从而使得光固化效率较低的情况,特别是对于芯片20具有较多焊脚21的情况中,如BGA封装方式(BGA封装芯片下表面设有油墨层及多个焊脚,所述油墨层设置有开窗结构,所述焊盘置于所述开窗结构内),通过紫外光曝光使光固化导电层13固化时,多个焊脚21之间也将导致处于内侧的光固化导电层13无法被有效照射,使BGA封装芯片内侧的光固化导电层13较难固化。而第一反射层12和第二反射层22的存在,可将紫外光源的光通过反射或多次反射的方式照射到与芯片20内侧的导电层23相粘接的光固化导电层13并使其固化,解决了芯片20的所述焊脚21数量较多时(BGA封装芯片),内侧的光固化导电层13较难固化的问题。
[0058] 在本发明点的一个实施例中,芯片20的焊脚21上的导电层23可通过化学气相沉积法的方式将透明的导电材料(如氧化铟锡、氧化铟锌、导电聚合物、二氧化锡、氧化镉、氧化铟)电镀到芯片20的焊脚21的表面上形成。通常透明导电材料耐热性较差,但本实施例的方法因采用光固化键合,无需回流焊加热即可完成键合,避免导电层23出现热失效及性能变差的问题,此外,导电层23也可以是通过真空蒸发法、溅射法、3D打印、喷涂等方式制备形成。通过设置导电层23,导电层23下压至光固化导电层13有更大的接触面积,使导电层23部分或全部贴合至光固化导电层13内,且导电层23具有透明性,紫外光源的光穿透导电层23,避免了导电层23遮挡住紫外光源的光线,导电层23与光固化导电层13贴合后有更大的接触面积,相比焊脚21与光固化导电层13接触更加牢固,使芯片20键合后更加稳定。
[0059] 基于此,如图6所示,焊脚21的下表面覆盖有导电层23,即焊脚21的正投影面积覆盖导电层23的正投影面积,使导电层23的制备局限于焊脚21的下表面。当导电层23压合至光固化导电层13时,可缓解光固化导电层13出现形变的问题,以及可减少或避免相邻的光固化导电层13出现相互导通的问题。
[0060] 进一步,在一实施例中,在基板10具有焊盘11的一侧表面形成第一反射层12包括:
[0061] S201:将第一光固化油墨溶剂制备在基板10具有焊盘11的表面上,其中,该第一光固化油墨溶剂内混合有多个玻璃微珠;以及在第一光固化油墨溶剂制备在基板10具有焊盘11的表面上后,形成至少部分玻璃微珠位于第一光固化油墨溶剂的表面的结果;
[0062] S202:通过紫外光源的光照射被制备在基板10具有焊盘11的表面上的第一光固化油墨溶剂,使得第一光固化油墨溶剂固化,形成第一光固化油墨层;
[0063] S203:将第二光固化油墨溶剂制备在上述第一光固化油墨层表面,并使用紫外光源的光照射该第二光固化油墨溶剂而形成第二光固化油墨层;
[0064] S204:完成第一反射层12的制备;其中,第一反射层12包括所述第二光固化油墨层122、第一光固化油墨层内的玻璃微珠121及所述第一光固化油墨层120,如图7所示。
[0065] 在一实施例中,上述第一光固化油墨溶剂包括改性聚氨酯、环氧树脂、纯丙乳液、水性蜡、光引发剂、阻聚剂、稀释剂、乙二醇醚、乙酸乙酯、消泡剂、流平剂、抗流剂等至少其中之一溶剂与玻璃微珠混合而成的物质。
[0066] 其中,上述第一光固化油墨溶剂对光敏感,且具有透明性及绝缘性,在第一光固化油墨溶剂制备过程中或制备完成后混合玻璃微珠,可使第一光固化油墨溶剂层具有反射作用。同时,使用玻璃微珠进行光线反射,更利于增加反射光的出光范围。
[0067] 具体地,可通过印刷的方式将第一光固化油墨溶剂均匀的制备在基板10具有焊盘11的一侧上,且第一光固化油墨溶剂避开焊盘11,第一光固化油墨溶剂制备在基板10表面后,对第一光固化油墨溶剂进行紫外曝光处理,使第一光固化油墨溶剂形成所述第一光固化油墨层120。
[0068] 进一步,基于可能会出现若干玻璃微珠121与第一光固化油墨层120粘合不牢固的问题,因此,在制备完成第一光固化油墨层120后,再在第一光固化油墨层120上制备一第二光固化油墨层122。其中,制备第二光固化油墨层122的第二光固化油墨溶剂与第一光固化溶剂成分类似,但第二光固化油墨溶剂中不包括玻璃微珠。
[0069] 具体地,第二光固化溶剂制备在第一光固化油墨层120表面上,且覆盖着玻璃微珠121。在此之后,使用紫外光源的光照射上述第二光固化油墨溶剂而形成第二光固化油墨层。
[0070] 通过设置具有透明性及绝缘性的第一光固化油墨层120和第二光固化油墨层122,紫外光源的光可照射到玻璃微珠121,玻璃微珠121将光源反射至光固化导电层13使其固化。通过第一光固化油墨层120、玻璃微珠121及第二光固化油墨层122构成第一反射层12,这种方法可以更好的将玻璃微珠121分散在第一反射层12,该反射层的制作过程中避免玻璃微珠121凸起,进而影响反射层的成品质量。进一步,第一反射层12同时具有防止电路腐蚀,保护电路提高反射效果的作用。
[0071] 进一步,在一实施例中,在通过所述紫外光源的光将第一光固化油墨溶剂固化之前,包括:将第一光固化油墨溶剂表面的玻璃微珠向第一光固化油墨溶剂内下压,以使得玻璃微珠往第一光固化油墨溶剂内移动。此举可提高第一反射层12的成品制作良率。
[0072] 进一步地,上述的下压操作,可采用机械压合的方式。其中,该机械压合的压合头30为弹性材料。上述压合头30下压操作为将第一光固化油墨溶剂表面附着的玻璃微珠121压至第一光固化油墨溶剂内;其中,压合方式还可以是真空吸附压合、手动压合等。
[0073] 在某些情况中,上述压合头30下压玻璃微珠121时,玻璃微珠121之间会出现相互卡住,产生阻力,无法受压合头30下压移动;若压合头30为刚性材料,那在下压时,玻璃微珠121在卡住的情况下会导致玻璃微珠121破裂,此种压合方式影响第一反射层12的成品制作良率。因此,在一实施例中,优选地压合头30为弹性材料制备而成的压合头。
[0074] 在一实施例中,将第一光固化油墨层120的厚度制备控制为15‑25微米,以及选择粒径为8‑15微米玻璃微珠作为玻璃微珠121。此举亦可提高第一反射层12的成品制作良率。这是因为第一光固化油墨层120的厚度大于15‑25微米,表示此工艺操作过程中,制备到基板10表面上的第一(第二)光固化油墨溶剂过多;光固化油墨溶剂过多除了会导致第一(第二)光固化油墨层的形成所需的固化时间变长外,还会导致制备而成的第一反射层12平整度不宜控制,容易出现高低不一致,故而影响第一反射层12的成品制作良率。
[0075] 同理,玻璃微珠粒径大于8‑15微米会需要更多体积的第一(第二)光固化油墨溶剂制备到基板10表面上。其产生的问题,上文有阐述,此处不再赘述。
[0076] 进一步,玻璃微珠粒径大于8‑15微米除了上述问题外,会在压合头将第一光固化油墨溶剂表面的玻璃微珠向第一光固化油墨溶剂内下压,以使得玻璃微珠往第一光固化油墨溶剂内移动操作中出现卡住的情况。
[0077] 因此,在一实施例中,第一光固化油墨溶剂制备的厚度优选地为15微米,玻璃微珠121粒径优选为8微米,此举可提高第一反射层12的成品制作良率。在实际情况中,也可以根据遇到不同的情况调整第一光固化油墨溶剂、玻璃微珠121及第二光固化油墨溶剂间的尺寸。本实施例此处不做限定。
[0078] 进一步,在芯片20具有焊脚21的一侧表面形成第二反射层22包括:
[0079] S301:将第三光固化油墨溶剂制备在芯片20具有焊脚21的表面上,并将玻璃微珠均匀喷涂至第三光固化油墨溶剂的表面,其中,第二反射层22避开每一焊脚21设置,且每一玻璃微珠粒径小于第三光固化油墨溶剂在芯片20表面的高度;
[0080] S302:将上述第三光固化油墨溶剂表面附着的玻璃微珠向第三光固化油墨溶剂内下压,使得玻璃微珠往第三光固化油墨溶剂内移动;
[0081] S303:通过紫外光源的光照射嵌入有玻璃微珠的第三光固化油墨溶剂,使得嵌入有玻璃微珠的第三光固化油墨溶剂固化,形成第三光固化油墨层;
[0082] S304:完成所述第二反射层22的制备;其中,第二反射层22包括第三光固化油墨层内的玻璃微珠和第三光固化油墨层,如图9所示。
[0083] 进一步,在一实施例中,上述第三光固化油墨溶剂包括改性聚氨酯、环氧树脂、纯丙乳液、水性蜡、光引发剂、阻聚剂、稀释剂、乙二醇醚、乙酸乙酯、消泡剂、流平剂、抗流剂等至少其中之一溶剂与玻璃微珠混合而成的物质。
[0084] 其中,上述第三光固化油墨溶剂对光敏感,且具有透明性及绝缘性,在第三光固化油墨溶剂制备过程中或制备完成后混合玻璃微珠,可使第三光固化油墨溶剂层具有反射作用。
[0085] 具体地,通过印刷的方式将第三光固化油墨溶剂均匀的制备在芯片20具有焊脚21的一侧上,且第三光固化油墨溶剂避开焊脚21,第三光固化油墨溶剂制备在芯片20表面后,在第三光固化油墨溶剂表面喷涂一层玻璃微珠121后;采用机械压合的方式将上述第三光固化油墨溶剂表面附着的玻璃微珠121向第三光固化油墨溶剂内下压,使得玻璃微珠往第三光固化油墨溶剂内移动。
[0086] 其中,该机械压合的压合头为弹性材料。
[0087] 进一步,玻璃微珠121粒径小于第三光固化油墨溶剂的厚度,若玻璃微珠121粒径大于第三光固化油墨溶剂的厚度,则无法将玻璃微珠121压合至第三光固化油墨溶剂内。
[0088] 进一步,上述压合方式还可以是真空吸附压合、手动压合等。
[0089] 将玻璃微珠121压合至第三光固化油墨溶剂内,以使玻璃微珠121不暴露在第三光固化油墨溶剂外,通过紫外光源的光照射嵌入有玻璃微珠的第三光固化油墨溶剂,使得嵌入有玻璃微珠的第三光固化油墨溶剂固化,形成第三光固化油墨层220,第三光固化油墨层220及玻璃微珠121形成第二反射层22。此举可提高第二反射层22的成品制作良率。
[0090] 在实际情况中,是对阵列芯片制备第二反射层22,待制备完成第二反射层22后,将阵列芯片切割以形成单个具有第二反射层22的芯片20;通过薄涂制备一层第二反射层22,减少第二反射层22厚度可有效提高所述芯片20的散热性能,有效将芯片20产生的热量传导出去,避免热量无法传导使芯片20性能下降。
[0091] 在另一实施例中,第三光固化油墨溶剂可不包含玻璃微珠121,而在第三光固化油墨溶剂层形成后,在其表面喷涂一层玻璃微珠121,且玻璃微珠121的粒径小于第三光固化油墨溶剂的厚度,再通过压合方式使玻璃微珠121能置于第三光固化油墨溶剂内,该方法导致玻璃微珠121制备数量较少,第三光固化油墨溶剂未固化时玻璃微珠121会出现下坠,使玻璃微珠121在第三光固化油墨溶剂内高低不一致,降低反射效率,且第三光固化油墨溶剂的厚度过厚会导致芯片20的铜皮厚度增加。
[0092] 基于此,第三光固化油墨溶剂制备的厚度优选为15‑25微米,玻璃微珠121的粒径优选为10‑20微米。
[0093] 在另一实施例中,若第三光固化油墨溶剂的厚度为15微米时,那玻璃微珠121的粒径则可为10微米。其中,玻璃微珠121的粒径小于第三光固化油墨溶剂的厚度,且玻璃微珠121的粒径与第三光固化油墨溶剂的厚度保持在5微米内,若第三光固化油墨溶剂过大或玻璃微珠121过小,则会导致玻璃微珠121出现下坠情况,在实际情况中,也可以根据遇到不同的情况调整第三光固化油墨溶剂与所述玻璃微珠121间的尺寸。
[0094] 在一实施例中,第一反射层12内的玻璃微珠121及第二反射层22内的玻璃微珠121的成圆率较低时,第一反射层12及第二反射层22的反射则会较差,导致第一反射层12及第二反射层22反射效率降低,在玻璃微珠121的成圆率低于60%,则会出现玻璃微珠121无法反射紫外光源的光,使光固化导电层13无法固化。
[0095] 基于此,第一反射层12内的玻璃微珠121及第二反射层22内玻璃微珠的成圆率优选为85%以上,保证紫外光源的光照射至第一反射层12及第二反射层22能将紫外光源的光反射至光固化导电层13。
[0096] 在一实施例中,图1中的步骤S104的方案适用于具有较少焊脚21的芯片20,例如焊脚21在芯片20的下表面呈单列分布。
[0097] 对于焊脚21较多的芯片20,例如焊脚21在芯片20的下表面呈多列分布,可使用多个曝光装置分别将预设波长的光从芯片20的多侧通入到基板10和芯片20之间的间隙内。通过该方式,可使得多列焊脚21下表面的多个光固化导电层13同时固化,提高固化效率。
[0098] 此外,结合图10所示,可以是通过特定结构的紫外曝光装置将预设波长的光通入到基板10和芯片20之间的间隙内。该紫外曝光装置包括紫外光源51、光罩52、导光板53。
[0099] 其中,紫外光源51装设在光罩52的一端,并由光罩52提供光传输通道,光罩52的另一端设在芯片20下表面与基板10上表面间,并由导光板53将紫外光源51发出的光反射到芯片20下表面与基板10之间的间隙内,使光固化导电层13的光固化导电材料固化。
[0100] 具体地,该紫外曝光装置通过光罩52和导光板53实现了光的定向反射,无需制备大量紫外光源对基板10和芯片20整体照射,在某些情况中,面对焊脚较多的芯片20,还可对每一芯片20的每一侧设置紫外曝光装置,以提高光固化效率。
[0101] 本发明还提供一种芯片键合结构,其包括:
[0102] 基板,基板10的一侧表面设置有多个焊盘11,基板10具有焊盘11一侧设有第一反射层12,且第一反射层12避开每一焊盘11设置,且第一反射层12突出于基板10表面的高度低于焊盘11突出于基板10表面的高度;每一焊盘11上表面设有光固化导电层13;
[0103] 芯片,芯片20的一侧表面设置有多个焊脚21,以及芯片20具有焊脚21一侧设有第二反射层22,且第二反射层22避开每一焊脚21设置,且第二反射层22突出于芯片20表面的高度低于焊脚21突出于芯片20表面的高度,每一焊脚21下表面设有导电层23;
[0104] 其中,芯片20通过导电层23与光固化导电层13持久固定的方式键合到基板10,且芯片20上的第二反射层22与基板10上的第一反射层12之间具有一间隙。
[0105] 上述芯片键合结构,其在芯片20具有焊脚21一侧设置第二反射层22,第二反射层22的高度低于焊脚21的高度,以使焊脚21突出于芯片20,通过将焊脚21键合在光固化导电层13上表面的方式来获得上述芯片键合结构。
[0106] 具体地,该方式无需设置导电焊球来进行芯片键合,因为非透光材料的导电焊球遮挡光,使得光固化导电层13无法被有效照射。
[0107] 进一步,在基板10具有焊盘11一侧设置第一反射层12,第一反射层12避开每一焊盘11设置,且第一反射层12突出于基板10表面的高度低于焊盘11突出于基板10表面的高度;该方式使第一反射层12能更好的将紫外光反射至光固化导电层13。
[0108] 综合之,紫外光源的光通过第一反射层12或第二反射层22反射至光固化导电层13使其固化,或,紫外光源的光通过第一反射层12和第二反射层22多次反射使其光固化导电层13固化,设置第一反射层12及第二反射层22适用于芯片20的焊脚21数量较多时(BGA封装芯片),内侧的光固化导电层13较难固化的问题。
[0109] 进一步,每一个导电层23间相互独立,并不会相互接触,导电层23的材料可以是透明的导电材料(如氧化铟锡、氧化铟锌、导电聚合物、二氧化锡、氧化镉、氧化铟)。虽然透明导电材料耐热性较差,但本方案采用光固化键合,无需回流焊加热即可完成键合,避免导电层23出现热失效及性能变差的问题。且通过设置导电层23,在将导电层23下压至光固化导电层13时,两者之间有更大的接触面积,使导电层23部分或全部贴合至光固化导电层13内。
[0110] 进一步,导电层23具有透明性,紫外光源的光可穿透导电层23,避免了导电层23遮挡住紫外光源的光线。
[0111] 进一步,导电层23与光固化导电层13贴合后有更大的接触面积,相比焊脚21与光固化导电层13接触更加牢固,使芯片20键合后更加稳定。
[0112] 进一步,本发明提出一种芯片键合结构,该芯片键合结构基板包括基板和芯片,其中基板的一侧表面设置有多个焊盘,且该基板具有焊盘的一侧表面设有第一反射层。上述第一反射层避开每一焊盘设置,且第一反射层突出于基板表面的高度低于焊盘突出于基板表面的高度;每一焊盘上表面设有光固化导电层。芯片的一侧表面设置有多个焊脚,该芯片具有焊脚的一侧表面设有第二反射层,该第二反射层避开每一焊脚设置,且该第二反射层突出于芯片表面的高度低于焊脚突出于所述芯片表面的高度;每一焊脚下表面设有导电层。上述芯片通过导电层与光固化导电层持久固定的方式键合到所述基板,且芯片上的第二反射层与所述基板上的第一反射层之间具有一间隙。
[0113] 上述第一反射层、和第二反射层、光固化导电层、导电层的具体结构已在上文中有过阐述,此处不再赘述。
[0114] 本发明还提供一种存储器,包括基板和存储芯片,其中存储芯片通过如上所述的芯片键合方法固定到基板。
[0115] 综上所述,本发明申请提出芯片键合方法、结构及存储器,通过设置在所述基板的焊盘上的所述光固化导电层对芯片进行临时粘接,再通过所述第一、第二反射层对通入基板和芯片间隙的预设波长的光进行反射,从而固化所述芯片内侧不易固化到的所述光固化导电层及可加速所述光固化导电层的硬化速度,使所述芯片内侧不易固化到的所述光固化导电层固化,大幅降低所述芯片键合时间,降低生产周期。
[0116] 尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请,但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型,并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能,用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示),即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
[0117] 即,以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,例如各实施例之间技术特征的相互结合,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
[0118] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。