[发明专利]安装半导体芯片的方法

说明书

本发明通常涉及安装半导体芯片的方法，以及安装半导体芯片的装置。

安装半导体芯片的方法适用于将硬盘装置10的磁头IC芯片11安装到悬杆(suspension)12上，如图1A和1B所示，或将印制电路板单元30的IC芯片31安装到基板32上，如图3A到3C所示。

如图1A和1B所示，硬盘装置10有一个在气密地密封的外壳15中高速旋转的硬盘16，而且磁头滑动器组件19固定到臂18的顶端。磁头滑动器组件19包括磁头滑动器20和安装在悬杆12上的磁头IC芯片11，如图2所示。磁头滑动器20带有一个由薄膜形成技术形成的磁头21。磁头IC芯片11通过例如放大由磁头21读取的弱信号而控制磁头21。如图2的放大图所示，磁头IC芯片11在它的下表面有金突点(Au bump)22焊接到布线图形23边缘处的金焊盘24上。

印制电路板单元30包括提供有热沉的多芯片组件36、存储器插座38以及I/O连接器39，所有这些都安装在母板35上，如图3A所示。多芯片组件36有多个安装在基板32上的IC芯片31，如图3B所示。磁头IC芯片31在它的下表面有金突点42焊接到形成在基板32上的金焊盘43上。磁头IC芯片31通过底填料(underfill)44焊接到基板32上。

图4A到4C表示常规的磁头滑动器组件的制造方法。在磁头IC芯片11的下表面有金突点51。在悬杆12的上表面有金焊盘61。所述磁头滑动器组件以下面的方式制造。

首先，悬杆12固定到工作台70上。然后使用精密的分配器(未示出)，将作为“底填料”的预定量绝缘粘合剂71涂敷到悬杆12的上表面。磁头IC芯片11由具有吸气孔76的工具75的负压吸引拾取，并移到悬杆12上。然后工具75用力F按压磁头IC芯片11，几微米振幅的超声振动施加到磁头IC芯片11几秒钟，如箭头B所示。由此，金突点51焊接到金焊盘61上。然后停止工具75的负压吸引，由此工具75与磁头IC芯片11分离。之后将悬杆12移到加热炉80，以便通过加热固化粘合剂71。这里，形成底填料72，并通过底填料72将磁头IC芯片11焊接到悬杆12上。由此，完成了磁头滑动器组件19。

以上常规的磁头滑动器组件19的制造方法至少显示出以下不足：

1．底填料的轮廓线的形状不稳定。

作为底填料的粘合剂71在悬杆60上为圆形，如图5A中的双点划线所示。当工具75按压磁头IC芯片11时，粘合剂71被磁头IC芯片11的下表面按压，并放射状地扩展。扩展的粘合剂71延伸到磁头IC芯片11下表面的周围，并形成轮廓线90。由作为底填料的粘合剂71的扩展状态确定轮廓线90的形状。粘合剂71的扩展状态随粘合剂71的施加量和施加位置而变化。根据情况，粘合剂71会在悬杆12的上表面上显著溢流，如图5A和5B中的参考数字91所示。

随着硬盘装置变小，悬杆12的宽度W1也变小。另一方面，随着添加更多的功能，磁头IC芯片11在图5A所示的L1的方向上变大。因此，悬杆12上安装的磁头IC芯片11的外部的额外部分92宽度W2变小。此外，粘合剂大量的溢流对于磁头滑动器20相对于硬盘的浮动特性具有不利影响。

对于图3A到3B中所示的多芯片组件36来说，基板32上表面上粘合剂的大量溢流经常妨碍其它部件的安装。

2．溢流的粘合剂粘到工具75上

根据粘合剂71的施加量和施加位置，粘合剂71溢流到磁头IC芯片11的上表面，并粘到工具75的顶端，如图6A和6B中的参考数字93所示。

当粘合剂71粘到工具75的顶端时，工具75的吸引操作变成不稳定。因此，工具75的顶端需要经常清理。然而，每次完成一个磁头IC芯片11的安装时，清理工具75的顶端很麻烦。

当从上面看时，施加的粘合剂71为圆形并放射状扩展。因此粘合剂71从磁头IC芯片11的侧面溢出，并延伸到磁头IC芯片11的上表面。

3．由工具75到磁头IC芯片11的超声波传导率很低。

如图4B所示，工具75直接与磁头IC芯片11接触。工具75由不锈钢制成，磁头IC芯片11由硅制成。工具75和IC芯片11之间的摩擦系数μ1在0.5到0.7的范围内，较低。因此，由工具75到磁头IC芯片11的超声波传导率很低，且金突点51到金焊盘61的焊接需要很长的时间。

4．安装时磁头IC芯片经常偏离，偏离导致有缺陷安装。