[发明专利]一种芯片的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子零件焊接领域，特别是芯片焊接领域，具体涉及一种芯片的焊接方法，可在芯片封装、智能卡封装、电子产品组装等领域广泛使用。

背景技术

表面贴装技术的应用在当今的电子产品组装业已经普遍使用，是一种生产高效、设备通用、自动化程度高的生产技术。但是，被贴装的器件都是经过二次封装好的元器件，元器件封装成本高，产品体积大，特别在某些如智能卡类产品的应用中需要小型超薄的要求，就无法实现了。为了实现此类的应用需求，行业内出现了倒封装技术，即在裸芯片的焊盘上制作了金球，让焊盘突出芯片表面，然后采用单向异性导电胶将芯片的焊盘和基板的焊盘导通完成焊接。虽然这种工艺可以实现超薄的工艺要求，但是其生产设备属于专用设备，价格昂贵，且生产效率较低，是传统表面贴装设备的1/3~1/5，因此要实现大批量的生产，就需要进行大量的设备投资才能实现。

采用倒封装工艺的原材料单向异性导电胶的价格昂贵，且产品的性能受外界因数影响较大，如环境温度、空气灰尘、压力等条件差异会造成焊接效果的变化，具有明显潜在的焊接失效风险。

本发明为了解决芯片焊接生产中相关的问题点，从成本角度考虑，单向异性导电胶的成本高昂，传统焊接剂（如锡膏）是单向异性导电胶的1/10价格，具有压倒性的成本优势；从生产设备来讲，传统表面贴装设备属于行业通用，设备和设备的维护成本比较低；从焊接的可靠性来讲，传统焊接剂的生产条件和焊接效果稳定可靠，符合大批量生产的需求。根据以上的分析，我们提出了全新的解决方案，使超薄型芯片的生产工艺简化、效率提高、可靠性更高、成本更低。

发明内容

本发明针对上述问题，在芯片的焊接生产中提出了裸芯片直接锡焊的概念。这种新型的生产方法，通过将裸芯片的焊盘做非铝化处理，然后通过普通表面贴装设备的贴装工艺，使焊接剂将芯片焊盘和基板的焊盘通过回流焊方式固化并可靠地连接起来。这种方法是将传统的表面贴装工艺延伸并应用到裸芯片的焊接过程中，有效降低生产成本、减小产品体积和厚度，提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种芯片的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：先将焊接剂设置在基板的焊盘表面，然后采用机械手将芯片的焊盘对准基板的焊盘安装，再将安装好芯片的基板通过回流焊炉加热将焊接剂固化，完成芯片焊接的过程；

   所述的焊接剂为锡膏或银浆；所述的基板为环氧树脂敷铜电路板（PCB）、聚酰亚胺（PI）敷铜电路板或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)电路板；所述的机械手为表面贴装设备的器件拾取装置；所述的芯片为晶圆经过减薄切割后没有进行封装的单颗裸芯片。

进一步的，所述的方法，其特征在于，所述的焊接剂设置在基板的焊盘表面，是通过钢网印刷工艺将胶状的焊接剂在基板焊盘表面形成具有一定厚度的图形，其厚度在25um-200um之间。

再进一步，所述的方法，其特征在于，所述的芯片包装为圆片型包装、小盒包装或编带包装。

再进一步，所述的方法，其特征在于，所述的芯片的焊盘经过非铝化表工艺处理，使芯片焊盘和焊接剂可以有效浸润。

再进一步，所述的方法，其特征在于，所述回流焊炉加热将焊接剂固化的过程是第一阶段预热段：温度先从室温上升至T1；第二阶段保温段：温度在T2之间保持；第三阶段回流段：温度从T3-T4-T3期间为回流温度，第四阶段冷却段：温度从T3下降至室温；

T1为100-120℃、150-170℃或180℃-200℃；

T2为100-150℃、150-200℃或180℃-230℃；

T3为140-160℃、190-210℃或220℃-240℃；

T4为160-180℃、210-250℃或240℃-280℃；

针对不同的材质、焊接剂选择对应的温度范围。

再进一步，所述的方法，其特征在于，对于焊接强度要求高的产品，需要在芯片的周围设置补强胶，使焊接可靠。

再进一步，所述的方法，其特征在于，所述的补强胶为紫外线固化胶、硅胶或环氧树脂胶。

再进一步，所述的方法，其特征在于，补强胶的位置设置在芯片的4个角上。

再进一步，所述的方法，其特征在于，补强胶的位置设置在芯片的两个对边或四周。

再进一步，所述的方法，其特征在于，补强胶的位置把芯片全部包封起来。