[发明专利]芯片封装系统、方法、注入装置及冲压与注入联动装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术，尤其涉及芯片封装系统、方法、注入装置及冲压与注入联动装置。

背景技术

在半导体封装过程中，尤其是功率器件，需要通过软焊料将芯片粘结到引线框架载片台上，实现芯片与引线框架的电连接功能。

软焊料厚度与均匀性是考量软焊料粘结芯片的主要指标，传统的软焊料装片模式中，软焊料融化后点在框架载片台表面。由于融化后的软焊料呈半圆或球状，具有流动性，使得软焊料的厚度难以控制，且均匀性不好，容易造成软焊料热传导及导电性差，导通电阻差异较大。功率器件封装中，芯片发热量较大，同时框架与芯片之间的膨胀系数不一样，需要软焊料作为热应力缓冲区，软焊料厚度不足或者不均匀，易产生芯片裂纹或者造成软焊料层与框架载片台间分层现象，降低产品可靠性。为防止此现象对产品质量的影响，软焊料厚度必须控制在20um以上，均匀性控制在10um以内。但是由于引线框架本身对软焊料沾润性影响，引线框架尺寸误差，装片设备轨道误差，设备压膜Z值误差等均会对软焊料厚度与均匀性产生影响。因此如何保证功率器件软焊料厚度与均匀性一直是半导体功率器件封装的难题。

目前，装片设备追加压膜工艺，对融化后的软焊料进行压着整形，将软焊料形状压制出需要的形状。请参阅图6A至图6F，其中，图6A至图6F所示是现有的芯片封装方法的各步骤示意图，现有的芯片封装方法，具体包括如下步骤：

第一步，采用点锡装置20将软焊料30滴到框架载片台10上；

第二步，撤离点锡装置20；

第三步，采用压膜装置40将所述软焊料30压膜成型；

第四步，将芯片50放置于所述软焊料30上；

第五步，所述软焊料30受到所述芯片50的挤压，由于软焊料30的周边没有阻挡物，因此，软焊料30容易向框架载片台10的四周不规则外溢；

第六步，由于软焊料30回流的作用，软焊料30会朝向中间并向上维挺（即维持挺起），回流动作完成，但是由于外溢不受限制，回流后容易造成软焊料30的厚度不均匀。

由图6A至图6F可见，现有的芯片封装方法及装置有如下缺陷

1.无法解决软焊料30量过多或过少时，软焊料30形状符合要求，间接影响芯片50下方软焊料30的厚度与均匀性；

2.设备速度受到点锡装置20和压膜装置50的影响且设备制造难度与成本较高；

3.压膜成形的软焊料30受到装片机焊头粘片时的挤压，易产生软焊料外溢现象，导致芯片50下方软焊料30厚度不足或者软焊料30厚度差异较大；

4.压膜技术无法解决框架载片台10沾锡性不好时，软焊料30回流不良引起的软焊料厚度偏小或者不均匀现象。

发明内容

鉴于现有压膜技术存在上述问题，本发明的主要目的在于解决现有技术缺陷，提供一种芯片封装系统、方法、注入装置及冲压与注入联动装置，能够根据需要控制软焊料厚度与均匀性，使装片胶厚度达到要求的厚度和均匀性指标；并且去除点锡、压膜装置及其相应动作，可以提高生产效率，降低对芯片封装系统的制造要求。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种芯片封装方法，包括如下步骤：

第一步，在框架载片台上冲压出容纳软焊料的凹槽；

第二步，在所述凹槽中注入融化的软焊料；

第三步，所述软焊料冷却后成形待用；

第四步，在装片设备轨道中将所述软焊料融化；

第五步，将芯片黏结在所述软焊料上，所述软焊料回流冷却，从而完成装片工作。

优选的，在上述的芯片封装方法中，所述第三步，所述软焊料自然冷却后成形待用。

优选的，在上述的芯片封装方法中，所述第五步包括如下子步骤：

第51步，框架载片台在装片设备轨道内受热，使得其凹槽中的软焊料融化；

第52步，将芯片放在所述软焊料上；

第53步，软焊料受到芯片挤压向四周流动；

第54步，软焊料在惯性作用下向中间回流。

本发明还公开了一种注入装置，包括架体、电磁压力控制阀、软焊料融化腔、软焊料流量控制阀以及温控加热装置，所述软焊料融化腔设置于所述架体的内部，所述电磁压力控制阀设置于架体上用于将软焊料引入所述软焊料融化腔内，所述软焊料融化腔的底部设有软焊料流量控制阀，所述温控加热装置设置于所述架体上。