樂天使微電子2023年專利一介紹

一種半導(dǎo)體封裝方法說明書

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體封裝方法。

二、背景技術(shù)

RGB顯示模組包括三色芯粒與一基板，即藍(lán)光、綠光與紅光芯粒同時(shí)固定于基板之上，通電后可以控制其中的一個(gè)芯粒發(fā)光或者是控制任意幾個(gè)芯粒同時(shí)發(fā)光，以發(fā)出各種顏色的光。

現(xiàn)有技術(shù)中，芯粒與基板通常采用鍵合工藝實(shí)現(xiàn)連接，在鍵合之前，需要在基板上朝向芯粒一側(cè)的表面以及芯粒上朝向基板一側(cè)的表面分別沉積鍵合介質(zhì)，再將芯粒放置于基板之上，以在預(yù)設(shè)條件下執(zhí)行鍵合工藝實(shí)現(xiàn)芯粒與基板的鍵合連接。

然而，單個(gè)RGB顯示模組至少包括三個(gè)芯粒，采用如此鍵合工藝，則至少需要在三個(gè)芯粒以及基板上分別沉積鍵合介質(zhì)，鍵合介質(zhì)共計(jì)需要四次沉積，步驟繁瑣，在RGB顯示模組生產(chǎn)量大的情況下，該鍵合工藝將導(dǎo)致封裝效率處于較低水平。

三、發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝方法，以解決此問題。封裝方法可將藍(lán)光芯粒、綠光芯粒、紅光芯粒按照預(yù)設(shè)排布規(guī)則連接至基板上，以得到RGB顯示模組。封裝方法包括以下步驟：

1、獲取基板的幾何數(shù)據(jù)，根據(jù)基板的幾何數(shù)據(jù)劃定基板的封裝區(qū)與非封裝區(qū)。

2、對(duì)基板進(jìn)行離子注入以在封裝區(qū)內(nèi)形成截止層。其中，對(duì)基板進(jìn)行離子注入包括N次離子注入，每次注入能量均相等，其中包括碳離子。此步驟具體細(xì)分為：

（1）將基板放置于離子注入機(jī)的機(jī)臺(tái)之上，控制基板進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；

（2）在基板的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，對(duì)基板依次進(jìn)行N次離子注入，直至基板內(nèi)的離子濃度到達(dá)離子濃度預(yù)設(shè)值后，基于基板內(nèi)注入的離子組分而形成截止層；

（3）在對(duì)基板進(jìn)行離子注入時(shí)，首次注入的劑量為離子濃度預(yù)設(shè)值的一半，首次離子注入時(shí)基板的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為第一轉(zhuǎn)動(dòng)速度，后每一次離子注入劑量均為前一次的一半，且除首次離子注入，剩余次數(shù)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度均為第二轉(zhuǎn)動(dòng)速度。第二轉(zhuǎn)動(dòng)速度大于第一轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

3、對(duì)基板的封裝區(qū)的表面進(jìn)行減薄處理至截止層，并在減薄處理的封裝區(qū)的表面沉積雙層的鍵合介質(zhì)，包括沉積于封裝區(qū)的表面之上的第一介質(zhì)層以及沉積于第一介質(zhì)層之上的第二介質(zhì)層。此步驟具體細(xì)分為：

（1）根據(jù)基板的幾何數(shù)據(jù)，在基板的第一表面覆蓋能夠暴露出封裝區(qū)的表面的耐酸防護(hù)膜；

（2）采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝對(duì)封裝區(qū)的表面進(jìn)行研磨減薄至露出截止層，并在研磨過程中噴灑含有SiO₂顆粒的研磨液；

（3）對(duì)基板進(jìn)行凈化處理，并對(duì)基板進(jìn)行干燥處理；

（4）采用物理氣相沉積工藝在基板的第一表面依次沉積鍵合介質(zhì)，其中，鍵合介質(zhì)為Al₂O₃；

（5）將耐酸防護(hù)膜去除，以去除沉積于耐酸防護(hù)膜之上的鍵合介質(zhì)。

4、將藍(lán)光芯粒、綠光芯粒與紅光芯粒按照預(yù)設(shè)排布規(guī)則布置于封裝區(qū)之上，且與第二介質(zhì)層接觸。

5、在第一溫度與第一壓力的條件下，向藍(lán)光芯粒、綠光芯粒與紅光芯粒施加壓力，以使藍(lán)光芯粒、綠光芯粒與紅光芯粒鍵合連接至第二介質(zhì)層之上。

6、隨后，增加溫度，在第二溫度與第二壓力的條件下，向藍(lán)光芯粒、綠光芯粒與紅光芯粒施加壓力，以使第二介質(zhì)層鍵合到第一介質(zhì)層之上。

7、隨后，逐步降低溫度，在第三溫度與第二壓力的條件下，向藍(lán)光芯粒、綠光芯粒與紅光芯粒施加壓力以使第一介質(zhì)層之上鍵合到基板封裝區(qū)之上。

8、對(duì)鍵合后暴露于藍(lán)光芯粒、綠光芯粒與紅光芯粒以外的鍵合介質(zhì)進(jìn)行減薄處理使初始厚度減薄至目標(biāo)厚度，以使鍵合介質(zhì)的厚度等于封裝區(qū)的深度，得到RGB顯示模組。

說明：

1、第三溫度＜第一溫度＜第二溫度，第一壓力＜第二壓力。

2、第一溫度為300℃—350℃、第二溫度為600℃—700℃、第三溫度為100℃—150℃；逐漸降低第二溫度至第三溫度的降溫速率為90℃/min；

3、第一壓力為10000kg，第二壓力為15000kg。

四、有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的有益效果在于：穩(wěn)固連接，過程簡(jiǎn)單，提升鍵合效率，鍵合介質(zhì)與基板的非封裝區(qū)處于同一水平面，表面更為美觀。