A wafer-scale assembly apparatus for integrated circuits and a method for
forming the wafer-scale assembly are disclosed. A semiconductor wafer
including a plurality of circuits is provided with a plurality of metal
contact pads as electrical entry and exit ports. A first wafer-scale
patterned polymer film carrying solder balls for each of the contact pads
on the wafer is positioned opposite the wafer, and the wafer and the film
are aligned. The film is brought into contact with the wafer. Radiant
energy in the near infrared spectrum is applied to the backside of the
wafer, heating the wafer uniformly and rapidly without moving the
semiconductor wafer. Thermal energy is transferred through the wafer to
the surface of the wafer and into the solder balls, which reflow onto the
contact pads, while the thermal stretching of the polymer film is
mechanically compensated. The uniformity of the height of the liquid
solder balls is controlled either by mechanical stoppers or by the
precision linear motion of motors. After cooling, the solder balls
solidify and the first polymer film is removed. The process is repeated
for assembling sequentially a wafer-scale patterned interposer overlying
all of the solder balls and the wafer and contacting each solder ball with
a soldered joint, and a second wafer-scale patterned film carrying solder
balls contacting the interposer. In each process, the wafer is heated
uniformly and rapidly and without moving it, the alignment is maintained
during heating by mechanically compensating for the thermal stretching of
the polymer film, and the uniformity of the height of the liquid solder
balls is controlled by mechanical stoppers or position closed-loop linear
actuators. The second film is removed after cooling. Other embodiments are
also disclosed.
Μια συσκευή συνελεύσεων γκοφρέτα-κλίμακας για τα ολοκληρωμένα κυκλώματα και μια μέθοδο για τη συνέλευση γκοφρέτα-κλίμακας αποκαλύπτεται. Σε μια γκοφρέτα ημιαγωγών συμπεριλαμβανομένης μιας πολλαπλότητας των κυκλωμάτων παρέχεται μια πολλαπλότητα των μαξιλαριών επαφών μετάλλων ως ηλεκτρικοί λιμένες εισόδων και εξόδων. Σφαίρες μιας οι πρώτες διαμορφωμένες γκοφρέτα-κλίμακα πολυμερών ταινιών φέρνοντας ύλης συγκολλήσεως για κάθε ένα από τα μαξιλάρια επαφών στην γκοφρέτα τοποθετούνται απέναντι από την γκοφρέτα, και η γκοφρέτα και η ταινία ευθυγραμμίζονται. Η ταινία παρουσιάζεται στην επαφή με την γκοφρέτα. Η ακτινοβόλος ενέργεια στο κοντινό υπέρυθρο φάσμα εφαρμόζεται στην πίσω πλευρά της γκοφρέτας, θερμαίνοντας την γκοφρέτα ομοιόμορφα και γρήγορα χωρίς κίνηση της γκοφρέτας ημιαγωγών. Η θερμική ενέργεια μεταφέρεται μέσω της γκοφρέτας στην επιφάνεια της γκοφρέτας και στις σφαίρες ύλης συγκολλήσεως, τις οποίες η επανακυκλοφορία επάνω στην επαφή γεμίζει, ενώ το θερμικό τέντωμα της πολυμερούς ταινίας αντισταθμίζεται μηχανικά. Η ομοιομορφία του ύψους των υγρών σφαιρών ύλης συγκολλήσεως ελέγχεται είτε από τα μηχανικά πώματα είτε από τη γραμμική κίνηση ακρίβειας των μηχανών. Μετά από να δροσίσουν, οι σφαίρες ύλης συγκολλήσεως σταθεροποιούν και η πρώτη πολυμερής ταινία αφαιρείται. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται για να συγκεντρώσει διαδοχικά μια γκοφρέτα-κλίμακα που διαμορφώνεται interposer κάλυψη όλων των σφαιρών ύλης συγκολλήσεως και της γκοφρέτας και επαφή κάθε σφαίρας ύλης συγκολλήσεως με μια συγκολλημένη ένωση, και σφαίρες μιας τις δεύτερη διαμορφωμένες γκοφρέτα-κλίμακα ταινιών φέρνοντας ύλης συγκολλήσεως ερχόμενος σε επαφή με το interposer. Σε κάθε διαδικασία, η γκοφρέτα θερμαίνεται ομοιόμορφα και γρήγορα και χωρίς κίνηση του, η ευθυγράμμιση διατηρείται κατά τη διάρκεια της θέρμανσης με μηχανικά να αντισταθμίσει το θερμικό τέντωμα της πολυμερούς ταινίας, και η ομοιομορφία του ύψους των υγρών σφαιρών ύλης συγκολλήσεως ελέγχεται από τα μηχανικά πώματα ή τους γραμμικούς ενεργοποιητές κλειστών βρόγχων θέσης. Η δεύτερη ταινία αφαιρείται μετά από να δροσίσει. Αλλες ενσωματώσεις αποκαλύπτονται επίσης.
