樂天使微電子2023年專利一介紹

一種半導體封裝方法說明書

一、技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，具體涉及一種半導體封裝方法。

二、背景技術

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

現有技術中，芯粒與基板通常采用鍵合工藝實現連接，在鍵合之前，需要在基板上朝向芯粒一側的表面以及芯粒上朝向基板一側的表面分別沉積鍵合介質，再將芯粒放置于基板之上，以在預設條件下執行鍵合工藝實現芯粒與基板的鍵合連接。

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

三、發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種半導體封裝方法，以解決此問題。封裝方法可將藍光芯粒、綠光芯粒、紅光芯粒按照預設排布規則連接至基板上，以得到RGB顯示模組。封裝方法包括以下步驟：

1、獲取基板的幾何數據，根據基板的幾何數據劃定基板的封裝區與非封裝區。

2、對基板進行離子注入以在封裝區內形成截止層。其中，對基板進行離子注入包括N次離子注入，每次注入能量均相等，其中包括碳離子。此步驟具體細分為：

（1）將基板放置于離子注入機的機臺之上，控制基板進行轉動；

（2）在基板的轉動過程中，對基板依次進行N次離子注入，直至基板內的離子濃度到達離子濃度預設值后，基于基板內注入的離子組分而形成截止層；

（3）在對基板進行離子注入時，首次注入的劑量為離子濃度預設值的一半，首次離子注入時基板的轉動速度為第一轉動速度，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，剩余次數的轉動速度均為第二轉動速度。第二轉動速度大于第一轉動速度。

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

（1）根據基板的幾何數據，在基板的第一表面覆蓋能夠暴露出封裝區的表面的耐酸防護膜；

（2）采用化學機械研磨工藝對封裝區的表面進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）對基板進行凈化處理，并對基板進行干燥處理；

（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，其中，鍵合介質為Al₂O₃；

（5）將耐酸防護膜去除，以去除沉積于耐酸防護膜之上的鍵合介質。

4、將藍光芯粒、綠光芯粒與紅光芯粒按照預設排布規則布置于封裝區之上，且與第二介質層接觸。

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

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

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

8、對鍵合后暴露于藍光芯粒、綠光芯粒與紅光芯粒以外的鍵合介質進行減薄處理使初始厚度減薄至目標厚度，以使鍵合介質的厚度等于封裝區的深度，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

與現有技術相比，采用本發明的有益效果在于：穩固連接，過程簡單，提升鍵合效率，鍵合介質與基板的非封裝區處于同一水平面，表面更為美觀。