超薄超小芯片封装工艺及装片工艺的制作方法

1.本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种超薄超小芯片封装工艺及装片工艺。


背景技术：

2.芯片指内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分。近来年，芯片持续向更小的外型尺寸发展。
3.现有的封装技术的基本工艺流程包括硅片减薄、硅片切割、芯片装片、引线焊接、成形技术、去飞边毛刺、切筋成形等步骤。
4.其中，芯片装片是指将一个个的芯片利用粘合剂粘贴到封装基板上。在芯片封装过程中，硅片切割是将整片的硅片切割成一个个独立的芯片，为了避免硅片切割后的多个芯片散落，在切割前会将硅片粘贴在蓝膜上，这样一来，切割后的多个芯片就不会散落。在芯片装片前，就需要先将蓝膜上的芯片一个个的取下后再送往到封装基板上进行贴装。现有技术中，在拾取蓝膜上的芯片时，先利用顶针从蓝膜下方将需要拾取的芯片所在位置的蓝膜向上顶、同时蓝膜上方的真空吸嘴将芯片往上吸，实现芯片与蓝膜的脱离。
5.然而，现有技术的在装片过程中，由于芯片是粘贴在蓝膜上的，在往上吸芯片的时候，因蓝膜具备黏性，会出现芯片无法顺利从蓝膜上取下的情况，此时就需要重新对芯片进行分离后进行装片，导致装片效率低，从而降低封装效率。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种超薄超小芯片封装工艺及装片工艺，解决了现有芯片封装针对超薄超小芯片的封装效率低的技术问题。
8.(二)技术方案
9.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
10.第一方面，本发明提供一种超薄超小芯片封装工艺，包括以下步骤：
11.s1、将超薄超小目标芯片晶圆片减薄划片，得到若干单颗芯片；
12.s2、通过改进的橡胶吸嘴将若干所述单颗芯片放在装片机上，使用黏合物将单颗芯片装载到引线框架载体上并放入烤箱进行烘烤后冷却，得到集成芯片框架；其中，所述改进的橡胶吸嘴的头部采用抗沾污工艺处理，表面粗化；
13.s3、将所述集成芯片框架进行键合处理，得到键合芯片框架；
14.s4、对所述键合芯片框架进行塑封固化，得到塑封芯片框架；
15.s5、对所述塑封芯片框架进行电镀和切筋处理。
16.优选的，在对所述键合芯片框架进行塑封固化前，所述超薄超小芯片封装工艺还包括：
17.对键合芯片框架点覆晶胶再烘烤。
18.优选的，所述使用黏合物将单颗芯片装载到引线框架载体上并放入烤箱进行烘烤
后冷却，包括：
19.使用银浆作为黏合物，对单颗芯片进行点胶处理，将单颗芯片以矩阵的形式装载到引线框架载体上，再将装有芯片的引线框架放入烤箱并持续通入纯氮气，烘烤后取出自然冷却至室温。
20.优选的，所述将所述集成芯片框架进行键合处理，得到键合芯片框架，包括：
21.将所述集成芯片框架放置于装有包含25μm软铜线的封装基板的键合机上，使用bsob键合方式将单颗芯片和封装基板通过25μm软铜线连接起来，其中，所述单颗芯片设置焊点，所述封装基板设置植球点，使用25μm软铜线从植球点侧面引线将封装基板与单颗芯片连接，得到键合芯片框架。
22.优选的，对集成芯片框架进行键合前后，均需进行清洗处理。
23.优选的，所述对键合芯片框架进行塑封固化，得到塑封芯片框架，包括：
24.将键合芯片框架放置在模压机上进行塑封制得初始塑封芯片框架，将初始塑封芯片框架置入料框中，相邻两层的初始塑封芯片框架间放置耐高温钢化玻璃，并在顶层放置配重块，随后将料框置入烤箱进行烘烤，得到塑封芯片框架。
25.优选的，所述单颗芯片的尺寸为290μm*210μm*100μm。
26.第二方面，本发明提供一种超薄超小芯片装片工艺，通过头部采用抗沾污工艺处理后的橡胶吸嘴将单颗芯片放在装片机上，所述橡胶吸嘴的头部表面粗化。
27.优选的，所述单颗芯片的尺寸为290μm*210μm*100μm。
28.(三)有益效果
29.本发明提供了一种超薄超小芯片封装工艺及装片工艺。与现有技术相比，具备以下有益效果：
30.本发明提供的超薄超小芯片封装工艺及装片工艺，在装片工序使用头部采用抗沾污工艺处理的橡胶吸嘴；橡胶吸嘴表面通过粗化处理，更易超薄超小作业，提升吸嘴对待封装芯片的吸附力，降低在装片过程中芯片无法顺利从蓝膜上取下的概率，从而提升超薄超小芯片的封装效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例中超薄超小芯片封装工艺的流程图；
33.图2为本发明实施例中的方形橡胶吸嘴的头部示意图。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本技术实施例通过提供一种超薄超小芯片封装工艺，解决了现有芯片封装针对超薄超小芯片的封装效率低的技术问题，实现提升吸嘴对待封装芯片的吸附力，降低在装片过程中芯片无法顺利从蓝膜上取下的概率，从而提升超薄超小芯片的封装效率。
36.本技术实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
37.在芯片装片过程中，偶尔会因蓝膜的黏性和吸嘴的吸附力过小，存在芯片无法顺利从蓝膜上取下的情况。本发明实施例针对传统封装装片进行工艺优化，采用特殊硬化处理的橡胶吸嘴，提升吸嘴对待封装芯片的吸附力，降低在装片过程中芯片无法顺利从蓝膜上取下的概率，从而提升超薄超小芯片的封装效率。同时，对封装过程中的点胶工艺、焊接工艺进行优化，在固晶设备上同时实现多颗超薄超小芯片装片，进一步提升封装效率。
38.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
39.本发明实施例提供一种超薄超小芯片封装工艺，如图1所示，包括：
40.s1、将超薄超小目标芯片晶圆片减薄划片，得到若干单颗芯片；
41.s2、通过改进的橡胶吸嘴将单颗芯片放在装片机上，使用黏合物将单颗芯片装载到引线框架载体上并放入烤箱进行烘烤后冷却，得到集成芯片框架；其中，所述改进的橡胶吸嘴的头部采用抗沾污特殊工艺处理，表面粗化；
42.s3、将集成芯片框架进行键合处理，得到键合芯片框架；
43.s4、对键合芯片框架进行塑封固化，得到塑封芯片框架；
44.s5、对塑封芯片框架进行电镀和切筋处理。
45.本发明实施例提供的超薄超小芯片封装工艺，在装片工序使用头部采用抗沾污特殊工艺处理的橡胶方形吸嘴；橡胶方形吸嘴表面通过粗化处理，更易超薄超小作业，提升吸嘴对待封装芯片的吸附力，降低在装片过程中芯片无法顺利从蓝膜上取下的概率，从而提升超薄超小芯片的封装效率。
46.下面对各个步骤进行详细描述：
47.在步骤s1中，将超薄超小目标芯片晶圆片减薄划片，得到若干单颗芯片。具体实施过程如下：
48.将超薄超小目标芯片晶圆片通过研磨机减薄到100μm的厚度，将研磨后的硅片粘贴在蓝膜上，再通过划片机将晶圆片切割成若干单颗芯片备用，在本发明实施例中，单芯尺寸290μm*210μm*100μm。
49.在步骤s2中，通过改进的橡胶吸嘴将单颗芯片放在装片机上，使用黏合物将单颗芯片装载到引线框架载体上并放入烤箱进行烘烤后冷却，得到集成芯片框架。具体实施过程如下：
50.通过改进的方形橡胶吸嘴将单颗芯片放在装片机上，使用银浆作为黏合物，将单颗芯片以矩阵的形式装载到引线框架载体上，然后进行点胶处理，再将装有芯片的引线框架放入烤箱并持续通入纯氮气，烘烤2.5h后取出自然冷却至室温。
51.需要说明的是，本发明实施例中采用表面粗化抗沾污处理的方形橡胶吸嘴吸附单颗芯片，将单颗芯片从蓝膜上取下芯片，转送到装片机上。方形橡胶吸嘴的头部的如图2所示。
52.同时，在该步骤中，优化点胶工艺，减少焊头上抬时间由原來的18ms降到12ms，范
围10～20ms，降低点胶断尾高度由原来的800μm降到550μm，范围500～1000μm，实现更高速度更稳定的点胶效果；
53.优化吸取芯片工艺，降低吸取延时时间，由原来的50ms降到30ms，范围25～60ms，降低焊接时间由原来的30ms降到20ms，范围20～40ms，提升芯片吸嘴效率；
54.同时为了减小与橡胶吸嘴相连的焊头压力，焊头的力度由原来的70g减小至60g，范围60～100g，减少焊头下压高度，由原来的的30μm降至10μm，范围0～30μm，获得更快，更稳定的焊接效果。
55.在步骤s3中，将集成芯片框架进行键合处理，得到键合芯片框架。具体实施过程如下：
56.集成芯片框架放置于装有包含25μm软铜线的封装基板的键合机上，使用bsob键合方式将单颗芯片和封装基板通过25μm软铜线连接起来，所述单颗芯片设置焊点，所述封装基板设置植球点，使用25μm软铜线从植球点侧面引线将封装基板与单颗芯片连接，得到键合芯片框架。
57.需要说明的是，在对集成芯片框架进行键合处理前后，都需要进行清洗处理，在键合处理前，将集成芯片框架放入等离子清洗机进行自动清洗30～35min。在键合处理后，将键合芯片框架放入等离子清洗机进行自动清洗30～35min，提升产品更高的可靠性。
58.在步骤s4中，对键合芯片框架进行塑封固化，得到塑封芯片框架。具体实施过程如下：
59.将清洗后的键合芯片框架放置在模压机上进行塑封制得初始塑封芯片框架，再将初始塑封芯片框架置入料框中，相邻两层的初始塑封芯片框架间放置耐高温钢化玻璃，并在顶层放置配重块，随后将料框置入烤箱进行烘烤6～6.5h，得到塑封芯片框架。在本发明实施例中，烤箱温度设置为175℃，所述耐高温钢化玻璃的厚度为10mm。
60.需要说明的是，在现有技术中，芯片(特别是霍尔器件)键合后后直接塑封的话，应力大，高氏值偏高影响电性能。为解决这一问题，本发明实施例在对清洗后的键合芯片框架进行塑封固化前，还包括一道点覆晶胶再烘烤工艺，通过该工艺可以很好解决塑封的应力释放，提升封装产品的可靠性。
61.在步骤s5中，对塑封芯片框架进行电镀和切筋处理，具体实施过程如下：
62.将塑封芯片框架进行电镀锡处理，再将电镀锡处理后的塑封芯片框架放置于烤箱进行烘烤3～3.5h，得到电镀锡芯片框架，在本发明实施例中，烤箱温度设置为150℃。
63.将电镀锡芯片框架放入专用切筋成型设备制得成品。
64.本发明实施例还提供一种超薄超小芯片装片工艺，包括：通过头部采用抗沾污特殊工艺处理后的方形橡胶吸嘴将单颗芯片放在装片机上。
65.综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
66.1、本发明实施例提供的超薄超小芯片封装工艺，在装片工序使用头部采用抗沾污特殊工艺处理的橡胶方形吸嘴；橡胶方形吸嘴表面通过粗化处理，更易超薄超小作业，提升吸嘴对待封装芯片的吸附力，降低在装片过程中芯片无法顺利从蓝膜上取下的概率，从而提升超薄超小芯片的封装效率。
67.2、本发明实施例在点胶过程中，焊头上抬时间由原來的18ms降到12ms，范围10～20ms，减少焊头上抬时间；点胶断尾高度由原来的800μm降到550μm，范围500～1000μm，降低
点胶断尾高度；实现更高速度更稳定的点胶效果。
68.3、在键合处理后，将键合芯片框架放入等离子清洗机进行自动清洗，提升产品更高的可靠性。
69.4、本发明实施例在对清洗后的键合芯片框架进行塑封固化前，还包括一道点覆晶胶再烘烤工艺，通过该工艺可以很好解决塑封的应力释放，提升封装产品的可靠性。
70.5、本发明实施例将单颗芯片以矩阵的形式装载到引线框架载体上，实现多芯片一次性先后装片，一次烘烤，提升封装效率。
71.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
72.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。