一种半导体芯片高温承载治具及其加工工艺的制作方法

本发明涉及半导体芯片治具铸造技术领域，特别是涉及一种半导体芯片高温承载治具及其加工工艺。

背景技术：

传统半导体芯片的承载治具是耐高温板材通过印刷或模压的方式在表面增加一层耐高温粘合层，粘合层提供了一定的粘力用以将承载物固定在治具表面，这种方式形成的结合力非常好，但是同样智能单张加工，且每一次更换承载物都需要重新进行粘合层的布置，导致成本高、产能低，且高温粘合层粘性不可控，经常会发生材料与承载治具粘合力过强无法顺利取出的问题。

技术实现要素：

本发明主要解决的是进行半导体芯片制作时，由于粘合层不便捷导致治具固定只能单张制作半导体芯片的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种半导体芯片高温承载治具的加工工艺，包括以下步骤：

制作耐高温胶层：将聚酰亚胺膜的双面进行差异性涂胶；

耐高温基板钻孔：取耐高温基板并对耐高温基板钻孔；

胶体贴合：将所述聚酰亚胺膜与所述耐高温基板贴合，得到半成品治具；

脱泡处理：将所述半成品治具执行脱泡处理操作。

进一步，所述制作耐高温胶层的步骤进一步包括：

贴附离型膜：将差异性涂胶完成的所述聚酰亚胺膜贴附离型膜；

模切冲型：将贴附离型膜后的所述聚酰亚胺膜贴进行模切冲型，打出第一排气结构及第一定位结构，得到耐高温胶层。

进一步，所述耐高温基板钻孔的步骤进一步包括：

在所述耐高温基板上打出与所述第一排气结构及所述第一定位结构匹配的第二排气结构和第二定位结构。

进一步，所述差异性涂胶的步骤进一步包括：

将所述聚酰亚胺膜的一面涂胶为高粘层，另一面涂胶为低粘层；

所述高粘层的厚度均大于所述聚酰亚胺膜及所述低粘层的厚度；

所述高粘层的粘性大于所述低粘层的粘性。

进一步，所述脱泡处理的步骤进一步包括：

将所述半成品治具放入真空脱泡箱内；

设定所述真空脱泡箱压强为5-8mpa；

设定所述真空脱泡箱温度为40-60摄氏度；

将所述半成品治具脱泡10-20分钟。

进一步，所述胶体贴合的步骤进一步包括：

根据所述第一定位结构及所述第二定位结构将所述耐高温胶层与所述耐高温基板贴合；

将所述高粘层的离型膜撕掉，贴附所述耐高温基板，并保留所述低粘层的离型膜。

进一步，所述差异性涂胶的步骤进一步包括：

使用卷对卷辊涂方式执行差异性涂胶；

当涂胶完成后，将所述耐高温胶层于180℃下固化30-50分钟；

当固化完成后，贴附所述离型膜。

进一步，所述第一排气结构及所述第二排气结构呈阵列式排布。

本发明提供一种半导体芯片高温承载治具，包括：耐高温基板（10）、耐高温胶层、第二定位结构（41）及第二排气结构（42）；

所述耐高温胶层包括聚酰亚胺膜（22）及设于聚酰亚胺膜（22）两面的高粘层（21）及低粘层（23）；

所述耐高温胶层上开设有第一定位结构（31）和第一排气结构（32）；

所述耐高温基板（10）开设有第二定位结构（41）和第二排气结构（42）；

所述耐高温基板（10）通过所述高粘层（21）与所述聚酰亚胺膜（22）连接。

进一步，所述第一排气结构（32）的面积不小于所述耐高温胶层面积的10%；

所述第二排气结构（42）的面积不小于所述耐高温基板（10）面积的10%；

所述耐高温基板（10）材质为fr4，厚度为0.5-2mm。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的半导体芯片高温承载治具的加工工艺，可以实现制作完成的产品即使在回流焊高温180～200℃情况下，治具也不会发生翘曲、变形、鼓泡等问题。

2、本发明所述的半导体芯片高温承载治具，可以实现用户在治具表面放置产品，加工完成后，治具表面仍保持稳定的合适的粘性，既能防止产品在运输过程中掉落、移位，又能便于产品加工后机械手轻松移除，治具还可以重复使用高达50次以上，有效降低了重复利用的成本，同时治具表面如果产生赃物或者胶面破坏，依旧可以将胶带拆除后重新贴合使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1是本发明实施例1所述的半导体芯片高温承载治具的加工工艺的示意图；

图2是本发明实施例2所述的半导体芯片高温承载治具的侧视图；

图3是本发明实施例2所述的半导体芯片高温承载治具的主视图。

其中；10、耐高温基板；21、高粘层；22、聚酰亚胺膜；23、低粘层；31、第一定位结构；32、第一排气结构；41、第二定位结构、42第二排气结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

需要说明的是，在本发明的描述中，在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本发明一种半导体芯片高温承载治具的加工工艺，请参阅图1，包括以下步骤：

s100、制作耐高温胶层；

将聚酰亚胺膜进行双面涂胶，该聚酰亚胺膜厚度为15um-50-um，将聚酰亚胺膜涂胶完成后贴附离型膜，制得耐高温胶层，进一步包括：

为了保证聚酰亚胺膜两侧的胶体粘性不同，所以要进行差异性挂胶，设聚酰亚胺膜的一侧为高粘层，另一侧为低粘层，本实施例采取将聚酰亚胺膜竖直放置，两个压力辊在聚酰亚胺膜的垂直线上进行滚动，每一个压力辊上都有设有一种胶桶，为了方便描述，将两种胶桶命名为第一胶桶及第二胶桶，第一胶桶对聚酰亚胺膜进行涂胶，为了方便描述，将第一胶桶所涂胶的面命名为高粘层，将第二胶桶所涂胶的面命名为低粘层，在本发明中，高粘层的粘性范围为500-1500gf/25mm，低粘层的粘性范围为5-30gf/25mm，区分高粘层以及低粘层，是为了便于治具的多次固定半导体芯片。

当压力辊涂胶的同时，涂满胶水的聚酰亚胺膜进入烘干箱，烘干箱温度为180℃，烘干箱对胶水进行烘干，烘干时间为30-50分钟，通过这种方式防止胶水泄露，损耗流水线，同时当胶水固化冷却完成后，对涂满胶水的聚酰亚胺膜贴附离型膜，并将贴附离型膜的聚酰亚胺膜输送出，通过上述方式，即可制得耐高温胶层。

s200、模切冲型；

将耐高温胶层模切冲型出第一排气结构及第一定位结构，其步骤进一步包括：

为了进一步保障耐高温胶层的耐热性，本实施例提出一种解决方法，将耐高温胶层输送到模切机进行模切冲型，将耐高温胶层打出阵列式排布的第一排气结构，第一排气结构为多边形结构，且贯穿整个耐高温胶层，并且第一排气结构为排气孔型设计，排气孔的孔径大小小于半导体芯片的直径大小，防止半导体芯片调入排气孔，因耐高温胶层需要布置于耐高温基板上，所以耐高温胶层上的第一排气结构需要与耐高温基板的第二排气结构匹配，为了保障耐热高温胶层与耐高温基板准确匹配，耐热高温胶层表面还设有第一定位结构。

s300、耐高温基板钻孔；

将耐高温基板的表面进行钻孔，设置与耐高温胶层相匹配的阵列式排布的第二排气结构，为了更加优化实施例，该钻孔方式选择激光打孔或者cnc钻孔方式设置第二定位结构。

通过耐高温基板的第二定位结构的定位孔与耐高温胶体的第一定位结构的定位孔进行准确对位贴合，从而保证排气结构能够准确套贴，不会发生偏移以至于堵塞其中的排气结构。

s400、胶体贴合；

通过定第一位结构及第二定位结构将耐热高温胶层的高粘层与耐高温基板贴合，该道工艺一定要严格的按照定位结构进行贴合，该道工艺是保证耐高温基板及耐高温胶层重叠的关键，当需要贴合时，将高粘层的离型膜撕掉并与耐高温基板贴合，而低粘层在用户使用时再撕掉，防止沾染灰尘，贴合后，耐热高温胶层的第一排气结构与耐高温基板的第一排气结构完全贴合，形成了贯穿整个治具的排气结构，并得到了半成品治具。

s500、脱泡处理；

因为在封装过程中，灌胶机胶水内的气泡会对封装质量产生严重的影响，所以需要进行脱泡处理，本实施例所采用的脱泡工艺的脱泡压力为5-8mpa，脱泡10-20分钟，为了可以让胶体的流动性加强，气泡容易排出，可以将脱泡处理时的装置温度升高至40-60℃，通过上述方式可以将半成品治具的胶体内的气泡降至最低，接近于0，脱泡可以将胶体贴合步骤中引入的肉眼看不见的细小气泡去除，可以让胶体贴合更为紧密，防止半成品治具在高温使用时气泡脱出，影响使用，本实施例中采用将采用步骤s100-s400的半成品治具放入真空脱泡箱中进行脱泡处理，同样，还可以放入离心脱泡机中进行脱泡处理，即可得到完整的无泡耐高温的治具。

通过上述步骤，在将半导体芯片贴附在低粘层时，排气结构的正上方，即时将治具进行180-200℃的回流焊时，治具也不会出现翘曲、变形、鼓泡等问题，且通过低粘层的稳定的粘性，芯片无移位脱落，治具可以重复利用50次以上，降低了重复利用的成本，同时治具表面如果产生脏污或者胶层破坏，依旧可以将胶层拆除后重新贴合使用。

实施例2

本发明实施例提供一种半导体芯片高温承载治具，请参阅图2及图3，包括：耐高温基板10、耐高温胶层、第一定位结构31、第一排气结构32、第二定位结构41及第二排气结构42；

耐高温胶层包括聚酰亚胺膜22、高粘层21及低粘层23；

高粘层21及低粘层23的厚度为5-20um，高粘层21的粘性范围为500-1500gf/25mm，低粘层23的粘性范围为2-30gf/25mm。

耐高温基板10的材质为fr4，厚度为0.5-2mm。

聚酰亚胺膜22厚度为12um-50um。

耐高温胶层设有第一定位结构31及第一排气结构32，第一排气结构32为阵列式排气孔组成，第一定位结构31用于与耐高温基板10贴合时定位，使得与耐高温基板10贴合更精准。

耐高温基板10也设有第二定位结构41及第二排气结构42，耐高温基板10的第二排气结构的42的阵列式分布与耐高温胶体的第一排气结构32可以进行匹配。

耐高温基板10的第二排气结构42及耐高温胶层的第一排气结构32不小于其本身面积的10%。

耐高温基板10与高粘层21进行贴合，聚酰亚胺膜22分别与高粘层21及低粘层23连接。

当需要进行耐高温胶层与耐高温基板10贴合时，耐高温胶层的第一排气结构32与耐高温基板10的第二排气结构42形成贯穿整个治具的排气结构。

该耐热治具即使在180-200℃的回流焊情况下依然可以稳定、不变形、不起泡及不翘边。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。