CN102184872A - 半导体封装的粘片工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体封装的粘片工艺，所述半导体封装的粘片工艺包括以下步骤：a)刷胶：提供一晶圆，其具有正面和背面，所述晶圆背面为裸硅面，在所述晶圆背面上涂覆有一层接合胶；b)切割：对涂覆有接合胶的晶圆进行切割，以形成多颗彼此分离的芯片；c)粘合：将分离后的芯片粘有接合胶的一面与基板粘合。本发明的半导体封装的粘片工艺采用对整片晶圆背面直接涂敷胶层，然后将晶圆切割为单颗芯片，其省去了在基板上一颗颗点胶的耗时耗力，工艺更加简单，且可操作性强，极大地提高了生产效率。

Description

半导体封装的粘片工艺

技术领域

本发明有关于一种粘片工艺，特别有关于一种半导体封装的粘片工艺。

背景技术

半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。如图1所示，现有半导体封装工艺的流程步骤为：1)在晶圆的背面贴上胶带层；2)将大尺寸晶圆切割成单颗芯片单元；3)在基板上一颗颗涂敷环氧树脂胶；4)将切割好的芯片单元一颗颗置于涂好胶的基板上；5)经过烘烤后芯片与基板粘合起来；6)进行半导体封装的常规流程作业。该半导体封装的常规流程作业包括：将芯片上的微小焊垫与基板上设计好的引脚通过引线键合技术相连接，完成电气互连；用包覆材料将打好线的封装体塑封起来，只露出外引脚部分，以保护芯片不受外界压力、温度、湿度等影响，便于与其它器件连接；在产品上打印标识；对产品进行机械切割，即将塑封后的整条基板切割成封装单元；最后将封装好的产品逐颗放进包装材料并出货。

上述现有半导体封装工艺中的粘片工艺是采用先切割再粘合方式，即先将晶圆上连接在一起的芯片切割成一颗颗彼此分离的单颗芯片单元，然后在基板的若干单元上依次涂敷胶层，再利用键合机将晶圆上已分离的芯片单元逐颗吸取到已涂敷胶层的基板上。由于要一颗颗点胶，一颗颗吸取，使得现有粘片工艺的生产时间较长，生产效率较低，且点胶工艺使得胶层不均，常会引起芯片不平整。

另外，现有的半导体封装工艺多用于封装大小为3mm*4mm*1mm的常规半导体封装产品，随着半导体封装产品向微型化的趋势发展，市场上已出现大小为0.6mm*0.3mm*0.3mm的微型化封装体，由于该产品极其微小，需要的粘合胶也要非常薄，因此要严格控制点胶量，以避免芯片与基板粘合后的溢胶问题，这就对现有封装技术无论从材料性能、机器精度、工艺参数控制、工艺稳定性和重复性上均提出了极大的挑战，现有工艺技术已无法封装如此微小的产品，其粘片工艺已不能满足对小体积封装体的封装要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体封装的粘片工艺，该粘片工艺采用对整片晶圆背面直接涂敷胶层，然后将晶圆切割为单颗芯片，其省去了在基板上一颗颗点胶的耗时耗力，工艺更加简单，且可操作性强，极大地提高了生产效率。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种半导体封装的粘片工艺，所述半导体封装的粘片工艺包括以下步骤：

a)刷胶：提供一晶圆，其具有正面和背面，所述晶圆背面为裸硅面，在所述晶圆背面上涂覆有一层接合胶；

b)切割：对涂覆有接合胶的晶圆进行切割，以形成多颗彼此分离的芯片；

c)粘合：将分离后的芯片粘有接合胶的一面粘贴在基板上。

在优选的实施方式中，所述步骤a包括利用印刷治具对所述晶圆背面进行涂胶，所述印刷治具上设有刷胶区，所述刷胶区与所述晶圆的背面相对，所述接合胶通过所述刷胶区被涂覆至所述晶圆的背面。

在优选的实施方式中，所述印刷治具为网板，所述刷胶区为所述网板上的一个圆形区域，所述刷胶区的面积小于所述晶圆的面积，所述网板除所述圆形区域以外的部分通过胶层密封覆盖。

在优选的实施方式中，所述印刷治具为钢板，所述刷胶区为开设在所述钢板上的圆形通孔，所述刷胶区的面积小于所述晶圆的面积。

在优选的实施方式中，在所述步骤a之前还包括晶圆减薄步骤：对晶圆背面进行研磨，研磨后晶圆厚度为75～300μm。

在优选的实施方式中，在所述步骤a和所述步骤b之间还包括步骤a1：在所述晶圆背面涂覆的接合胶上粘贴胶带层。

在优选的实施方式中，在所述步骤a与所述步骤a1之间还包括半固化步骤：将印刷好接合胶的晶圆进行烘烤，使接合胶半固化。

在优选的实施方式中，在所述步骤c之后还包括加热步骤：对粘有芯片的基板进行加热，使半固化的接合胶软化，所述芯片与基板粘合。

在优选的实施方式中，所述接合胶的胶层厚度为0.05～0.5mm。

在优选的实施方式中，所述接合胶为导电性胶或非导电性胶。

本发明的半导体封装的粘片工艺的特点及优点是：

一、本发明的半导体封装的粘片工艺，主要是在晶圆进行切割前，先在晶圆的背面涂敷一层接合胶，然后对涂有胶层的晶圆进行切割，以形成单颗芯片，之后再将粘有胶层的单颗芯片粘在基板上。由于本发明的粘片工艺是使胶层一次性成形于芯片背面，省去了在基板上一颗颗点胶的耗时耗力，极大地提高了生产效率，并且其所需的机器少，工艺简单，可操作性强。

二、本发明的半导体封装的粘片工艺，由于利用印刷机台配合印刷治具对晶圆背面进行刷胶，因此刷胶的胶层厚度可在原有技术的基础上进一步减薄，使得封装更薄更小的芯片成为可能，其更加适用于超微型产品的封装，并可最大限度的控制制造成本。另外，一次性刷胶胶层厚度均匀，芯片的平整度更好，产品品质更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。

图1为现有技术的半导体封装的粘片工艺的流程示意图；

图2为本发明的半导体封装的粘片工艺的流程示意图；

图3为本发明的晶圆立体图；

图4为本发明的印刷机台立体图；

图5为本发明的配有印刷治具的印刷机台立体图；

图6为本发明的刷有接合胶的晶圆示意图；

图7为本发明的晶圆进行烘烤的示意图；

图8为本发明的晶圆进行切割的示意图；

图9为本发明的晶圆切割成单颗芯片并将芯片放置在基板上的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2-9所示，本发明的半导体封装的粘片工艺包括以下步骤：a)刷胶：提供一晶圆1，其具有正面11和背面12，所述晶圆背面12为裸硅面，在所述晶圆背面12上涂覆有一层接合胶2；b)切割：对涂覆有接合胶2的晶圆1进行切割，以形成多颗彼此分离的芯片13；c)粘合：将分离后的芯片13粘有接合胶2的一面粘贴在基板3上。

具体是，晶圆1的正面11设有线路层及器件区，其背面12为裸硅面，接合胶2涂覆在晶圆1的裸硅面上；待晶圆1背面涂覆接合胶2后，对晶圆1进行切割处理；之后，将切割后的芯片13粘贴在基板3上，完成半导体封装产品的粘片工艺，最后进行半导体封装的常规流程作业，即将芯片13上的微小焊垫与基板3上设计好的引脚通过引线键合技术相连接，完成电气互连；用包覆材料将打好线的封装体塑封起来，只露出外引脚部分，以保护芯片13不受外界压力、温度、湿度等影响，便于与其它器件连接；在产品上打印标识；对产品进行机械切割，即将塑封后的整条基板3切割成封装单元；最后将封装好的产品逐颗放进包装材料并出货。

本发明的半导体封装的粘片工艺，主要是在晶圆1进行切割前，先在晶圆1的背面12涂敷一层接合胶2，然后对涂有胶层的晶圆1进行切割，以形成单颗芯片13，之后再将粘有胶层的单颗芯片13粘在基板3上。由于本发明的粘片工艺是使胶层一次性成形于芯片13背面，省去了在基板3上一颗颗点胶的耗时耗力，极大地提高了生产效率，并且其所需的机器少，工艺简单，可操作性强。

根据本发明的一个实施方式，所述步骤a包括利用印刷治具4对所述晶圆背面12进行涂胶，所述印刷治具4上设有刷胶区41，所述刷胶区41与所述晶圆1的背面12相对，所述接合胶2通过所述刷胶区41被涂覆至所述晶圆1的背面12。

具体是，如图4-6所示，将晶圆1放置在印刷机台5的工作平台51上，保持其背面12朝上，正面11朝下，同时将印刷治具4卡设在印刷机台5的卡槽52中，并位于晶圆1的上方，利用印刷机台5进行印刷治具4与晶圆的对位，使得印刷治具4的刷胶区41恰好对准晶圆1的背面12。在刷胶时，首先在印刷治具4上，靠近刷胶区41的适当位置处放置接合胶2，利用印刷机台5的刮刀53将接合胶2从印刷治具4的刷胶区41的一端刮到另一端，从而接合胶2透过刷胶区41而被涂覆在晶圆背面12上。

本发明的半导体封装的粘片工艺，由于利用印刷机台5配合印刷治具4对晶圆背面12进行刷胶，因此刷胶的胶层厚度可在原有技术的基础上进一步减薄，使得封装更薄更小的芯片13成为可能，其更加适用于超微型产品的封装，并可最大限度的控制制造成本。另外，一次性刷胶胶层厚度均匀，芯片13的平整度更好，产品品质更加稳定。

根据本发明的一个实施方式，所述印刷治具4为网板，所述刷胶区41为所述网板上的一个圆形区域，所述刷胶区41的面积小于所述晶圆1的面积，所述网板除所述圆形区域以外的部分通过胶层密封覆盖。

具体是，网板整体呈方形，具有一定的厚度，其由多个方向交错的丝网密布而成，丝网具有一定密度，从而形成微细孔；圆形区域形成在网板的中部，接合胶2可透过圆形区域的微细孔渗入至晶圆背面12；网板上除圆形区域以外的部分用胶层密封覆盖住，因此接合胶2仅能通过圆形区域渗出网板。另外，圆形区域的面积设计成小于晶圆1面积，主要是因为在晶圆1边缘大致2～5mm的区域为无效区域，为防止刷胶过多导致后续作业中溢胶的问题，晶圆边缘2～5mm的范围内不刷胶。

在另外的实施方式中，所述印刷治具4可为钢板，所述刷胶区41为开设在所述钢板上的圆形通孔，所述刷胶区41的面积小于所述晶圆1的面积。具体是，钢板大体呈方形，具有一定的厚度，圆形通孔开设在钢板的中部位置，接合胶2通过该圆形通孔渗出钢板而被涂覆在晶圆背面12上。

根据本发明的一个实施方式，在所述步骤a之前还包括晶圆1减薄步骤：对晶圆背面12进行研磨，研磨后晶圆1厚度为75～300μm。对晶圆1进行减薄的处理，主要是因为晶圆1在最初的加工过程中，通常制造的较厚，在进行半导体封装中需要将其磨薄以达到封装后体积的轻薄短小，因此对晶圆背面12进行研磨，以磨掉多余的硅。

根据本发明的一个实施方式，在所述步骤a和所述步骤b之间还包括步骤a1：在所述晶圆背面12涂覆的接合胶2上粘贴胶带层6。具体是，如图8、9所示，在对晶圆1切割时，使切割刀片7正对晶圆1的正面11进行切割，该胶带层6在切割时不会被切穿，其目的是使晶圆1在切割后，彼此分离的多颗芯片13都粘附在胶带层6上，便于一一拿取，防止各芯片13散落。晶圆1在切割完毕后，再利用键合机从晶圆1正面11将涂覆有接合胶2的芯片13逐颗吸到基板3上。

根据本发明的一个实施方式，在所述步骤a与所述步骤a1之间还包括半固化步骤：将印刷好接合胶2的晶圆1进行烘烤，使接合胶2半固化。具体是，如图7所示，利用烘烤机对晶圆1进行烘烤，胶层半固化的温度为110℃～130℃，时间为1小时～2小时。

进一步的，在所述步骤c之后还包括加热步骤：对粘有芯片13的基板3进行加热，使半固化的接合胶2软化，所述芯片13与基板3粘合。具体是，利用粘合机对基板3进行升温，在芯片13粘贴在基板3上后，芯片13上半固化的接合胶胶层因受热而软化并与基板3粘合，这样可使芯片13与基板3粘接的更好。

根据本发明的一个实施方式，所述接合胶2的胶层厚度为0.05～0.5mm。具体是，涂覆在晶圆1背面12的接合胶2，可根据实际需要，进行一次刷胶工艺，或可进行多次刷胶工艺，以满足不同的封装要求。

根据本发明的一个实施方式，所述接合胶2为导电性胶或非导电性胶。其中，非导电性胶可为环氧树脂(Epoxy)、聚酰亚胺(Polyimide)，导电性胶可为异方性导电膏(主要由树脂黏著剂和导电粒子两大部分组成)。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种半导体封装的粘片工艺，其特征在于，所述半导体封装的粘片工艺包括以下步骤：

a)刷胶：提供一晶圆，其具有正面和背面，所述晶圆背面为裸硅面，在所述晶圆背面上涂覆有一层接合胶；

b)切割：对涂覆有接合胶的晶圆进行切割，以形成多颗彼此分离的芯片；

c)粘合：将分离后的芯片粘有接合胶的一面粘贴在基板上。

2.如权利要求1所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，所述步骤a包括利用印刷治具对所述晶圆背面进行涂胶，所述印刷治具上设有刷胶区，所述刷胶区与所述晶圆的背面相对，所述接合胶通过所述刷胶区被涂覆至所述晶圆的背面。

3.如权利要求2所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，所述印刷治具为网板，所述刷胶区为所述网板上的一个圆形区域，所述刷胶区的面积小于所述晶圆的面积，所述网板除所述圆形区域以外的部分通过胶层密封覆盖。

4.如权利要求2所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，所述印刷治具为钢板，所述刷胶区为开设在所述钢板上的圆形通孔，所述刷胶区的面积小于所述晶圆的面积。

5.如权利要求1所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，在所述步骤a之前还包括晶圆减薄步骤：对晶圆背面进行研磨，研磨后晶圆厚度为75～300μm。

6.如权利要求1所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，在所述步骤a和所述步骤b之间还包括步骤a1：在所述晶圆背面涂覆的接合胶上粘贴胶带层。

7.如权利要求6所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，在所述步骤a与所述步骤a1之间还包括半固化步骤：将印刷好接合胶的晶圆进行烘烤，使接合胶半固化。

8.如权利要求7所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，在所述步骤c之后还包括加热步骤：对粘有芯片的基板进行加热，使半固化的接合胶软化，所述芯片与基板粘合。

9.如权利要求1所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，所述接合胶的胶层厚度为0.05～0.5mm。

10.如权利要求1所述的半导体封装的粘片工艺，其特征在于，所述接合胶为导电性胶或非导电性胶。

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