CN104078367B - 一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，按下述工艺步骤制作：a、复合模版的设计及制作；b、凸点漏印；c、凸点烧结及表面清洗。本发明在丝网印刷技术工艺的基础上，用复合模版漏印技术，用芯片上的凸点代替传统封装的引出脚，能够在间距低至0.1mm，凸点区域0.2 mm的裸片上做出均匀一致的凸点，其排列密度很大，在Φ100圆片上，凸点数量都大于10000个，从而实现了用复合模版漏印技术制作肖特基二极管凸点。本工艺满足了凸点设计的技术要求，凸点成形规则、大小一致、光洁度好，使产品的体积极大的缩小，便于高端电子产品小型化。同时由于互连线长度极大缩短，使肖特基二极管正向势垒降低，实现组件高速化。
Description
技术领域
本发明涉及芯片级封装技术领域，特别是一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺。
背景技术
芯片级封装技术是目前国际上微电子封装技术研究中最前端的课题，由于其工艺制作难度大，国内还没有成熟的产品面市，产品全部依赖进口。目前凸点的制作方法大多采用金属球殖入法、真空镀膜、电镀及光刻的方法。上述方法由于投资强度大、工艺制作有较大的难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用复合模板漏印技术在晶圆片上制作凸点的一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，按下述工艺步骤制作：
a、复合模版的设计及制作：
采用多次光刻技术制作由不锈钢和胶膜组成的复合模板，按照肖特基芯片的结构不同，模板的参数有所不同：不锈钢层厚度0.1mm～0.3mm；漏印孔的直径0.2mm～0.5mm；乳胶层厚度0.05mm～0.1mm；制作过程如下：
第一步：按照圆片的尺寸及肖特基二极管芯片的尺寸设计掩膜版，并将设计掩膜版转换为铬版，以备光刻使用；
第二步：选取厚度0.1mm～0.3mm的不锈钢板，进行双面涂胶并烘干，以备光刻使用；
第三步：光刻：在双面光刻机上，将不锈钢板放在两块铬版的中间，位置对准后进行曝光，曝光时间30-40秒，曝光完成后进行腐蚀；
第四步：腐蚀：将光刻完成的不锈钢板装入腐蚀片盒，将腐蚀时间设定为60-180秒，温度设定为30℃，腐蚀片盒进入装有腐蚀液的腐蚀缸，腐蚀后形成漏印孔；
第五步：涂覆乳胶层，形成不锈钢与乳胶层紧密结合的复合模板，乳胶层厚度0.05mm～0.1mm，主要对芯片表面起保护作用，避免表面划伤而使产品漏电增大，同时可保证凸点形状的一致；
b、凸点漏印：
复合模板制作完成后，开始进行凸点漏印，使芯片表面形成锡浆料凸点，制作过程如下：
第一步：将复合模板粘贴在不锈钢网框上，将网框固定在精密丝网印刷机上；
第二步：将制作有肖特基二极管芯片的圆片放在印刷台面，并用真空吸牢，调整复合模版与圆片之间的间距为零，保证复合模版平整，受力均匀，将漏印孔与肖特基二极管芯片电极对准；
第三步：将锡浆料倒入不锈钢网框中，准备凸点漏印；
第四步：凸点漏印，在一定的刮板压力下，锡浆料将从漏印孔沉积到肖特基二极管电极上形成锡浆料凸点；
c、凸点烧结及表面清洗：
由于锡浆料凸点未烧结时，形状不稳定，不具备良好的导电性能，必须在在一定的温度下进行烧结，排掉浆料中的胶体及有机物，在表面张力的作用下，形成规则的锡凸点，制作过程如下：
第一步：凸点烧结，将有锡浆料凸点的圆片，水平放入真空烧结炉中烧结；
第二步：凸点表面清洗，烧结完成后的圆片在分析纯酒精中浸泡，浸泡完成后在去离子水中用超声清洗；
第三步：干燥，将清洗好的圆片放入充氮气的烘箱中，温度设定120℃，时间25min，产品干燥后取出检验，凸点制作完成。
优选的，形成的漏印孔直径为0.2mm～0.5mm。
优选的，锡浆料的粘度应为900 Kcps±50 Kcps。锡浆料粘度的调配：粘度太大，模版漏印孔容易堵塞，会出现圆片上局部没有浆料或浆料不足；粘度太小，会造成凸点之间相互连接，严重时会连成一片，最终粘度为900 Kcps±50 Kcps的浆料满足工艺要求。
优选的，真空烧结炉的烧结参数为：真空度为5×10-1Pa，最高温度为235℃±5℃，升温速率为25-26℃/min，恒温时间为2分钟。在真空烧结炉中设计最佳炉温加热曲线，正确的烧结温度和停留时间非常重要，温度太低或时间太短会造成浸润不够或凸点开路，温度太高或时间太长则会产生凸点成型不规则。所以最高烧结温度为235℃±5℃、时间为2分钟的参数下烧结的凸点成形规则、大小一致光洁度好、满足凸点设计的技术要求。
优选的，烧结后的圆片在分析纯酒精中浸泡10分钟后在去离子水中用超声清洗15分钟。
优选的，所述肖特基二极管芯片电极的形状为圆形或矩形。
本发明在丝网印刷技术工艺的基础上，用复合模版漏印技术，用芯片上的凸点代替传统封装的引出脚，能够在间距低至0.1mm，凸点区域0.2 mm的裸片上做出均匀一致的凸点，其排列密度很大，在Φ100圆片上，凸点数量都大于10000个，从而实现了用复合模版漏印技术制作肖特基二极管凸点。凸点成形规则、大小一致光洁度好，本工艺满足了凸点设计的技术要求，使产品的体积极大的缩小，便于高端电子产品小型化。同时由于互连线长度极大缩短，使肖特基二极管正向势垒降低，实现组件高速化，综合性能得到进一步提升。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1
一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，按下述工艺步骤制作：
a、复合模版的设计及制作：
第一步：圆片尺寸为Φ100mm，肖特基二极管芯片的电极形状为圆，一个芯片上有四个电极，按照圆片的尺寸及肖特基二极管芯片的尺寸将掩膜版设计为圆孔状，并将设计掩膜版转换为铬版， 以备光刻使用。
第二步：选取厚度0.1mm的不锈钢板，进行双面涂胶并烘干，以备光刻使用。
第三步：光刻：在双面光刻机上，将不锈钢板放在两块铬版的中间，位置对准后进行曝光，曝光时间为40秒，曝光完成后进行腐蚀。
第四步：腐蚀：将光刻完成的不锈钢板装入腐蚀片盒，将腐蚀时间设定为60秒，温度设定为30℃，腐蚀片盒进入装有腐蚀液的腐蚀缸，腐蚀后形成漏印孔，漏印孔的直径为0.2mm。
第五步：涂覆乳胶层，形成不锈钢与乳胶层紧密结合的复合模板，乳胶层厚度为0.1mm，主要对芯片表面起保护作用，避免表面划伤而使产品漏电增大，同时可保证凸点形状的一致。
b、凸点漏印：
复合模板制作完成后，开始进行凸点漏印，使芯片表面形成锡浆料凸点，制作过程如下：
第一步：将复合模板粘贴在不锈钢网框上，将网框固定在精密丝网印刷机上。
第二步：将制作有肖特基二极管芯片的圆片放在印刷台面，并用真空吸牢，调整复合模版与圆片之间的间距为零，保证复合模版平整，受力均匀，将漏印孔与肖特基二极管芯片电极对准。
第三步：将粘度应为900 Kcps的锡浆料倒入不锈钢网框中，准备凸点漏印。
第四步：凸点漏印，在一定的刮板压力下，锡浆料将从漏印孔沉积到肖特基二极管电极上形成锡浆料凸点。
c、凸点烧结及表面清洗：
由于锡浆料凸点未烧结时，形状不稳定，不具备良好的导电性能，必须在在一定的温度下进行烧结，排掉浆料中的胶体及有机物，在表面张力的作用下，形成规则的锡凸点，制作过程如下：
第一步：凸点烧结，将有锡浆料凸点的圆片，水平放入真空烧结炉中，调整烧结参数：设定真空度为5×10-1Pa，温度设定为235℃，升温速率为25.5℃/min，恒温时间设定为2min。
第二步：凸点表面清洗，烧结完成后的圆片在分析纯酒精中浸泡10分钟，浸泡完成后在去离子水中超声清洗15分钟。
第三步：干燥，将清洗好的圆片放入充氮气的烘箱中，温度设定120℃，时间25min,产品干燥后取出检验，凸点制作完成。
实施例2
一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，按下述工艺步骤制作：
a、复合模版的设计及制作：
第一步：圆片尺寸为Φ100mm，肖特基二极管芯片的电极形状为圆，一个芯片上有四个电极，按照圆片的尺寸及肖特基二极管芯片的尺寸将掩膜版设计为圆孔状，并将设计掩膜版转换为铬版， 以备光刻使用。
第二步：选取厚度0.3mm的不锈钢板，进行双面涂胶并烘干，以备光刻使用。
第三步：光刻：在双面光刻机上，将不锈钢板放在两块铬版的中间，位置对准后进行曝光，曝光时间为30秒，曝光完成后进行腐蚀。
第四步：腐蚀：将光刻完成的不锈钢板装入腐蚀片盒，将腐蚀时间设定为180秒，温度设定为30℃，腐蚀片盒进入装有腐蚀液的腐蚀缸，腐蚀后形成漏印孔，漏印孔的直径为0.5mm。
第五步：涂覆乳胶层，形成不锈钢与乳胶层紧密结合的复合模板，乳胶层厚度为0.05mm，主要对芯片表面起保护作用，避免表面划伤而使产品漏电增大，同时可保证凸点形状的一致。
b、凸点漏印：
复合模板制作完成后，开始进行凸点漏印，使芯片表面形成锡浆料凸点，制作过程如下：
第一步：将复合模板粘贴在不锈钢网框上，将网框固定在精密丝网印刷机上。
第二步：将制作有肖特基二极管芯片的圆片放在印刷台面，并用真空吸牢，调整复合模版与圆片之间的间距为零，保证复合模版平整，受力均匀，将漏印孔与肖特基二极管芯片电极对准。
第三步：将粘度应为950 Kcps的锡浆料倒入不锈钢网框中，准备凸点漏印。
第四步：凸点漏印，在一定的刮板压力下，锡浆料将从漏印孔沉积到肖特基二极管电极上形成锡浆料凸点。
c、凸点烧结及表面清洗：
由于锡浆料凸点未烧结时，形状不稳定，不具备良好的导电性能，必须在在一定的温度下进行烧结，排掉浆料中的胶体及有机物，在表面张力的作用下，形成规则的锡凸点，制作过程如下：
第一步：凸点烧结，将有锡浆料凸点的圆片，水平放入真空烧结炉中，调整烧结参数：设定真空度为5×10-1Pa，温度设定为230℃，升温速率为25℃/min，恒温时间设定为2min。
第二步：凸点表面清洗，烧结完成后的圆片在分析纯酒精中浸泡10分钟，浸泡完成后在去离子水中超声清洗15分钟。
第三步：干燥，将清洗好的圆片放入充氮气的烘箱中，温度设定120℃，时间25min,产品干燥后取出检验，凸点制作完成。
实施例3
一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，按下述工艺步骤制作：
a、复合模版的设计及制作：
第一步：圆片尺寸为Φ100mm，肖特基二极管芯片的电极形状为矩形，一个芯片上有三个电极，按照圆片的尺寸及肖特基二极管芯片的尺寸将掩膜版设计为矩形状，并将设计掩膜版转换为铬版， 以备光刻使用。
第二步：选取厚度0.2mm的不锈钢板，进行双面涂胶并烘干，以备光刻使用。
第三步：光刻：在双面光刻机上，将不锈钢板放在两块铬版的中间，位置对准后进行曝光，曝光时间为30秒，曝光完成后进行腐蚀。
第四步：腐蚀：将光刻完成的不锈钢板装入腐蚀片盒，将腐蚀时间设定为120秒，温度设定为30℃，腐蚀片盒进入装有腐蚀液的腐蚀缸，腐蚀后形成漏印孔，漏印孔的直径为0.5mm。
第五步：涂覆乳胶层，形成不锈钢与乳胶层紧密结合的复合模板，乳胶层厚度为0.05mm，主要对芯片表面起保护作用，避免表面划伤而使产品漏电增大，同时可保证凸点形状的一致。
b、凸点漏印：
复合模板制作完成后，开始进行凸点漏印，使芯片表面形成锡浆料凸点，制作过程如下：
第一步：将复合模板粘贴在不锈钢网框上，将网框固定在精密丝网印刷机上。
第二步：将制作有肖特基二极管芯片的圆片放在印刷台面，并用真空吸牢，调整复合模版与圆片之间的间距为零，保证复合模版平整，受力均匀，将漏印孔与肖特基二极管芯片电极对准。
第三步：将粘度应为850 Kcps的锡浆料倒入不锈钢网框中，准备凸点漏印。
第四步：凸点漏印，在一定的刮板压力下，锡浆料将从漏印孔沉积到肖特基二极管电极上形成锡浆料凸点。
c、凸点烧结及表面清洗：
由于锡浆料凸点未烧结时，形状不稳定，不具备良好的导电性能，必须在在一定的温度下进行烧结，排掉浆料中的胶体及有机物，在表面张力的作用下，形成规则的锡凸点，制作过程如下：
第一步：凸点烧结，将有锡浆料凸点的圆片，水平放入真空烧结炉中，调整烧结参数：设定真空度为5×10-1Pa，温度设定为225℃，升温速率为26℃/min，恒温时间设定为2min。
第二步：凸点表面清洗，烧结完成后的圆片在分析纯酒精中浸泡10分钟，浸泡完成后在去离子水中超声清洗15分钟。
第三步：干燥，将清洗好的圆片放入充氮气的烘箱中，温度设定120℃，时间25min,产品干燥后取出检验，凸点制作完成。
Claims (6)
1.一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，按下述工艺步骤制作：
a、复合模版的设计及制作：
a.1：按照圆片的尺寸及肖特基二极管芯片的尺寸设计掩膜版，并将设计掩膜版转换为铬版，以备光刻使用；
a.2：选取厚度0.1mm～0.3mm的不锈钢板，进行双面涂胶并烘干，以备光刻使用；
a.3：光刻：在双面光刻机上，将不锈钢板放在两块铬版的中间，位置对准后进行曝光，曝光时间30-40秒；
a.4：腐蚀：将光刻完成的不锈钢板装入腐蚀片盒，将腐蚀时间设定为60-180秒，温度设定为30℃，腐蚀片盒进入装有腐蚀液的腐蚀缸，腐蚀后形成漏印孔；
a.5：涂覆乳胶层，形成不锈钢与乳胶层紧密结合的复合模板，乳胶层厚度0.05mm～0.1mm；
b、凸点漏印：
b.1：将复合模板粘贴在不锈钢网框上，将网框固定在精密丝网印刷机上；
b.2：将制作有肖特基二极管芯片的圆片放在印刷台面，并用真空吸牢，将漏印孔与肖特基二极管芯片电极对准；
b.3：将锡浆料倒入不锈钢网框中，准备凸点漏印；
b.4：凸点漏印，在一定的刮板压力下，锡浆料将从漏印孔沉积到肖特基二极管电极上形成锡浆料凸点；
c、凸点烧结及表面清洗：
c.1：凸点烧结，将有锡浆料凸点的圆片，水平放入真空烧结炉中烧结；
c.2：凸点表面清洗，烧结完成后的圆片在分析纯酒精中浸泡，浸泡完成后在去离子水中用超声清洗；
c.3：干燥，将清洗好的圆片放入充氮气的烘箱中，温度设定120℃，时间25min，产品干燥后取出检验，凸点制作完成。
2.根据权利要求1所述的一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，其特征在于：所述步骤a.3中形成的漏印孔直径为0.2mm～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，其特征在于：所述步骤b.3中锡浆料的粘度应为900 Kcps±50 Kcps。
4.根据权利要求1所述的一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，其特征在于：所述步骤c.1中真空烧结炉的烧结参数为：真空度为5×10-1Pa，最高温度为235℃±5℃，升温速率为25-26℃/min，恒温时间为2分钟。
5.根据权利要求1所述的一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，其特征在于：所述步骤c.2中在分析纯酒精中浸泡10分钟，浸泡完成后在去离子水中用超声清洗15分钟。
6.根据权利要求1所述的一种倒扣封装肖特基二极管凸点的制作工艺，其特征在于：所述步骤c.2中所述肖特基二极管芯片电极的形状为圆形或矩形。
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2013
- 2013-03-29 CN CN201310107099.0A patent/CN104078367B/zh active Active
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