CN104332415B - 一种半导体芯片的安装定位方法及定位制具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体芯片的安装定位方法及定位制具，先在外壳芯片粘接区上分配好贴片胶；将定位制具放入外壳芯腔键合指台阶上；将芯片放入定位制具内框中，使芯片不会因贴片胶固化时受热流动偏移出要求的位置；芯片安放好后将半成品器件放入固化炉内固化贴片胶；固化结束，从外壳芯腔内取出定位制具，完成固化的器件。本发明目的在于克服固化过程胶体流动引起的芯片移位，从而采用一种结构简单、合理的定位制具来实现芯片定位的方法，不改变现有贴装设备、工装夹具和工艺技术条件等；芯片安装固化后芯片不发生移位，满足位置度的技术指标，批产品一致性好，成品率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体芯片在安装时固定芯片位置的方法及定位制具，属于集成电路制造技术领域。
背景技术
目前，半导体芯片粘片工艺就是在外壳芯腔芯片粘接区上分配好贴片胶，将芯片放置在胶体上，保证胶体固化后芯片装配定位准确，芯片背面的胶体分布均匀，满足自动键合的对位精度和平面度的需要。
半导体芯片贴片用的贴片胶其粘度、应力、流动性不同，根据产品需求选择相适应的胶材料。对于MEMS、光学传感器件及超大面积的芯片等产品，需要选择低应力的贴片胶，而通常低应力的贴片胶其粘度低，流动性强。芯片放置在流动性强的胶体上，固化过程中胶体受热扩散流动，将带动芯片偏离了原规定的安装位置，导致不能满足引线键合对位的质量要求，降低了封装产品的成品率。
目前集成电路芯片贴片技术已成熟，但对流动性较强的贴片胶引起的芯片安装位置移位还无工艺方法可实现定位。
发明内容
本发明的目的在于克服固化过程胶体流动引起的芯片移位，从而提供一种利用定位制具完成半导体芯片精准定位粘接的方法，能够快速、准确地将芯片放置于外壳载体的安装位置后进行固化。
本发明的主要解决方案是这样实现的，所述的半导体芯片的安装定位方法包括以下工艺步骤：
（1）先在外壳芯片粘接区上分配好贴片胶；
（2）将定位制具放入外壳芯腔键合指台阶上；定位制具外框卡在外壳芯腔中，与贴片胶不接触；
（3）将芯片放入定位制具内框中进行定位，使芯片不会因贴片胶固化时受热流动偏移出要求的位置；
（4）芯片安放好后将半成品器件放入固化炉内固化贴片胶；固化温度150～200℃；固化时间：1.5～2小时；
（5）固化结束后，从外壳芯腔内取出定位制具，完成固化的器件交出。
所述的定位制具为一矩形框，矩形框的四角向外分别伸出一个搁脚，搁脚担在外壳芯腔键合指台阶上，矩形框外框卡在外壳芯腔侧壁内，芯片卡在矩形框内框中，矩形框内框的四角均具有一个小缺口，用于在步骤5中取出定位制具。
所述搁脚厚度小于矩形框厚度，搁脚下沿高于矩形框下沿。定位制具整体采用不锈钢制作。
本发明的优点是：本发明不需要改变现有贴装设备、工装夹具和工艺技术条件等；芯片安装固化后芯片不发生移位，满足位置度的技术指标，批产品一致性好，成品率高。
附图说明
图1是本发明安装示意图。
图2是步骤3安放好芯片后的示意图。
图3是步骤3安放好芯片后的局部剖面图。
图4是定位制具的仰视图。
图5是图4的局部剖视图。
具体实施方式
下面本发明将结合实施例作进一步描述。
本发明利用定位制具完成半导体芯片精准定位粘接。所采用的定位制具外框要适应外壳芯腔的尺寸，内框要适应芯片的尺寸，从而达到定位的作用即可。本发明实施例中，芯片尺寸168.3mm×31.29mm×0.76mm，外壳采用CPGA封装形式，外壳芯腔键合指台阶尺寸177mm×38mm，外壳芯腔尺寸175mm×36mm。因此设计定位制具为一矩形框，矩形框的四角向外分别伸出一个搁脚10，搁脚10厚度小于矩形框厚度，搁脚10下沿高于矩形框下沿，矩形框内框的四角均具有一个小缺口11，用于其它工具来拾取定位制具，如图4，5所示。
定制的定位制具外形总尺寸要小于外壳键合指台阶的尺寸，并且只保留四角的搁脚，将外壳键合指的位置全部让出，避免损伤键合指影响后期键合的可靠性；四角搁脚的底部需要适当进行减薄,使定位制具的底部能够略低于芯片的高度；定位制具的外框要略小于外壳芯腔尺寸，限定定位制具的安装位置；定位制具的内框尺寸要略大于芯片尺寸，来达到芯片精准定位粘接的目的。
实施例中，定位制具内框8长度168.50～168.60mm，宽度31.50～31.60mm，外框5长度174.70～174.80mm，宽度35.80～35.70mm，矩形框厚度0.60mm；搁脚10厚度0.20～0.25mm，长度方向搁脚10外沿间距176.70～176.80mm，宽度方向搁脚10外沿间距37.70～37.80mm，长度方向搁脚10内沿间距167.25±0.05mm，宽度方向搁脚10内沿间距31.50±0.05mm。搁脚10担在外壳芯腔键合指台阶4上，矩形框外框卡在外壳芯腔6侧壁内，芯片7卡在矩形框内框中。
如图1所示，采用以下工艺步骤实现芯片安装定位：
1、先在外壳9芯片粘接区1上分配好贴片胶2；
2、将定位制具3放入外壳9芯腔键合指台阶4上；定位制具3外框5卡在外壳芯腔6侧壁内；
3、将芯片7放入定位制具3内框8中，芯片7底部与贴片胶2接触；
4、芯片7安放后的示意图见图2和图3，芯片7安放好后将半成品器件放入固化炉内固化贴片胶；固化温度150～200℃；固化时间：1.5～2小时；
5、固化结束后，取出定位制具3，完成固化，将器件交出。
本发明定位制具3的结构设计简单合理，材料采用不锈钢加工，其耐高温、耐磨损、使用寿命长，加工费用低。
可以看到，本发明在不改变现有贴装设备、工装夹具和工艺技术条件等情况下，解决了由于芯片移位不满足位置度的技术指标问题；实现了芯片安装精确定位，使成品率达到100%；本发明解决了芯片安装位置一致性问题，位置度一致性好；该方法操作简单、快速，工艺质量高。
Claims (2)
1.一种半导体芯片的安装定位方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
A.先在外壳芯片粘接区（1）上分配好贴片胶（2）；
B.将定位制具（3）放入外壳芯腔键合指台阶（4）上；定位制具（3）外框卡在外壳芯腔（6）中，定位制具（3）与贴片胶（2）不接触；
C.将芯片（7）放入定位制具（3）内框中进行定位，使芯片（7）不会因贴片胶（2）固化时受热流动偏移出要求的位置；
D.芯片（7）安放好后将整个器件放入固化炉内固化贴片胶（2）；固化温度150～200℃；固化时间：1.5～2小时；
E.固化结束后，从外壳芯腔（6）内取出定位制具（3），完成固化的器件；
所述的定位制具（3）为一矩形框，矩形框的四角向外分别伸出一个搁脚（10），搁脚（10）担在外壳芯腔键合指台阶（4）上，矩形框外框卡在外壳芯腔（6）侧壁内，芯片（7）卡在矩形框内框中，矩形框内框的四角均具有一个小缺口（11），用于在步骤E中取出定位制具（3）；
所述搁脚（10）厚度小于矩形框厚度，搁脚（10）下沿高于矩形框下沿。
2.根据权利要求1所述的一种半导体芯片的安装定位方法，其特征在于，所述定位制具采用不锈钢制作。
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