CN107611077B - 一种ic封装处理装置以及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种IC封装处理装置以及处理方法。所述结构包括：第一温控吸盘，用于吸附金属载板，并加热所述载板；第二温控吸盘，用于吸附IC封装体，并控制所述IC封装体保持在第一温度范围内；分离控制单元，用于在所述金属载板的温度被所述第一温控吸盘加热到第二温度范围时启动，以分离所述金属载板和所述IC封装体。本发明优化了封装工艺，有利于节约成本和绿色生产，不需在封装厂和基板厂两者间反复的工件流转，从而缩短加工周期，工序间的控制更加顺畅。

Description

一种IC封装处理装置以及处理方法

技术领域

本发明属于半导体器件制造技术领域，具体涉及一种IC封装处理装置以及处理方法。

背景技术

方形扁平无引脚封装(Quad Flat No-lead Package，QFN)技术是一种重要的IC封装工艺，具有表面贴装式封装，焊盘尺寸小、体积小、占有PCB区域小、元件厚度薄、非常低的阻抗、自感，可满足高速或者微波的应用等优点。由于底部中央的大面积裸露焊盘被焊接到PCB的散热焊盘上，使得QFN具有极佳的电和热性能。但缺点在于QFN中部向四周连续布线，线宽受限于铜厚、且难以设计孤岛电极，增加I/O数会带来的生产成本和可靠性问题，限制了芯片和PCB板的设计自由度。相比较而言球栅阵列芯片封装技术(Ball Grid Array.BGA)可增加I/O数和缩小间距，在设计上较QFN更为灵活，但工艺检修困难，对PCB板工艺要求更高，不适用于可靠性要求高的器件的封装及产业效率的提高。

受蚀刻能力的限制，在LED EMC支架与倒装基板的生产精度和密度都会有所限制。而LED被要求高度集成，低的光成本及高可靠性，EMC支架及倒装CSP基板的加工能力受到较大的挑战。

在QFN的基础是发展了AQFN封装模式，即在导电的金属载片上通过加成发电镀封装用的各个电极，封装完成后，需要去除金属载片。但是AQFN封装过程中，铜质载片镀底电极时首先镀一层贵金属抗蚀刻层。封装完成后，通过碱性蚀刻的方法将载片金属蚀刻掉且不伤及底电极。但是，这样封装厂和基板厂间需要反复的工件流转、加工周期较长、工序间的控制繁琐；腐蚀载片金属和贵金属损耗导致成本高。

发明内容

发明人在不断地生产实践和摸索中发现，通过改善工艺以及设备可以解决现有技术中的上述不足。因此，发明人提出一种IC封装处理装置以及处理方法。

本发明的第一方面，提供一种IC封装处理装置，所述装置包括：

第一温控吸盘，用于吸附金属载板，并加热所述载板；

第二温控吸盘，用于吸附IC封装体，并控制所述IC封装体保持在第一温度范围内；

分离装置，用于在所述金属载板的温度被所述第一温控吸盘加热到第二温度范围时启动，以分离所述金属载板和所述IC封装体；

作为优选地，装置还进一步包括，热风整平单元，用于在所述金属载板和所述IC封装体分离后清理所述IC封装体上的低熔点金属。

作为优选地，所述第一温控吸盘包括非接触加热单元和/或接触加热单元。

作为优选地，所述非接触加热单元包括高频电磁加热子单元。

作为优选地，所述接触加热单元包括电加热子单元和热媒加热子单元中的至少一个。

作为优选地，所述第一温控吸盘包括电磁吸附单元和/或负压吸附单元。

作为优选地，所述第二温控吸盘包括负压吸附单元。

作为优选地，所述真空吸附单元为多孔负压吸附装置。

作为优选地，所述第二温控吸盘内部具有降温媒介。

本发明的第二方面，提供一种IC封装处理方法，所述方法包括：

步骤1、将待处理的IC封装体的非金属侧置入第二温控吸盘；

步骤2、将第一温控吸盘与IC封装体的金属载板相接吸附并加热；

步骤3、当金属载板的金属面的温度到达载板相邻的低熔点镀层的熔点后，将金属载板从所述IC封装体脱离。

本发明能够达到的有益效果：

一、可以使载板与IC封装体分离，同时不会由于使用传统技术中的蚀刻工艺而造成金属的损失。从整体上降低蚀刻的药剂成本、贵金属损失成本以及对于蚀刻废弃物处理的成本。基于热风整平，去除低熔点金属残留后，可以实现IC封装体与残留物的完美分离，以及金属载板的再利用。本发明优化了封装工艺，有利于节约成本和绿色生产，不需在封装厂和基板厂两者间反复的工件流转，从而缩短加工周期，工序间的控制更加顺畅。

二、产品封装后可对产品直接加热，使得刚性基板与封装后的集成电路易于剥离，不需要将整个刚性导电基板完全腐蚀掉，有利于节约成本和绿色生产。

三、产品可在封装后再剥离，固晶不需特殊治具，极大提高了工作效率和良品率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1是本发明实施例的IC封装处理装置工作状态示意图；

图2是本发明实施例的IC封装体结构示意图；

图3是本发明实施例的IC封装体处理方法示意图；

图4是本发明实施例的IC封装体处理方法示意图；

图5是本发明实施例的热风整平方法示意图；

图6是本发明实施例的整平后结构示意图；

其中附图标记解释如下：1为第一温控吸盘、2为金属载板、3为IC封装体、4为第二温控吸盘、5为低熔点金属镀层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，其展示了本实施例中的IC封装处理装置工作状态示意图，所述装置包括：

第一温控吸盘1，用于吸附金属载板2，并加热所述载板。

第二温控吸盘4，用于吸附IC封装体3，并控制所述IC封装体保持在第一温度范围内。

分离装置，用于在所述金属载板的温度被所述第一温控吸盘加热到第二温度范围时启动，以分离所述金属载板和所述IC封装体。在本实施例中，金属载板2与所述IC封装体3之间具有低熔点金属镀层5。

在本实施例中，装置的工作过程包括：待处理的IC封装体被送入所述处理装置，如图2所示，所述待处理的IC封装体包括：金属载板2、IC封装体本体3以及以凝固态存在，并且连接所述金属载板2和IC封装体本体3的低熔点金属镀层5。在所述送入过程中，通过第二温控吸盘吸附所述IC封装体一侧，并且所述第一温控吸盘与所述第二温控吸盘发生相对位移，直到二者处于对齐的位置。然后二者在轴线方向上相对位移，直到第一温控吸盘移动到金属载板2一侧，并与所述金属载板2的表面贴紧。然后，第一温控吸盘产生吸力，并吸附所述金属载板，同时第一温控吸盘开始升温，以加热所述金属载板。在所述加热过程中，第二温控吸盘同时感测所述IC封装体的温度，在所述IC封装体的温度超过预定值时，冷却所述IC封装体，以保证IC封装体内的材料不会因为高温而产生软化。在加热过程中，低熔点金属镀层5会随着温度的升高而逐渐融化，当其融化到一定程度时，IC封装体与所述金属载板即处于可分离状态。此时，启动分离装置，使所述第一温控吸盘1与所述第二温控吸盘4产生相对向移动，并最终分离。

通过上述过程，可以使载板与IC封装体分离，同时不会由于使用传统技术中的蚀刻工艺而造成金属的损失。从整体上降低蚀刻的药剂成本、贵金属损失成本以及对于蚀刻废弃物处理的成本。

实施例2：

如图1所示，其展示了本实施例中的IC封装处理装置工作状态示意图，所述装置包括：

第一温控吸盘1，用于吸附金属载板2，并加热所述载板。在具体的装置构造中，吸盘中可以包括加热单元和吸附单元。加热单元可以采用非接触加热的方式或者接触加热的方式。

在一些实例中，还可以同时采用接触式和非接触式的加热单元以满足不同温度控制和加热方式的需求。

在一些实例中，所述非接触加热单元包括高频电磁加热子单元。

在一些实例中，所述接触加热单元包括电加热子单元和热媒加热子单元中的至少一个。

在一些实例中，所述第一温控吸盘的吸附单元包括电磁吸附单元和/或真空吸附单元。具体地，真空吸附单元为多孔负压吸附装置。多孔负压吸附装置可以具有盘状的外形，在其表面分布有气体流通管道，可以利用泵装置通过气体流通管道向外部抽气，实现吸盘与被吸附物体表面产生负压，从而使二者紧密连接。电磁吸附单元则是利用电磁铁原理，使通电的吸盘产生吸力，从而使吸盘与金属载板紧密结合。

在一些实例中，第二温控吸盘采用真空吸附单元实现与IC封装体的吸附。并且吸盘内部具有降温媒介，当温度超过预定值时，通过控制降温媒介的流动降低第二温控吸盘吸附的IC封装体的温度。特别的，降温媒介还可以采用温度/相变媒介，在温度超过一临界值时，媒介产生相变，从而具有流动性，将热量从温度高处传导至温度低处，从而降低第二温控吸盘的温度。

可见，第一温控吸盘的作用是使金属载板一侧升温，而第二温控吸盘是使IC封装体一侧降温。升温是用于加热低熔点金属镀层5，从而可以使金属载板2和IC封装体3分离。降温是为了防止IC封装体内部的材料由于高温而被损坏。

在一个实例中，对某种封装体进行处理，所述第二吸盘用于将所述非金属面温度控制在低于所述镀层熔点以下的较低温度区间：120-180℃，所述降温媒质用以控制IC封装体的温度在整个后处理过程中不超过封装胶的软化温度。而在该过程中，第一温控吸盘的加热温度处于180-280℃，以对例如镀锡层进行加热。

在金属载板2和IC封装体3分离之后，还可以通过热风整平装置进行热风整平，以清理所述IC封装体上的低熔点金属。

通过上述过程，可以使载板与IC封装体分离，同时不会由于使用传统技术中的蚀刻工艺而造成金属的损失。从整体上降低蚀刻的药剂成本、贵金属损失成本以及对于蚀刻废弃物处理的成本。基于热风整平，去除低熔点金属残留后，可以实现金属载板2的再利用，以及IC封装体与残留物的完美分离。本实施例的上述过程优化了封装工艺，有利于节约成本和绿色生产，不需在封装厂和基板厂两者间反复的工件流转，从而缩短加工周期，工序间的控制更加顺畅。

实施例3：

如图3、4所示，本实施例揭示对IC封装体进行后期处理的方法，包括如下步骤：

步骤1、置入步骤：将待处理的IC封装体的非金属侧置入第二温控吸盘。

具体地，第二温控吸盘可以采用真空吸附吸盘，例如多孔负压吸附装置。多孔负压吸附装置可以具有盘状的外形，在其表面分布有气体流通管道，可以利用泵装置通过气体流通管道向外部抽气，实现吸盘与被吸附物体表面产生负压，从而使二者紧密连接。

吸盘内部具有降温媒介，当温度超过预定值时，通过控制降温媒介的流动降低第二温控吸盘吸附的IC封装体的温度。特别的，降温媒介还可以采用温度/相变媒介，在温度超过一临界值时，媒介产生相变，从而具有流动性，将热量从温度高处传导至温度低处，从而降低第二温控吸盘的温度。

降温媒质控制IC封装体的温度，使得IC封装体在整个后处理过程中不超过封装胶的软化温度。例如，所述第二吸盘用于将所述非金属面温度控制在低于所述镀层熔点以下的较低温度区间：120-180℃。

步骤2、合模步骤：将第一温控吸盘与IC封装体的金属载板相接吸附并加热。

具体地，第一温控吸盘的作用是使金属载板一侧升温，而第二温控吸盘是使IC封装体一侧降温。升温是用于加热低熔点金属镀层5，从而可以使金属载板2和IC封装体3分离。例如，第一温控吸盘的加热温度可以是180-280℃，以对例如镀锡层进行加热。

步骤3、分离步骤：当金属载板的金属面的温度到达载板相邻的低熔点镀层(例如低熔点金属镀层)的熔点后，将金属载板从所述IC封装体脱离。

分离步骤可以是达到预定温度之后一定时间，例如，维持第一温控吸盘的加热温度在180-280℃预定时间，此时，保证低熔点金属已经融化。

分离步骤还可以是监测温度变化的实际情况，因为低熔点金属在融化过程中吸热，会导致温度上升趋势有所变化。当监测到低熔点金属层的温度或者IC封装体侧的温度呈现如下状态时，判断低熔点金属已经融化：温度不再升高，并且持续一时间段，并再次升高。

步骤4、热风整平步骤：如图5所示，将分离后的IC封装体、背对低温吸盘的面用高过低熔点金属熔点的热风刀对其表面整平，所述热风具有一定风压，并得到图6所示的分离后的封装体。

经过分离步骤后的IC封装体产品可以用于后期进一步的测试分切；容易理解的，最好再经过热风整平步骤，这样表面更平整，有利于后期进一步的测试分切。本发明能够使得IC封装后的载板与IC封装体通过加热方式分离，优化了封装工艺，有利于节约成本和绿色生产。本公开可应用在IC行业、LED行业，包括：EMC支架、CSP基板、灯丝灯及软灯条板的制造和封装。

实施例4：

在本发明的另外一个实施例中，对IC封装体进行处理之前还包括：

提供金属基板作为载片，所述金属基板材质可以是镀锡铁片、马口铁、铜等。

在所述载片上设置低熔点金属层，例如镀锡。

在所述低熔点金属层上设置第一电极图形；第一电极图形的形成可以采用印制电路板工艺中的图形转移与电镀工艺。

在所述第一电极图形上镀铜和顶电极，将晶片在顶电极的固晶区域固晶焊线，并覆盖封装树脂，顶电极的局部区域会保留所需树脂。

接下来，使用本发明提供的方法将此物件作为待加工物放进高低温控温吸盘内进行加热、分离、整平。分离后的封装体即为焊点电极为锡的封装体。

最后，通过测试、分切步骤，即可完成封装过程。

特别地，封装体的具体过程可以具体包括：

S1、在镀有低熔点金属镀层的刚性导电基板上进行局部树脂涂覆、预镀铜及树脂金属化处理，然后在预镀铜及树脂金属层上涂覆感光材料并进行图形转移、电镀、退膜、蚀刻得到IC封装载板。

S2、在镀有低熔点金属镀层的刚性导电基板上进行预镀铜，局部树脂涂覆、二次预镀铜及树脂金属化处理，然后在二次预镀铜及树脂金属层上涂覆感光材料并进行图形转移、电镀、退膜、蚀刻得到IC封装载板。

S3、对所述IC封装载板进行IC封装形成封装体。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种IC封装处理装置，其特征在于，所述装置包括：

第一温控吸盘，用于吸附金属载板，并加热所述载板；

第二温控吸盘，用于吸附IC封装体，并控制所述IC封装体保持在第一温度范围内，所述第二温控吸盘内部具有降温媒介；

分离控制单元，用于在所述金属载板的温度被所述第一温控吸盘加热到第二温度范围时启动，以分离所述金属载板和所述IC封装体。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

热风整平单元，用于在所述金属载板和所述IC封装体分离后清理所述IC封装体上的低熔点金属。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一温控吸盘包括非接触加热单元和/或接触加热单元。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述非接触加热单元包括高频电磁加热子单元。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述接触加热单元包括电加热子单元和热媒加热子单元中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一温控吸盘包括电磁吸附单元和/或真空吸附单元。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二温控吸盘包括真空吸附单元。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述真空吸附单元为多孔负压吸附装置。

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