CN111319345B - 一种tvs芯片玻璃钝化丝网印刷网版及其工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版，包括若干沟道，所述沟道两两相互交叉形成若干正六边形的有效区域,任意相邻的所述正六边形为单顶点连接，且任意相邻的三个所述正六边形的连接顶点构成正三角形的无效区域。本发明还提供一种TVS芯片玻璃钝化用上述印刷网版印刷的工艺方法，在印刷过程中，刮刀的印刷方向的切入口为任意所述正六边形的任一内角，所述刮刀的印刷方向与所述内角的中心线平行，所述刮刀的印刷轨迹为连续性直线，在一面刻有沟槽的硅片上涂覆一层玻璃浆料，并对涂覆后的玻璃浆料进行烘干、烧结。本发明可有效解决沟槽内印刷涂层不完全的问题，使沟槽内玻璃钝化层覆盖更全面，保护更完全。

Description

一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版及其工艺方法

技术领域

本发明属于半导体器件领域，尤其是涉及一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版及其工艺方法。

背景技术

玻璃钝化丝网印刷工艺因其工艺流程简单化，成本低，有机溶剂少，安全系数高等优点逐渐代替以往的电泳法、光阻法、刀刻法，广泛应用于半导体器件印刷领域。玻璃钝化层不仅可以改善半导体器件的参数，而且还可以增强半导体器件的稳定性和可靠性，亦为后道工序处理提供良好的表面机械保护。TVS(Transient Voltage Suppressor)芯片是目前市场上广泛使用的一种高效能半导体电路保护器件，现有刮刀的印刷切入口是从TVS芯片的边进行切入，因TVS芯片尺寸图形是规则的正六边形，其结构非常特殊，无法对折，拐角多、边型数量也较多，且在玻璃钝化丝网印刷过程中常常容易出现PN结裸露现象，导致其沟槽表面玻璃钝化层断点或印不上，使沟槽保护不完全。这一缺陷会造成芯片的漏电、短路、断路，严重影响TVS芯片的外观及电学性能，亦影响TVS芯片批量化生产的进程。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版及其工艺方法，解决了沟槽印刷不完全的问题，确保沟槽涂覆的完整性，适于批量生产。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版，包括若干沟道，所述沟道两两相互交叉形成若干正六边形的有效区域，任意相邻的所述正六边形为单顶点连接，且任意相邻的三个所述正六边形的连接顶点构成正三角形的无效区域。

进一步的，所述沟道两两之间无间断相互连接，且任意相邻沟道之间的距离相同。

进一步的，所述印刷网版还包括若干Mark点，所述Mark点均布在所述印刷网版边缘的圆周上，且位于所述沟道外部，所述Mark点在第一象限中与水平方向有夹角。

进一步的，所述夹角为75°。

一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，采用上述所述印刷网版：

在印刷过程中，刮刀的印刷方向的切入口为任意所述正六边形的任一内角，所述刮刀的印刷方向与所述内角的中心线平行，所述刮刀的印刷轨迹为连续性直线。

进一步的，在所述印刷之前还包括对版，即通过识别所述Mark点与标准识别点对比，使所述印刷网版与一面刻有沟槽的待印刷硅片进行基准对位，保证所述沟道与所述沟槽相匹配。

进一步的，所述印刷还包括在所述硅片的沟槽上印刷一层玻璃浆料，所述玻璃浆料包括，由纤维素、醇液、触变剂和玻璃粉混合形成。

进一步的，在所述印刷之后还包括烘干，将涂覆好带有玻璃浆料的硅片放入高温链式炉内进行烘干，烘干温度为：130-200℃，烘干时间为：60-100S。

进一步的，在所述烘干之后还包括烧结，对烘干后的玻璃浆料中残余的有机溶剂进行燃烧并去除，使玻璃浆料中的成分只剩下玻璃粉，然后再升温到烧结温度范围内较高的温度，使玻璃粉熔融，形成一层透明的玻璃钝化层。

进一步的，所述烧结温度为550-820℃，烧结时间为6h±10min，其中烧结的高温恒温温度为820±20℃，恒温时间20±10min。

与现有技术相比，本技术方案具有如下的优点和有益效果：

1、一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版，包括若干沟道，且沟道两两相互交叉形成若干正六边形的有效区域，任意相邻的正六边形为单顶点连接，且任意相邻三个正六边形的连接顶点构成正三角形的无效区域，所有沟道无间断连接。这一结构使正六边形的TVS芯片并行错位排列，所有有效区域的正六边形的边均无缝接设置在沟道上，最大限度地降低了拐点数。

2、一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，在印刷过程中，通过改变刮刀印刷方向的切入位置，选择从TVS芯片正六边形的任一内角出发，且刮刀的印刷方向与该内角的中心线平行，进而可知刮刀的印刷方向与印刷网版上的任一沟道均不垂直，玻璃浆料透过印刷网版上的沟道流入硅片沟槽内，玻璃浆料在硅片沟槽内流动遇到的前行阻力减小，刮刀进而推动玻璃浆料在硅片沟槽内流动更加顺畅；同时通过刮刀的印刷压力作用使玻璃浆料之间相互挤压促使其惯性地向前流动，使玻璃浆料均匀布满硅片中的沟槽内，完全解决沟槽印刷不完全的问题。

3、本工艺方法所用印刷网版中的所有TVS芯片并行错位排列，所有芯片的边均在沟道上且无间断连接，使印刷的拐角数量降低，最大限度地降低了断点处；印刷方向从TVS芯片正六边形的角切入可进一步有效控制印刷质量，尤其是能完全保证在硅片上印刷交互位置处容易断点的地方填充玻璃浆料的效果，使其完全印刷上，确保硅片沟槽玻璃钝化层更完全。

4、由TVS芯片正六边形本身结构的特殊性可知，对边相互平行且内角角度相同，选择从TVS芯片的一个角度做印刷方向的切入点，根据印刷网版中沟道的设置，切入点可有多重选择，便于识别其印刷方向，适合推广批量生产。

附图说明

图1是本发明一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版的结构示意图；

图2是本发明一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法中待印刷硅片的结构示意图；

图3是本发明一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法中对版示意图；

图4是本发明一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法中印刷方向示意图。

图中：

1、印刷网版2、硅片3、沟道

4、无效区域5、TVS芯片6、刮刀

7、Mark点8、Mark点9、沟槽

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明：

一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版，如图1所示,印刷网版1包括若干两两相互交叉的沟道3，且交叉点互不重合，沟道3两两相互交叉形成一个正六边形的有效区域，即TVS芯片5，任意相邻的正六边形为单顶点连接，任意相邻三个正六边形的连接顶点围成一个正三角形的无效区4，所有沟道3两两相互交叉无间断相连。这一结构促使所有正六边形的TVS芯片5并行错位排列，所有正六边形的边无缝接地设置在沟道3上，最大限度地降低了拐点数。同时印刷网版1还包括四个Mark点7，均匀设置在印刷网版1周边边缘处的圆周上。进一步的，本实施例中，Mark点7在第一象限中与水平方向的夹角为75°。

图2是一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法中待印刷硅片2的结构示意图，硅片2上包括刻有的沟槽9以及四个Mark点8，沟槽9围成的图案与印刷网版1上的图案结构尺寸相同。进一步的，Mark点8在第一象限中与水平方向的夹角为30°，且Mark点8均匀设置在硅片2周边边缘处的圆周上。

一种TVS芯片玻璃钝化用上述印刷网版1印刷的工艺方法，印刷步骤包括对版、印刷、烘干及烧结。

对版：

图3是本申请一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法的对版示意图，Mark点7与Mark点8在同一圆周上且互不重叠，相邻的Mark点7与Mark点8在第一象限中的夹角为45°。对版时，印刷机器通过视觉系统先拍照定位到硅片2的位置，再通过视觉系统拍照识别待印刷硅片2上四个的Mark点8，计算出硅片2的坐标值和角度值；然后再通过视觉系统拍照识别印刷网版1上的四个Mark点7，计算出印刷网版1的坐标值；对比两次的坐标值，再微调硅片2的角度，使硅片2与印刷网版1的中心点重合，保证印刷网版1上的沟道3与硅片2上的沟槽9相匹配，进而保证印刷网版1与硅片2基准位置对位，保证所有硅片下一步印刷玻璃浆料时的一致性。两次Mark点的位置不重合，易于机器识别并及时作出调整，保证印刷网版1与硅片2的精准对版，进而为下一步同一个印刷方向提供印刷基础。

印刷：

图4是一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法中印刷方向示意图。在印刷过程中，选择刮刀6印刷的切入点是TVS芯片5的一个顶角M点，从该顶角M点出发，刮刀6推动玻璃浆料在直线型的沟道3中移动，玻璃浆料透过沟道3进入硅片2的沟槽9内，刮刀6的印刷方向与该顶角的中心线平行，即从M点到N点。由TVS芯片5本身是正六边形结构，刮刀6印刷方向平行于TVS芯片5中与该顶角中心线并行的一组对位边所在的沟槽9，并与另两组对位边所在的沟槽9斜角印刷，这一印刷方法可避免刮刀6的印刷方向与硅片2上的沟槽9垂直印刷，进而可降低玻璃浆料在沟槽9内的前行流动阻力，使得刮刀6推动玻璃浆料在沟槽9内流动更加顺畅。

因刮刀6的印刷切入点从TVS芯片5的角M点进行切入，可知玻璃浆料在硅片2上随沟槽9的方向在刮刀6的印刷压力作用下从M点顺直向N点向前移动，同时由于玻璃浆料之间的相互挤压亦促使其惯性地向前流动，使得玻璃浆料能均匀地布满各个方向的沟槽9，解决沟槽9印刷不完全的问题。

所有沟道3之间无间断交互连通，可知所有有效区域的TVS芯片5并行错位排列，相邻两个TVS芯片5之间是单个顶角连接，相邻三个TVS芯片5之间的连接点形成一个正三角形的无效区域4，所有TVS芯片5的边均无缝接地设置在沟道3，刮刀6的印刷方向从TVS芯片5的顶角M点切入进行，使得TVS芯片5的拐角即是沟道3的交互点处，而所有的拐点均在与刮刀6印刷轨迹平行的沟道3上。在印刷过程中，所有拐点均可完全被覆盖且印刷效果可控，尤其能保证交互位置处容易断点的地方填充玻璃浆料的效果，使其完全印刷上玻璃浆料，确保硅片2上的沟槽9玻璃钝化层更完全。

因TVS芯片5正六边形本身结构的特殊性可知，对边相互平行且内角角度相同，可选择从TVS芯片5的任一顶角做印刷方向的切入点，根据印刷网版1中沟道3的设置，切入点可有多重选择，便于识别其印刷方向，适合推广批量生产。

在印刷过程中，需提前在机器上设置好刮刀6印刷方向的切入点M及印刷方向从M点到N点，回墨刀先将玻璃浆料回料至印刷初始位置M，刮刀6向下试压接触印刷网板1的上表面，刮刀6的印刷轨迹是从M点方向开始，向前推动浆料连续性直线印刷，到达印刷结束位置N点后，刮刀6抬起。玻璃浆料透过印刷网版1中的沟道3部分、不透过非印刷沟道3部分，在硅片2的沟槽9上涂覆一层玻璃浆料。

其中玻璃浆料由纤维素、醇液、触变剂和玻璃粉混合形成，此处为非本实施例重点，不再详述。

烘干：

将涂覆好带有玻璃浆料的硅片2放入高温链式炉内进行烘干，目的是对印刷玻璃浆料中的有机溶剂进行干燥，并固结玻璃浆料形成一层固化层。烘干温度为：130-200℃，烘干时间为：60-100S。

烧结：

对烘干后的玻璃浆料中残余的有机溶剂进行燃烧并去除该有机溶剂，使玻璃浆料中的成分只剩下玻璃粉；然后再升温到烧结温度范围内较高的温度，使玻璃粉熔融，烧结形成透明的玻璃钝化层。烧结温度为550-820℃，烧结时间为6h±10min，其中烧结的高温恒温温度为820±20℃，恒温时间20±10min。

在印刷过程中，通过选择TVS芯片5的一个顶角M点作为印刷方向的切入点，印刷方向从M点到N点进行丝网印刷，后经烘干、烧结后，在硅片2沟槽3中可获得一层均匀完整的玻璃钝化层，完全解决现有技术中出现的印刷不完全、PN结裸露的问题。

本技术方案具有如下的优点和有益效果：

一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版，包括若干沟道，且沟道两两相互交叉形成若干正六边形的有效区域，任意相邻的正六边形为单顶点连接，且任意相邻三个正六边形的连接顶点构成正三角形的无效区域，所有沟道无间断连接。这一结构使正六边形的TVS芯片并行错位排列，所有有效区域的正六边形的边均无缝接设置在沟道上，最大限度地降低了拐点数。

一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，在印刷过程中，通过改变刮刀印刷方向的切入位置，选择从TVS芯片正六边形的任一内角出发，且刮刀的印刷方向与该内角的中心线平行，进而可知刮刀的印刷方向与印刷网版上的任一沟道均不垂直，玻璃浆料透过印刷网版上的沟道流入硅片沟槽内，玻璃浆料在硅片沟槽内流动遇到的前行阻力减小，刮刀进而推动玻璃浆料在硅片沟槽内流动更加顺畅；同时通过刮刀的印刷压力作用使玻璃浆料之间相互挤压促使其惯性地向前流动，使玻璃浆料均匀布满硅片中的沟槽内，完全解决沟槽印刷不完全的问题。

本工艺方法所用印刷网版中的所有TVS芯片并行错位排列，所有芯片的边均在沟道上且无间断连接，使印刷的拐角数量降低，最大限度地降低了断点处；印刷方向从TVS芯片正六边形的角切入可进一步有效控制印刷质量，尤其是能完全保证在硅片上印刷交互位置处容易断点的地方填充玻璃浆料的效果，使其完全印刷上，确保硅片沟槽玻璃钝化层更完全。由TVS芯片正六边形本身结构的特殊性可知，对边相互平行且内角角度相同，选择从TVS芯片的一个角度做印刷方向的切入点，根据印刷网版中沟道的设置，切入点可有多重选择，便于识别其印刷方向，适合推广批量生产。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版，包括若干沟道，其特征在于，所述沟道两两相互交叉形成若干正六边形的有效区域,任意相邻的所述正六边形为单顶点连接，且任意相邻的三个所述正六边形的连接顶点构成正三角形的无效区域；所述沟道两两之间无间断相互连接，且任意相邻沟道之间的距离相同；所述印刷网版还包括若干Mark点，所述Mark点均布在所述印刷网版边缘的圆周上，且位于所述沟道外部，所述Mark点在第一象限中与水平方向有夹角。

2.根据权利要求1所述的一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷网版，其特征在于，所述夹角为75°。

3.一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，其特征在于，采用如权利要求1-2任一项所述印刷网版，在印刷过程中，刮刀的印刷方向的切入口为任意所述正六边形的任一内角，所述刮刀的印刷方向与所述内角的中心线平行，所述刮刀的印刷轨迹为连续性直线。

4.根据权利要求3所述的一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，其特征在于，在所述印刷之前还包括对版，即通过识别所述Mark点与标准识别点对比，使所述印刷网版与一面刻有沟槽的待印刷硅片进行基准对位，保证所述沟道与所述沟槽相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，其特征在于，所述印刷还包括在所述硅片的沟槽上印刷一层玻璃浆料，所述玻璃浆料包括，由纤维素、醇液、触变剂和玻璃粉混合形成。

6.根据权利要求3所述的一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，其特征在于，在所述印刷之后还包括烘干，将涂覆好带有玻璃浆料的硅片放入高温链式炉内进行烘干，烘干温度为：130-200℃，烘干时间为：60-100S。

7.根据权利要求6所述的一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，其特征在于，在所述烘干之后还包括烧结，对烘干后的玻璃浆料中残余的有机溶剂进行燃烧并去除，使玻璃浆料中的成分只剩下玻璃粉，然后再升温到烧结温度范围内较高的温度，使玻璃粉熔融，形成一层透明的玻璃钝化层。

8.根据权利要求7所述的一种TVS芯片玻璃钝化丝网印刷工艺方法，其特征在于，所述烧结温度为550-820℃，烧结时间为6h±10min，其中烧结的高温恒温温度为820±20℃，恒温时间20±10min。

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