CN113071236A - 一种生物识别芯片表面涂层处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，属于芯片印刷工艺技术领域。其中，一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，通过对大面积丝网印刷技术与旋涂工艺的互补，可以同时满足多颜色要求的芯片涂布，对生物识别半导体芯片的表面材质进行分析，把印刷工艺与半导体芯片表面的特殊要求进行搭配，且使用的是自己设计的原料，实现产品的自主设计，通过对涂料配方进行深度开发，实现涂料以克为单位使用量，节约半导体涂料的使用，使涂料使用更环保，成功实现半导体生物识别芯片的快速化生产。

Description

一种生物识别芯片表面涂层处理的方法
技术领域
本发明属于芯片印刷工艺技术领域，尤其是一种生物识别芯片表面涂层处理的方法。
背景技术
目前消费类电子行业普遍是产品颜色多样化、外观多样化、周期短等现象；人体指纹、脸部特征、掌纹等，由于其具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词，人体指纹、掌纹等是指人的皮肤末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终点、结合点和分叉点，称为人体指纹、掌纹的细节特征点，随着移动设备对外观设计个性化的时代到来，生物识别半导体为了能更好的匹配手移动设备需要解决表面涂层更好的匹配外壳，同时要满足各种信赖性测试的要求对产品安全的要求也越来越高，伴随着半导体生物识别芯片的功能越来越多，芯片的表面处理工艺越来越受到大家的青睐；
传统的半导体芯片采用旋转式涂面的方式，旋涂工艺的优势在于可以实现自动化生产，但是主要适合用于特殊涂层要求的半导体生物识别芯片，但是其投入较大，成本回收较慢，且旋涂工艺原料消耗以公斤为单位，资源消耗较大，造成原料的浪费，浪费的涂料对环境也会造成非常大的影响。
发明内容
发明目的：提供一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案：一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，包括以下工艺流程：
第一步：网板设计
根据半导体芯片的尺寸进行网板外径尺寸的设计，且每个半导体芯片需要设计三层网板；
第二步：载具设计
将放置芯片的载具同步设计成与芯片同样的形状，载具的尺寸随芯片的变大而变大；
第三步：刮刀硬度设置
丝印的刮刀硬度需要控制在75~85；
第四步：涂层印刷
半导体芯片表面进行1至6层的涂层印刷，且每层涂料的用量控制在20 g ~120g
在进一步的实施例中，所述网板设计中，所述网板材质选用聚酯网板或钢丝网板中的一种，且每一层网板上设置有感光胶，所述感光胶的厚度控制在1~7μm。
在进一步的实施例中，所述聚酯网板的目数设计在350~500目之间，所述钢丝网板的目数设计在150~500目之间。
在进一步的实施例中，所述载具设计中，所述载具上面设置有治具，所述治具的尺寸设计选为与所述网板尺寸比例为1:1.05或比所述芯片尺寸外径大0.3mm~0.1mm中的一种，所述治具选用铝制材料。
在进一步的实施例中，所述涂层印刷中，前三层涂层之后需要进行烘烤。
在进一步的实施例中，烘烤要求如下：第一层涂层印刷后进行160℃隧道炉烘烤，烘烤时间控制在10~25min之间，第二层涂层印刷后进行160℃隧道炉烘烤，烘烤时间控制在10~25min之间，第三层涂层印刷后烘烤方式选为烘箱或隧道炉中的一种，烘烤温度设置在40~160℃之间，烘烤时间控制在1~30min之间。
在进一步的实施例中，第三层涂层印刷烘烤后，需要进行紫外线设备固化，所述紫外线固化设备能量设置在1000 mj/cm2~6000mj/ cm2，所述紫外线固化设备使用无极灯，所述无极灯的灯管选用D灯或H灯中的一种。
有益效果：一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，通过对大面积丝网印刷技术与旋涂工艺的互补，可以同时满足多颜色要求的芯片涂布，对生物识别半导体芯片的表面材质进行分析，把印刷工艺与半导体芯片表面的特殊要求进行搭配，且使用的是自己设计的原料，实现产品的自主设计，通过对涂料配方进行深度开发，实现涂料以克为单位使用量，节约半导体涂料的使用，使涂料使用更环保，成功实现半导体生物识别芯片的快速化生产。
附图说明
图1是HT-MR系列油墨配方表
图2是916-3哑光UV面配方表
图3是涂层印刷参数控制表。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
下面对本发明做详细的进一步描述：
大面积涂层印刷工艺是一种提高半导体生物识别芯片表面涂层的方法，涂层设计包括油墨涂层和硬涂层，各涂层的配方设计不同；其中：油墨配方包括下述重量份数的原料：异福尔酮20~30份，乙二醇单丁醚40~50份，醛酮树脂20~25份，色粉5~10份，助剂1~3份；
硬涂层配方包括下述重量份数的原料：丙烯酸异冰片酯5~10份，环己酮5~10份，乙酸丁酯10~15份，二氧化硅4~7份，1,6乙二醇二丙烯酸酯4~8份，苯乙烯丙烯酸树脂30~40份，引发剂4~6份，2,4,6-三甲基甲酰基1~2份，二苯基氧化膦1~3份，助剂1~2份。
第四步：涂层印刷
半导体芯片表面进行1至6层的涂层印刷，前三层设计为油墨涂层，第四层之后设计为硬涂层。
以下为生产1万颗半导体生物识别芯片所需要的工艺流程及涂层配方：
实例1：
第一步：网板设计
根据半导体芯片的尺寸进行网板外径尺寸的设计，网板选用聚酯网板，且网板的目数为300目，网板上面的感光胶厚度设计为3μm。
第二步：载具设计
将放置芯片的载具同步设计成与芯片同样的形状
第三步：刮刀硬度设置
丝印的刮刀硬度设置为75；
第四步：涂层印刷
半导体芯片表面进行4层的涂层印刷，第一层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为15min，第二层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为15min，第三层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为15min，第四层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为5min，然后进行紫外设备固化，设备功率选为1500MW，能量设置为2500MJ/cm2,每层涂层的用量为80g。
实例2：
第一步：网板设计
根据半导体芯片的尺寸进行网板外径尺寸的设计，网板选用聚酯网板，且网板的目数为350目，网板上面的感光胶厚度设计为5μm。
第二步：载具设计
将放置芯片的载具同步设计成与芯片同样的形状
第三步：刮刀硬度设置
丝印的刮刀硬度设置为75；
第四步：涂层印刷
半导体芯片表面进行4层的涂层印刷，第一层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为10min，第二层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为10min，第三层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为10min，第四层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为5min，然后进行紫外设备固化，设备功率选为2000MW，能量设置为3500MJ/cm2,每层涂层的用量为40g。
实例3：
第一步：网板设计
根据半导体芯片的尺寸进行网板外径尺寸的设计，网板选用聚酯网板，且网板的目数为400目，网板上面的感光胶厚度设计为6μm。
第二步：载具设计
将放置芯片的载具同步设计成与芯片同样的形状
第三步：刮刀硬度设置
丝印的刮刀硬度设置为75；
第四步：涂层印刷
半导体芯片表面进行4层的涂层印刷，第一层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为5min，第二层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为5min，第三层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为5min，第四层进行隧道炉烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为5min，然后进行紫外设备固化，设备功率选为2500MW，能量设置为4500MJ/cm2,每层涂层的用量为20g。
实验证明，本发明的方法制得的半导体生物识别产品的表面涂层，油墨材料的使用量是以g为单位，涂料消耗小。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，其特征在于，包括以下工艺流程：
第一步：网板设计
根据半导体芯片的尺寸进行网板外径尺寸的设计，且每个半导体芯片需要设计三层网板；
第二步：载具设计
将放置芯片的载具同步设计成与芯片同样的形状，载具的尺寸随芯片的变大而变大；
第三步：刮刀硬度设置
丝印的刮刀硬度需要控制在75~85；
第四步：涂层印刷
半导体芯片表面进行1至6层的涂层印刷，且每层涂料的用量控制在20 g ~120g。
2.根据权利要求1所述的一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，其特征在于，所述网板设计中，所述网板材质选用聚酯网板或钢丝网板中的一种，且每一层网板上设置有感光胶，所述感光胶的厚度控制在1~7μm。
3.根据权利要求2所述的一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，其特征在于，所述聚酯网板的目数设计在350~500目之间，所述钢丝网板的目数设计在150~500目之间。
4.根据权利要求1所述的一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，其特征在于，所述载具设计中，所述载具上面设置有治具，所述治具的尺寸设计选为与所述网板尺寸比例为1:1.05或比所述芯片尺寸外径大0.3mm~0.1mm中的一种，所述治具选用铝制材料。
5.根据权利要求1所述的一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，其特征在于，所述涂层印刷中，前三层涂层之后需要进行烘烤。
6.根据权利要求5所述的一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，其特征在于，烘烤要求如下：第一层涂层印刷后进行160℃隧道炉烘烤，烘烤时间控制在10~25min之间，第二层涂层印刷后进行160℃隧道炉烘烤，烘烤时间控制在10~25min之间，第三层涂层印刷后烘烤方式选为烘箱或隧道炉中的一种，烘烤温度设置在40~160℃之间，烘烤时间控制在1~30min之间。
7.根据权利要求6所述的一种生物识别芯片表面涂层处理的方法，其特征在于，第三层涂层印刷烘烤后，需要进行紫外线设备固化，所述紫外线固化设备能量设置在1000 mj/cm2~6000mj/ cm2，所述紫外线固化设备使用无极灯，所述无极灯的灯管选用D灯或H灯中的一种。
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