TWI653692B - 四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法 - Google Patents
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Abstract
一種四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,用以改善已知四方平面無引腳封裝晶片之良率不佳的問題,該四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法係包含:透過一顯微攝影裝置拍攝取得一基板之影像,該基板中封裝有複數個晶片,該晶片分別電連接複數個導線架,該導線架係形成於該基板之一表面,且各該導線架之間具有一膠體;利用一運算單元載入該基板之影像,並據以執行影像分析運算定位該基板中所封裝之晶片的位置;及該運算單元將各該晶片與一樣本影像進行比對,以偵測各該晶片所電性連接之導線架受到該膠體之殘膠所覆蓋的部分,判定為該膠體需要燒蝕的冗餘區塊,依據該冗餘區塊設定該雷射產生器之雷射軌跡,由該雷射產生器燒蝕去除該膠體之冗餘區塊。
Description
本發明係關於一種四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,尤其是一種利用雷射光束燒蝕除膠之四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法。
請參照第1及2圖所示,係一種已知四方平面無引腳封裝(quad flat no-lead package,QFN package)製程所使用之基板1(substrate),該基板1中封裝有複數個晶片2(die)。該基板1係包含複數個散熱座11(thermal pad),且對應各該散熱座11分別設有複數個導線架12(lead frame),該散熱座11及該複數個導線架12係形成於該基板1之一表面1a。各該晶片2可以分別結合於該複數個散熱座11上,並且電性連接對應各該散熱座11的複數個導線架12。其中,該基板1之散熱座11與導線架12之間以及各該導線架12之間具有一膠體3(mold cap),該膠體3較佳為絕緣材料,且通常採用環氧樹脂或其它具有良好絕緣及包覆效果之塑性材質,經由塑脂注模以包覆固定於該晶片2外部,同時延伸至該基板1之表面1a,並使該散熱座11及該導線架12暴露於該表面1a,以利後續晶片成品測試(final test)等作業的進行。
詳言之,所述之QFN晶片封裝製程首先係於該基板1上製作該散熱座11及該複數個導線架12;接著,將該晶片2經由黏晶(die attach)固定於該散熱座11:該晶片2及各該導線架12之間可以透過焊線(wire bond)或者預先成型之電連接線以形成電性連接;最後,藉由於該基板1之表面
1a上貼附一層阻隔膜(圖未繪示),利用塑脂注模將呈熔融狀態之膠體原料注入該基板1以包覆該晶片2,待其冷卻成形後即形成該膠體3,並卸除該阻隔膜以完成該晶片封裝製程之封膠(mold)程序。
然而,請參照第3圖所示,該膠體3在成形過程中,容易溢膠(mold flash)而產生不當覆蓋該散熱座11或該導線架12之殘膠31,致使該散熱座11或該導線架12無法完整暴露於該基板1之表面1a,進而產生接觸不良的情形,間接造成該晶片2封裝後之良率下滑,使業者蒙受鉅額損失。雖然已知晶片封裝製程中嘗試加入研磨步驟來修飾該散熱座11及該導線架12之表層,以除去該膠體3之殘膠31,惟習用研磨機台(例如:細砂輪機)之精確度有限,無法將覆蓋於該散熱座11及該導線架12表層之殘膠31完整去除;另有業者提出透過習用磨砂橡皮擦來清除該殘膠31,雖然除膠效果優異但操作磨砂橡皮擦機台所需之人力成本過高,明顯不符合現代半導體產業之需求。
再者,近年來積體電路製程不斷演進,該晶片2的體積持續縮減連帶造成該導線架12之面積隨之縮小,因此採用習用研磨機台或習用磨砂橡皮擦更加難以將該導線架12表面之殘膠31確實去除,加上該導線架12之暴露面積狹小,一旦被該基板1之殘膠31覆蓋極有可能使該導線架12發生接觸不良的情形,而導致整顆晶片2成為瑕疵品。此外,該基板1之散熱座11與導線架12之間以及各該導線架12之間的間隙亦隨之縮減,為了在封膠程序執行的過程中使所述之膠體原料能夠順利滲透到上述間隙內,並且提升所述封膠程序的執行效率,先進的QFN晶片封裝製程多採用濃度較低之膠體原料來成形該膠體3,卻也直接導致該膠體原料的溢膠情形加劇,所形成膠體3甚至有完全覆蓋該導線架12的情形發生。據此,該膠體3因溢膠所產生之殘膠31已然成為晶片封裝製程中急需解決之問題。
綜上所述,亟需提供一種進一步改良之QFN封裝晶片之除膠方法,以改善上述晶片2封裝完成後,其該膠體3因溢膠所產生之殘膠31難以去除之缺點,有效提升QFN封裝晶片之生產良率。
本發明之一目的係提供一種QFN封裝晶片之除膠方法,藉由一運算單元對一基板之影像執行影像分析運算,以偵測該基板之導線架受到一膠體因溢膠所形成之殘膠覆蓋的部分,能夠設定一雷射產生器之雷射軌跡來燒蝕去除該殘膠,以避免該晶片之導線架發生接觸不良的情形,具有提升QFN封裝晶片之生產良率的功效。
本發明之另一目的係提供一種QFN封裝晶片之除膠方法,於該晶片經由雷射燒蝕完成後,重複拍攝該基板影像並與一樣本影像進行比對,以檢驗該膠體之殘膠經雷射燒蝕後是否完全清除,能夠再次確認該殘膠是否成功除去,具有進一步提升該晶片之封裝品質的功效。
為達到前述發明目的,本發明所運用之技術手段包含有:一種QFN封裝晶片之除膠方法,包含:透過一顯微攝影裝置拍攝取得一基板之影像,該基板中封裝有複數個晶片,該晶片分別電連接複數個導線架,該導線架係形成於該基板之一表面,且各該導線架之間具有一膠體;利用一運算單元載入該基板之影像,並據以執行影像分析運算定位該基板中所封裝之晶片的位置;及該運算單元將各該晶片與一樣本影像進行比對,以偵測各該晶片所電性連接之導線架受到該膠體之殘膠所覆蓋的部分,判定為該膠體需要燒蝕的冗餘區塊,依據該冗餘區塊設定一雷射產生器之雷射軌跡,該雷射產生器為振鏡式雷射機台,由該雷射產生器燒蝕去除該膠體之冗餘區塊;其中,該雷射產生器利用雷射光束燒蝕去除該膠體之冗餘區塊後,再次拍攝該基板之影像並由該運算單元載入,據以將完成雷射燒蝕之各該晶片與該樣本影像再次進行比對,以檢驗該膠體
之殘膠經雷射燒蝕後是否完全清除。
上述QFN封裝晶片之除膠方法,其中,取封裝完成之一晶片做為樣本,以該雷射產生器燒蝕去除覆蓋於該晶片所電性連接之導線架上的殘膠,並且透過該顯微攝影裝置拍攝經由該雷射產生器燒蝕之晶片的影像作為該樣本影像。
上述QFN封裝晶片之除膠方法,其中,該晶片係結合於一散熱座,該散熱座形成於該基板之表面,該運算單元將各該晶片與該樣本影像進行比對時,另偵測該散熱座受到該膠體之殘膠所覆蓋的部分,同樣判定為該膠體需要燒蝕的冗餘區塊。
上述QFN封裝晶片之除膠方法,其中,取封裝於該基板的其中一晶片做為樣本,以該雷射產生器一併燒蝕去除覆蓋於該晶片所電性連接之導線架上的殘膠,以及覆蓋於該晶片所結合之散熱座上的殘膠,並且透過該顯微攝影裝置拍攝經由該雷射產生器燒蝕之晶片的影像作為該樣本影像。
上述QFN封裝晶片之除膠方法,其中,若該晶片之影像與該樣本影像之差異程度在一容許範圍內,即判定該基板之殘膠已完全清除;反之,若該晶片之影像與該樣本影像之差異超出該容許範圍,即判定該晶片必需進行二次除膠加工,或者直接視為不良品,將該晶片及其所在位置之基板一併捨棄。
上述QFN封裝晶片之除膠方法,其中,運算單元係執行影像分析以定位各該散熱座之一中心點,以作為該基板中所封裝之晶片的位置。
上述QFN封裝晶片之除膠方法,其中,該雷射產生器係採用亞格雷射,且該雷射產生器所產生之雷射光束的功率及波長分別為16~24瓦特及851~1277奈米。
上述QFN封裝晶片之除膠方法,其中,該樣本影像為經由軟體繪製之一模板影像。
〔本發明〕
L‧‧‧雷射產生器
C‧‧‧顯微攝影裝置
R‧‧‧區域
P‧‧‧中心點
D‧‧‧冗餘區塊
〔習知〕
1‧‧‧基板
1a‧‧‧表面
11‧‧‧散熱座
12‧‧‧導線架
2‧‧‧晶片
3‧‧‧膠體
31‧‧‧殘膠
第1圖:係一種已知晶片封裝製程所使用之基板外觀圖。
第2圖:係一種已知晶片封裝製程所使用之基板之局部剖視圖。
第3圖:係一種已知晶片封裝製程之晶片封裝後之放大圖。
第4圖:係本發明較佳實施例QFN封裝晶片之除膠方法之流程圖。
第5圖:係本發明較佳實施例之操作示意圖。
第6圖:係本發明較佳實施例之步驟示意圖(一)。
第7圖:係本發明較佳實施例之步驟示意圖(二)。
第8圖:係本發明較佳實施例之步驟示意圖(三)。
第9圖:係本發明較佳實施例所拍攝之基板影像局部放大圖(一)。
第10圖:係本發明較佳實施例所拍攝之基板影像局部放大圖(二)。
為讓本發明之上述及其它目的、特徵及優點能更明顯易懂,下文特舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:請參照第4圖所示,係本發明較佳實施例四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法之流程圖。首先,如第5及6圖所示,透過一顯微攝影裝置C拍攝取得該基板1之表面1a上其中一區域R的影像,該顯微攝影裝置C可以為電荷耦合裝置(Charge Coupled Device,CCD)攝影機或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)攝影機等,再以一運算單元載入該區域R之影像後,執行影像分析運算來辨識該區域R中的各個散熱座11,並且定位該基板1中所封裝之晶片2的位置。請一併參照第7圖所示,在本實施例當中,該運算單元係執行影像分析以
定位各該散熱座11之一中心點P,作為該晶片2之位置的參考基準。
請參照第8圖所示,定位出各該晶片2的位置後,該運算單元可以將各該晶片2所電性連接之導電架12與一樣本影像進行比對,以偵測各該導線架12受該膠體3之殘膠31所覆蓋的部分,並判定為該膠體3需要燒蝕的冗餘區塊D。如第9圖所示,係為該顯微攝影裝置C所拍攝之該區域R的影像中,該膠體3之其中一冗餘區塊D的局部放大圖,該運算單元進一步依據該冗餘區塊D設定一習用雷射產生器L之雷射軌跡,該雷射產生器L較佳為振鏡式雷射機台,以提供可循環燒蝕且可程式化之雷射軌跡。
詳言之,由於該基板1的成形過程中,很容易溢膠而產生不當覆蓋該散熱座11或該導線架12之殘膠31,進而產生接觸不良的情形。其中,由於該導線架12之面積較小,因此該導線架12暴露於該基板1之表面1a的部分一旦受到該殘膠覆蓋112,就非常有可能使該晶片2形成不良品(bad die)。據此,使用者可以取封裝完成之一晶片2做為樣本,透過人工操作該雷射產生器L,燒蝕去除覆蓋於該晶片2所電性連接之導線架1上的殘膠31,並且拍攝經由該雷射產生器L燒蝕之晶片2的影像作為該樣本影像。藉此,該運算單元分別將各該晶片2與該樣本影像進行比對,即可辨識各該晶片2所電性連接之導線架12受該膠體3之殘膠31覆蓋的部分,並判定為該膠體3需要燒蝕的冗餘區塊D。再者,使用者可以一併透過人工操作該雷射產生器L燒蝕去除覆蓋於該散熱座11之殘膠31,藉此該運算單元分別將各該晶片2與該樣本影像進行比對時,可以同時辨識各該晶片2所結合之散熱座11受該膠體3之殘膠31所覆蓋的部分,並且同樣判定為該膠體3需要燒蝕的冗餘區塊D。
惟,該樣本影像也可以為經由軟體繪製之一模板影像(template layout),包含該晶片2所電性連接之導電架12及所結合之散熱座
11在未受到該殘膠31覆蓋的理想狀態下,分別應具有的標準形狀與面積,以供該運算單元用來比對各該晶片2,有效偵測該散熱座11或該導線架12受該膠體3之殘膠31所覆蓋的部分。由於利用影像分析運算以偵測各該晶片2所連接之散熱座11或導線架12受該殘膠31所覆蓋的部分,乃本領域技術人員所熟習之已知技術,故本發明對該樣本影像之取得方式、以及各該晶片2之影像該樣本影像之比對方式並不加以限制。
該運算單元係重複上述比對過程逐顆完成各該晶片2之比對,以偵測各該導電架12受到該膠體3之殘膠31所覆蓋的部分,並判定該膠體3需要燒蝕的冗餘區塊D,據以設定該雷射產生器L之雷射軌跡,使得該雷射產生器L能夠利用雷射光束燒蝕去除該膠體3之冗餘區塊。為了確保燒蝕去除該膠體3之殘膠11時具備理想的精確度,該雷射產生器L必須產生足夠精細之雷射光束,因此該雷射產生器L較佳採用光纖(fiber)雷射、紫外線(ultraviolet,UV)雷射或亞格(neodymium-doped yttrium aluminum garnet,Nd:YAG)雷射等雷射產生技術。其中,以亞格雷射為例,該雷射產生器L較佳輸出功率為16~24瓦特且波長為851~1277奈米之亞格雷射光束,以對該殘膠31進行雷射燒蝕,能夠有效降低該雷射光束之功率過高導致損傷該散熱座11或該導線架12之風險。
藉由上述較佳實施例QFN封裝晶片之除膠方法,一運算單元透過對一基板1之影像執行影像分析運算,以偵測各晶片2所電性連接之導電架12受到一膠體3之殘膠31所覆蓋的部分,能夠據以設定一雷射產生器L之雷射軌跡來燒蝕去除該殘膠31,以避免該晶片2之導線架12發生接觸不良的情形。據此,本發明QFN封裝晶片之除膠方法確實具有提升QFN封裝晶片之生產良率的功效。
此外,請續參照第4圖所示,該雷射產生器L利用雷射光束燒蝕去除該膠體3之冗餘區塊D後,可以再次拍攝該基板1之區域R的影
像並由該運算單元載入,據以將完成雷射燒蝕之各該晶片2與該樣本影像再次進行比對,以檢驗該膠體3之殘膠31經雷射燒蝕後是否完全清除。請參照第10圖所示,係為該顯微攝影裝置C所拍攝之該區域R的影像中,其中一冗餘區塊D經雷射燒蝕後局部之放大圖,倘若包含該冗餘區塊D之晶片2的影像與該樣本影像之差異程度在一容許範圍內,即判定該膠體3之殘膠31已完全清除,代表該較佳實施例QFN封裝晶片之除膠方法已確實執行;反之,倘若包含該冗餘區塊D之該晶片2的影像與該樣本影像之差異超出該容許範圍,即判定該晶片2必需進行二次除膠加工,或者直接視為不良品,將該晶片2及其所在位置之基板1一併捨棄,抑或將包含該晶片2之該基板1的區域R標記,改採人工檢驗以進一步判斷後續處理方式。所述晶片2之影像與該樣本影像之差異程度可以利用面積比、長寬比或平滑度等參數來估量,係本發明所述技術領域中具有通常知識者所能輕易理解實施,恕不另行贅述。
據此,上述較佳實施例QFN封裝晶片之除膠方法可以於該晶片2經由雷射燒蝕完成後,重複拍攝該基板1之影像並將各該晶片2與一樣本影像進行比對,以檢驗該膠體3之殘膠31經雷射燒蝕後是否完全清除。藉此,本發明QFN封裝晶片之除膠方法能夠再次確認該殘膠31是否成功除去,確實具有進一步提升該晶片2之封裝品質的功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內,相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (8)
- 一種四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,包含:透過一顯微攝影裝置拍攝取得一基板之影像,該基板中封裝有複數個晶片,該晶片分別電連接複數個導線架,該導線架係形成於該基板之一表面,且各該導線架之間具有一膠體;利用一運算單元載入該基板之影像,並據以執行影像分析運算定位該基板中所封裝之晶片的位置;及該運算單元將各該晶片與一樣本影像進行比對,以偵測各該晶片所電性連接之導線架受到該膠體之殘膠所覆蓋的部分,判定為該膠體需要燒蝕的冗餘區塊,依據該冗餘區塊設定一雷射產生器之雷射軌跡,該雷射產生器為振鏡式雷射機台,由該雷射產生器燒蝕去除該膠體之冗餘區塊;其中,該雷射產生器利用雷射光束燒蝕去除該膠體之冗餘區塊後,再次拍攝該基板之影像並由該運算單元載入,據以將完成雷射燒蝕之各該晶片與該樣本影像再次進行比對,以檢驗該膠體之殘膠經雷射燒蝕後是否完全清除。
- 如申請專利範圍第1項所述之四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,其中,取封裝完成之一晶片做為樣本,以該雷射產生器燒蝕去除覆蓋於該晶片所電性連接之導線架上的殘膠,並且透過該顯微攝影裝置拍攝經由該雷射產生器燒蝕之晶片的影像作為該樣本影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,其中,該晶片係結合於一散熱座,該散熱座形成於該基板之表面,該運算單元將各該晶片與該樣本影像進行比對時,另偵測該散熱座受到該膠體之殘膠所覆蓋的部分,同樣判定為該膠體需要燒蝕的冗餘區塊。
- 如申請專利範圍第3項所述之四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,其中,取封裝於該基板的其中一晶片做為樣本,以該雷射產生器一併燒蝕去除覆蓋於該晶片所電性連接之導線架上的殘膠,以及覆蓋於該晶片所結合之散熱座上的殘膠,並且透過該顯微攝影裝置拍攝經由該雷射產生器燒蝕之晶片的影像作為該樣本影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,其中,若該晶片之影像與該樣本影像之差異程度在一容許範圍內,即判定該基板之殘膠已完全清除;反之,若該晶片之影像與該樣本影像之差異超出該容許範圍,即判定該晶片必需進行二次除膠加工,或者直接視為不良品,將該晶片及其所在位置之基板一併捨棄。
- 如申請專利範圍第3或4項所述之四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,其中,運算單元係執行影像分析以定位各該散熱座之一中心點,以作為該基板中所封裝之晶片的位置。
- 如申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,其中,該雷射產生器係採用亞格雷射,且該雷射產生器所產生之雷射光束的功率及波長分別為16~24瓦特及851~1277奈米。
- 如申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之四方平面無引腳封裝晶片之除膠方法,其中,該樣本影像為經由軟體繪製之一模板影像。
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