一種半導(dǎo)體芯片粘接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體芯片粘接方法，其具體步驟為：第一步，選擇粘接膠；第二步，控制粘接膠形成膠點(diǎn)并確定膠點(diǎn)質(zhì)量；第三步，測(cè)量圓形膠膜的半徑和厚度得到體積；第四步，確定粘接芯片所需固化后的粘接膠體積；第五步，確定涂膠時(shí)芯片所需粘接膠膠點(diǎn)個(gè)數(shù)；第六步，在粘接區(qū)的頂點(diǎn)旁邊排布膠點(diǎn)；第七步，確定粘接區(qū)短邊的臨界范圍；第八步，以粘接區(qū)短邊的相鄰臨界范圍的中點(diǎn)為界限排布膠點(diǎn)；第九步，芯片粘接與固化；至此，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體芯片的粘接。本發(fā)明減少了芯片在經(jīng)過(guò)按壓后某些部位粘接膠膠量過(guò)多而另一些部位缺少粘接膠的問(wèn)題，可有效提高生產(chǎn)線涂膠粘片工序的可靠性。
【專利說(shuō)明】一種半導(dǎo)體芯片粘接方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種粘接方法，特別是一種半導(dǎo)體芯片粘接方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在半導(dǎo)體技術(shù)中，襯底的制作一般采用硅、石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰等材料，在經(jīng)過(guò)清洗、鍍膜、光刻等工序后，襯底被制成包含多個(gè)具有完整電性能芯片的基片，然后再經(jīng)過(guò)封裝工序?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品成型。封裝工序直接決定產(chǎn)品的可靠性，步驟為:基片測(cè)試、基片切割和分片、涂膠粘片、引線鍵合、封管、標(biāo)識(shí)。其中，在涂膠粘片步驟中，一般采用毛筆等工具手動(dòng)蘸取粘接膠或利用出膠設(shè)備將粘接膠轉(zhuǎn)移至管殼上的芯片粘接區(qū)，然后利用真空吸頭將單個(gè)芯片吸起并放置在粘接膠上，再用真空吸頭按壓芯片直至達(dá)到粘接膠在芯片四周有溢出的要求時(shí)，吸頭解除真空并離開(kāi)，然后對(duì)粘附有半導(dǎo)體芯片的管殼進(jìn)行固化即可完成芯片粘接。
[0004]然而，上述半導(dǎo)體芯片粘接方法具有以下問(wèn)題，例如:對(duì)于不同面積的芯片粘接，單純利用操作者的直觀感受來(lái)控制粘接膠總量肯定存在誤差；此外，對(duì)于相同面積不同長(zhǎng)寬比的芯片，如何排布粘接膠尚未有明確的方案，在按壓操作后往往存在因粘接膠不能均勻分布在粘接區(qū)而使芯片粘接強(qiáng)度降低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體芯片粘接方法，解決過(guò)去的涂膠粘片方法中粘接膠總量無(wú)法控制和粘接膠不能均勻分布在芯片粘接區(qū)的問(wèn)題。
[0006]一種半導(dǎo)體芯片粘接方法，其具體步驟為:
第一步選擇粘接膠
半導(dǎo)體芯片與封裝管殼之間通過(guò)粘接膠連接，選擇黏度大于200mPa.s的粘接膠。
[0007]第二步控制粘接膠形成膠點(diǎn)并確定膠點(diǎn)質(zhì)量
粘接膠膠點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)膠機(jī)實(shí)現(xiàn)，并控制膠點(diǎn)質(zhì)量> 0.05mg，誤差< 0.5%。
[0008]粘接膠膠點(diǎn)的質(zhì)量通過(guò)先稱量η個(gè)膠點(diǎn)的總質(zhì)量，然后除以η得到每個(gè)膠點(diǎn)的質(zhì)量，其中η>100。
[0009]第三步測(cè)量圓形膠膜的半徑和厚度得到體積
將質(zhì)量為的膠點(diǎn)滴置在表面光滑的襯底A和襯底B之間，經(jīng)過(guò)按壓、固化操作后，采用剪切拉力測(cè)試儀分離襯底A和襯底B后，在其中一個(gè)襯底上得到圓形膠膜。
[0010]測(cè)量顯微鏡測(cè)得圓形膠膜的半徑為，臺(tái)階儀測(cè)得圓形膠膜的厚度為，則圓形膠膜的體積為。當(dāng)圓形膠膜厚度為時(shí)，圓形膠膜的半徑為。
[0011]第四步確定粘接芯片所需固化后的粘接膠體積
半導(dǎo)體芯片為長(zhǎng)方形，設(shè)芯片的短邊為，長(zhǎng)邊為，固化后的圓形膠膜厚度為。[0012]固化后的粘接膠體積為芯片下方的粘接膠體積加上溢膠體積。
[0013]芯片下方的粘接膠體積:。
[0014]溢膠體積通過(guò)將溢膠體積等效模型中斜線填充的面積等效為網(wǎng)格填充的長(zhǎng)方形面積，長(zhǎng)方形的寬度為，溢膠體積。
[0015]固化后的粘接膠體積。
[0016]第五步確定涂膠時(shí)芯片所需粘接膠膠點(diǎn)個(gè)數(shù)
質(zhì)量為的粘接膠膠點(diǎn)固化后形成的圓形膠膜的體積為，芯片粘接所需固化后的粘接膠體積為，所以，涂膠時(shí)芯片所需質(zhì)量為的粘接膠膠點(diǎn)個(gè)數(shù)為。
[0017]第六步在粘接區(qū)的頂點(diǎn)旁邊排布膠點(diǎn)
涂膠時(shí)將粘接膠膠點(diǎn)排布在封裝管殼上的芯片粘接區(qū)，粘接區(qū)的形狀、大小與長(zhǎng)方形芯片完全相同。以芯片粘接區(qū)左下角頂點(diǎn)為原點(diǎn)，短邊為X軸，長(zhǎng)邊為Y軸建立直角坐標(biāo)系。
[0018]由于芯片粘接按壓時(shí)，四個(gè)頂點(diǎn)處總是最后溢膠，因此，為保證100%的溢膠，排布粘接膠膠點(diǎn)需要首先照顧頂點(diǎn)。
[0019]在芯片粘接區(qū)的頂點(diǎn)旁邊排布膠點(diǎn)，這些膠點(diǎn)與粘接區(qū)頂點(diǎn)的距離為圓形膠膜的半徑，且與連接頂點(diǎn)兩個(gè)邊的距離均為。
[0020]第七步確定粘接區(qū)短邊的臨界范圍
當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在芯片短邊的兩個(gè)頂點(diǎn)旁排布一個(gè)膠點(diǎn)。
[0021]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在芯片短邊的兩個(gè)頂點(diǎn)旁排布兩個(gè)膠點(diǎn)。
[0022]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在芯片短邊的兩個(gè)頂點(diǎn)旁排布兩個(gè)膠點(diǎn)。同時(shí)，在這兩個(gè)膠點(diǎn)的位置中間再排布一個(gè)膠點(diǎn)以照顧短邊處溢膠。
[0023]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在芯片短邊的兩個(gè)頂點(diǎn)旁排布兩個(gè)膠點(diǎn)。同時(shí)，在這兩個(gè)膠點(diǎn)的位置中間再排布兩個(gè)膠點(diǎn)以照顧短邊處溢膠。
[0024]第八步以粘接區(qū)短邊的相鄰臨界范圍的中點(diǎn)為界限排布膠點(diǎn)
當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布一個(gè)膠點(diǎn)尚有富余，需換用質(zhì)量小于的粘接膠膠點(diǎn)，在固化后的膠膜厚度不變的情況下，圓形膠膜的半徑會(huì)變小進(jìn)而使的值變小，直至。
[0025]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布一個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐標(biāo)分別為、，余下的個(gè)點(diǎn)以一列的形式按Y軸方向等間距排布，這列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為。
[0026]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布兩個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐標(biāo)分別為、、、，余下的個(gè)點(diǎn)以一列的形式按Y軸方向等間距排布，這列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為。
[0027]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布三個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐
標(biāo)分別為......若余下的點(diǎn)數(shù)為奇數(shù)，則先在處排布一個(gè)點(diǎn)，再將余下的點(diǎn)以兩列的形
式按Y軸方向等間距排布，這兩列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)分別為、。
[0028]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布四個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐標(biāo)為、、、、、、、。若，先在處排布一個(gè)點(diǎn)；若，先在、處各排布一個(gè)點(diǎn)。再將余下的點(diǎn)以三列的形式按Y軸方向等間距排布，這三列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)分別為、、。
[0029]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在粘接區(qū)的兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布四個(gè)膠點(diǎn)尚且不足，需換用質(zhì)量大于的粘接膠膠點(diǎn)，在固化后的膠膜厚度不變的情況下，圓形膠膜的半徑會(huì)變大進(jìn)而使的值變大，直至。[0030] 第九步芯片粘接與固化
用真空吸頭吸起芯片并移至芯片粘接區(qū)上方，向下按壓芯片直至粘接膠從芯片四周溢出，解除吸頭真空，然后再對(duì)粘附有芯片的管殼進(jìn)行固化。
[0031 ] 至此，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體芯片的粘接。
[0032]本發(fā)明根據(jù)質(zhì)量已知的粘接膠膠點(diǎn)固化后的體積和芯片所需固化后的粘接膠體積，確定芯片涂膠時(shí)所需的粘接膠膠點(diǎn)個(gè)數(shù)，此外，本發(fā)明利用所述芯片粘接區(qū)的短邊和預(yù)設(shè)定的膠膜厚度，給出了先在兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)的固定位置排布一定數(shù)量的膠點(diǎn)，然后按照特定的方法依次排列剩余粘接膠膠點(diǎn)的排布方法。本發(fā)明避免了固化前后，因粘接膠固化造成的溶劑揮發(fā)或體積收縮等原因使粘接膠質(zhì)量、體積發(fā)生變化而導(dǎo)致無(wú)法控制粘接膠總量的問(wèn)題。同時(shí)本發(fā)明可將粘接膠均勻的分布在芯片粘接區(qū)，減少了芯片在經(jīng)過(guò)按壓后某些部位粘接膠膠量過(guò)多而另一些部位缺少粘接膠的問(wèn)題，可有效提高生產(chǎn)線涂膠粘片工序的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1 一種半導(dǎo)體芯片粘接方法的溢膠體積等效模型圖；
圖2 —種半導(dǎo)體芯片粘接方法的粘接膠膠點(diǎn)排布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]一種半導(dǎo)體芯片粘接方法，其具體步驟為:
第一步選擇粘接膠
半導(dǎo)體芯片與封裝管殼之間通過(guò)粘接膠連接，選擇一種黏度為30000 mPa.s的粘接膠。
[0035]第二步控制粘接膠形成膠點(diǎn)并確定膠點(diǎn)質(zhì)量
粘接膠膠點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)膠機(jī)實(shí)現(xiàn)，并控制膠點(diǎn)質(zhì)量> 0.05mg，誤差< 0.5%。
[0036]粘接膠膠點(diǎn)的質(zhì)量通過(guò)先稱量100個(gè)膠點(diǎn)的總質(zhì)量，然后除以100得到每個(gè)膠點(diǎn)的質(zhì)量，。
[0037]第三步測(cè)量圓形膠膜的半徑和厚度得到體積
將質(zhì)量為的膠點(diǎn)滴置在表面光滑的玻璃襯底A和鈮酸鋰襯底B之間，經(jīng)過(guò)按壓、固化操作后，采用剪切拉力測(cè)試儀分離襯底A和襯底B后，在襯底B上得到圓形膠膜。
[0038]測(cè)量顯微鏡測(cè)得圓形膠膜的半徑為，臺(tái)階儀測(cè)得圓形膠膜的厚度為，則圓形膠膜的體積為。當(dāng)圓形膠膜厚度為時(shí)，圓形膠膜的半徑為。
[0039]第四步確定粘接芯片所需固化后的粘接膠體積
半導(dǎo)體芯片為長(zhǎng)方形，設(shè)芯片的短邊為，長(zhǎng)邊為，固化后的圓形膠膜厚度為，則。
[0040]固化后的粘接膠體積為芯片下方的粘接膠體積加上溢膠體積。
[0041]芯片下方的粘接膠體積:。
[0042]溢膠體積通過(guò)將溢膠體積等效模型中斜線填充的面積等效為網(wǎng)格填充的長(zhǎng)方形面積，長(zhǎng)方形的寬度為，溢膠體積。
[0043]固化后的粘接膠體積。
[0044]第五步確定涂膠時(shí)芯片所需粘接膠膠點(diǎn)個(gè)數(shù)質(zhì)量為的粘接膠膠點(diǎn)固化后形成的圓形膠膜的體積為，芯片粘接所需固化后的粘接膠體積為，所以，涂膠時(shí)芯片所需質(zhì)量為的粘接膠膠點(diǎn)個(gè)數(shù)為。
[0045]第六步在粘接區(qū)的頂點(diǎn)旁邊排布膠點(diǎn)
涂膠時(shí)將粘接膠膠點(diǎn)排布在封裝管殼上的芯片粘接區(qū)，粘接區(qū)的形狀、大小與長(zhǎng)方形芯片完全相同。以芯片粘接區(qū)左下角頂點(diǎn)為原點(diǎn)，短邊為X軸，長(zhǎng)邊為Y軸建立直角坐標(biāo)系。
[0046]由于芯片粘接按壓時(shí)，四個(gè)頂點(diǎn)處總是最后溢膠，因此，為保證100%的溢膠，排布粘接膠膠點(diǎn)需要首先照顧頂點(diǎn)。
[0047]在芯片粘接區(qū)的頂點(diǎn)旁邊排布膠點(diǎn)，這些膠點(diǎn)與粘接區(qū)頂點(diǎn)的距離為圓形膠膜的半徑，且與連接頂點(diǎn)兩個(gè)邊的距離均為。
[0048]第七步確定粘接區(qū)短邊的臨界范圍
當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在芯片短邊的兩個(gè)頂點(diǎn)旁排布一個(gè)膠點(diǎn)。
[0049]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在芯片短邊的兩個(gè)頂點(diǎn)旁排布兩個(gè)膠點(diǎn)。
[0050]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在芯片短邊的兩個(gè)頂點(diǎn)旁排布兩個(gè)膠點(diǎn)。同時(shí)，在這兩個(gè)膠點(diǎn)的位置中間再排布一個(gè)膠點(diǎn)以照顧短邊處溢膠。
[0051]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在芯片短邊的兩個(gè)頂點(diǎn)旁排布兩個(gè)膠點(diǎn)。同時(shí)，在這兩個(gè)膠點(diǎn)的位置中間再排布兩個(gè)膠點(diǎn)以照顧短邊處溢膠。
[0052]第八步以粘接區(qū)短邊的相鄰臨界范圍的中點(diǎn)為界限排布膠點(diǎn)
當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布一個(gè)膠點(diǎn)尚有富余，需換用質(zhì)量小于的粘接膠膠點(diǎn)，在固化后的膠膜厚度不變的情況下，圓形膠膜的半徑會(huì)變小進(jìn)而使的值變小，直至。
[0053]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布一個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐標(biāo)分別為、，余下的N-2個(gè)點(diǎn)以一列的形式按Y軸方向等間距排布，這列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為
a/2 ο
[0054]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布兩個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐標(biāo)分別為、、、，余下的N-4個(gè)點(diǎn)以一列的形式按Y軸方向等間距排布，這列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為
a/2 ο
[0055]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布三個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐
標(biāo)分別為......若余下的點(diǎn)數(shù)為奇數(shù)，則先在處排布一個(gè)點(diǎn)，再將余下的點(diǎn)以兩列的形
式按Y軸方向等間距排布，這兩列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)分別為、。
[0056]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布四個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐標(biāo)為、、、、、、、。若，先在處排布一個(gè)點(diǎn)；若，先在、處各排布一個(gè)點(diǎn)。再將余下的點(diǎn)以三列的形式按Y軸方向等間距排布，這三列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)分別為、、
?+3 丨 a-2.li/4。
[0057]當(dāng)芯片粘接區(qū)的短邊時(shí)，在粘接區(qū)的兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布四個(gè)膠點(diǎn)尚且不足，需換用質(zhì)量大于的粘接膠膠點(diǎn)，在固化后的膠膜厚度不變的情況下，圓形膠膜的半徑會(huì)變大進(jìn)而使的值變 大，直至。
[0058]所選芯片的短邊，屬于上述第三種情況，即，先在粘接區(qū)兩個(gè)短邊內(nèi)側(cè)分別排布兩個(gè)粘接膠膠點(diǎn)，坐標(biāo)分別為、、、，余下的個(gè)點(diǎn)以一列的形式按Y軸方向等間距排布，這列點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為。
[0059]第九步芯片粘接與固化
用真空吸頭吸起芯片并移至芯片粘接區(qū)上方，向下按壓芯片直至粘接膠從芯片四周溢出，解除吸頭真空，然后再對(duì)粘附有芯片的管殼進(jìn)行固化。
[0060]至此，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體芯片的粘接。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體芯片粘接方法，其特征在于具體步驟為: 第一步選擇粘接膠 半導(dǎo)體芯片與封裝管殼之間通過(guò)粘接膠連接，選擇黏度大于200mPa.s的粘接膠； 第二步控制粘接I父形成I父點(diǎn)并確定I父點(diǎn)質(zhì)邏、mO 粘接膠膠點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)膠機(jī)實(shí)現(xiàn)，并控制膠點(diǎn)質(zhì)量> 0.05mg，誤差< 0.5% ； 粘接膠膠點(diǎn)的質(zhì)量通過(guò)先稱量η個(gè)膠點(diǎn)的總質(zhì)量，然后除以η得到每個(gè)膠點(diǎn)的質(zhì)量，其中 η>100 ； 第三步測(cè)量圓形膠膜的半徑G和厚度~得到體積外 將質(zhì)量為的膠點(diǎn)滴置在表面光滑的襯底A和襯底B之間，經(jīng)過(guò)按壓、固化操作后，采用剪切拉力測(cè)試儀分離襯底A和襯底B后，在其中一個(gè)襯底上得到圓形膠膜； 測(cè)量顯微鏡測(cè)得圓形膠膜的半徑為5，臺(tái)階儀測(cè)得圓形膠膜的厚度為匈，則圓形膠膜的體積為
【文檔編號(hào)】H01L21/50GK103928354SQ201410194314
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】孟騰飛, 徐浩, 賀強(qiáng), 陳偉, 李麗 申請(qǐng)人:北京長(zhǎng)峰微電科技有限公司