本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)，特別涉及一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法、靜電粉末噴涂裝置。

背景技術(shù)：

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)過清洗、鍍膜、光刻等工序后，襯底被制成包含多個具有完整電性能芯片的基片，然后再經(jīng)過封裝工藝實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成型。封裝工藝直接決定產(chǎn)品的可靠性，其通常包括貼藍(lán)膜、基片切割和分片、芯片粘結(jié)等步驟。

現(xiàn)有的芯片封裝工藝如圖1～9所示，包括：

步驟S1：貼藍(lán)膜11于晶圓框架12的背面上，以保護(hù)晶圓13，如圖2所示；

步驟S2：利用刀片14切割晶圓13，以獲取單個芯片15，如圖3和圖4所示；

步驟S3：利用點(diǎn)膠頭16將銀膠17點(diǎn)入于電路基板18上，以作為固定芯片15的粘接膠，如圖5所示；

步驟S4：利用真空吸嘴19將芯片15吸起并放置于銀膠17上，并通過真空吸嘴19按壓芯片15直至銀膠17于芯片15的側(cè)壁有溢出要求時，所述真空吸嘴19解除真空并離開，如圖6所示；

步驟S5：對粘附有芯片15的電路基板18進(jìn)行銀膠加熱固化，如圖6中示出的多個箭頭示意對銀膠17進(jìn)行加熱固化，隨之即可完成芯片粘接，以便于進(jìn)行后續(xù)工序。

其中，在現(xiàn)有的芯片粘接工序中，為了獲取足夠大的粘接力，確保芯片粘接的可靠性，必須要求點(diǎn)入的銀膠17完全覆蓋芯片15的底部并溢出至芯片15的側(cè)壁為止，具體如圖7和圖8所示。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這樣的芯片粘接方法存在一定的問題，具體地說，所述點(diǎn)入的銀膠17會溢出至芯片15的側(cè)壁并 進(jìn)一步覆蓋了芯片15的部分上表面，如圖9所示，這種情況下，所述芯片15的功能將發(fā)生失效，進(jìn)而使得芯片的可靠性受到了挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法、靜電粉末噴涂裝置，以解決現(xiàn)有的芯片粘接工序中因銀膠溢出并覆蓋芯片的上表面而導(dǎo)致的芯片功能失效問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括電路基板、設(shè)置于所述電路基板上的粘接膠層以及設(shè)置于所述粘接膠層上的芯片，所述芯片的側(cè)壁上設(shè)置有不沾材料層。

可選的，在所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)中，所述不沾材料層為聚四氟乙烯。

可選的，在所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)中，所述粘接膠層為導(dǎo)電銀膠。

此外，本發(fā)明還提供了一種上述任意一項(xiàng)所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，包括：

提供用于封裝的芯片；

在所述芯片的側(cè)壁上設(shè)置不沾材料層；

提供用于承載芯片的電路基板；

在所述電路基板上設(shè)置粘接膠層；

將所述芯片放置于所述粘接膠層上，并使所述粘接膠層完全覆蓋所述芯片的底部；

加熱所述粘接膠層，以使所述粘接膠層固化。

可選的，在所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法中，在所述芯片的側(cè)壁上設(shè)置不沾材料層的步驟包括：

在所述芯片的側(cè)壁上噴涂不沾材料層；

烘烤所述不沾材料層，以使所述不沾材料層完全粘附于所述芯片的側(cè)壁上；

將所述不沾材料層冷卻至室溫，以使所述不沾材料層固化。

可選的，在所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法中，所述不沾材料層的烘烤溫度為40～60℃，所述不沾材料層的烘烤時間為20～40秒。

可選的，在所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法中，通過一真空吸嘴將所述芯 片放置于所述粘接膠層上，并按壓所述芯片直至所述粘接膠層溢出至所述芯片的側(cè)壁。

另外，本發(fā)明又提供了一種靜電粉末噴涂裝置，用于芯片封裝過程中在芯片的側(cè)壁上噴涂靜電粉末從而形成不沾材料層，所述靜電粉末噴涂裝置包括供粉單元以及與所述供粉單元連接的噴射單元，所述供粉單元用于提供粉末，所述噴射單元用于噴射所述粉末并使所述粉末霧化從而靜電吸附在所述芯片的側(cè)壁上。

可選的，在所述的靜電粉末噴涂裝置中，所述供粉單元包括捕集器以及與所述捕集器連接的空氣壓縮器，所述粉末設(shè)置于所述捕集器中，并通過所述空氣壓縮器的壓縮空氣作用吹入至所述噴射單元中。

可選的，在所述的靜電粉末噴涂裝置中，所述噴射單元包括噴槍以及電連接所述噴槍的靜電發(fā)生器，所述噴槍用于噴射所述粉末并使所述粉末霧化，所述靜電發(fā)生器用于使從所述噴槍噴出的霧化粉末電離，并用于在噴槍的槍口和所述芯片之間形成靜電場。

可選的，在所述的靜電粉末噴涂裝置中，所述靜電發(fā)生器設(shè)置于所述噴槍外。

可選的，在所述的靜電粉末噴涂裝置中，所述靜電粉末噴涂裝置還包括治具和用于承載所述治具的旋轉(zhuǎn)工作臺；靜電噴涂時，所述治具放置于所述旋轉(zhuǎn)工作臺上，所述芯片放置于所述治具中并接地。

綜上所述，本發(fā)明利用不沾材料與粘接膠的不溶特性，在芯片封裝過程中，通過在芯片的側(cè)壁上設(shè)置不沾材料層，從而使得粘接膠層完全覆蓋芯片的底部時，溢出的粘接膠層不會進(jìn)一步粘附于芯片的上表面上，由此避免了因溢出的粘接膠層粘附于芯片的上表面而造成的芯片功能失效問題，確保了芯片的可靠性，提升了芯片封裝結(jié)構(gòu)的質(zhì)量；進(jìn)一步的，本發(fā)明不沾材料層采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯不僅不粘附性、耐熱性、熱穩(wěn)定性能較佳，而且耐磨損性、耐腐蝕性也非常好，使得在芯片粘接工序后的其他工序中不易被腐蝕和磨損，進(jìn)而確保了不沾材料層不會脫落而污染機(jī)臺，因此，不會影響后續(xù)的制程，可靠性高，易于實(shí)施。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的芯片封裝工藝的流程示意圖；

圖2為現(xiàn)有的芯片封裝工藝中貼藍(lán)膜的示意圖；

圖3為現(xiàn)有的芯片封裝工藝中切割晶圓的示意圖；

圖4為圖3所示的切割晶圓的側(cè)視示意圖；

圖5為現(xiàn)有的芯片粘接工序中點(diǎn)銀膠的示意圖；

圖6為現(xiàn)有的芯片粘接工序中將芯片放置于銀膠上以及按壓芯片的示意圖；

圖7為現(xiàn)有的芯片粘接工序中點(diǎn)入的銀膠溢出至芯片的側(cè)壁的示意圖；

圖8為圖7所示的點(diǎn)入的銀膠溢出至芯片的側(cè)壁的俯視示意圖；

圖9為現(xiàn)有的芯片粘接工序中溢出的銀膠覆蓋芯片的側(cè)壁和上表面的剖視示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例一的芯片封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為圖10所示的芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視示意圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例一的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法的流程示意圖；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例一的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法中的步驟S20的流程示意圖；

圖14為本發(fā)明實(shí)施例二的靜電粉末噴涂裝置的架構(gòu)示意圖；

圖15為本發(fā)明實(shí)施例二的靜電粉末噴涂裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法、靜電粉末噴涂裝置中，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括電路基板、設(shè)置于所述電路基板上的粘接膠層以及設(shè)置于所述粘接膠層上的芯片，且所述芯片的側(cè)壁上設(shè)置有不沾材料層。本發(fā)明利用不沾材料與粘接膠的不溶特性，在芯片封裝過程中，通過在芯片的側(cè)壁上設(shè)置不沾材料層，使得粘接膠層完全覆蓋芯片的底部時，溢出的粘接膠層不會進(jìn)一步粘附于芯片的上表面上，由此避免了因溢出的粘接膠層粘附于芯片的上表面而造成的芯片功能失效問題，確保了芯片的可靠性，提升了芯片封裝結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

為使本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征更加清楚，以下結(jié)合附圖10至15對本發(fā)明提出的芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法、靜電粉末噴涂裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

【實(shí)施例一】

參閱圖10和圖11，本實(shí)施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)包括電路基板21、設(shè)置于電路基板上21的粘接膠層22以及設(shè)置于粘接膠層22上的芯片23，其中，所述芯片23的側(cè)壁上設(shè)置有不沾材料層24。

所述粘接膠層22為導(dǎo)電膠層，例如導(dǎo)電銀膠。所述導(dǎo)電銀膠的成份包括環(huán)氧樹脂、酸酐類固化劑和改性咪唑類化合物促進(jìn)劑。

所述不沾材料層24優(yōu)選為聚四氟乙烯(PTFE)材料。當(dāng)然，本發(fā)明包括但不局限于聚四氟乙烯材料，只要具有類似于聚四氟乙烯材料特性的其他不沾材料也可使用。

采用聚四氟乙烯材料，一方面其具有優(yōu)良的耐熱特性，可在短時間內(nèi)耐高溫到300℃，另一方面其在240℃～260℃之間可連續(xù)使用，具有顯著的熱穩(wěn)定性，故而，本發(fā)明優(yōu)選采用聚四氟乙烯材料作為不沾材料層。此外，在芯片封裝工藝中，由于芯片封裝的整體溫度不會高于300℃，因此，芯片封裝的溫度不會對聚四氟乙烯材料的性能造成影響，可以確保不沾材料層使用時的可靠性。

本實(shí)施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)可適用于QFN封裝結(jié)構(gòu)或Side braze封裝結(jié)構(gòu)，但是，不應(yīng)過分限制所述芯片的封裝結(jié)構(gòu)形式。

接著參閱圖12，并結(jié)合參閱圖10和圖11，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法包括以下步驟：

步驟S10：提供用于封裝的芯片23；

步驟S20：在所述芯片23的側(cè)壁上設(shè)置不沾材料層24；

步驟S30：提供用于承載芯片的電路基板21；

步驟S40：在所述電路基板21上設(shè)置粘接膠層22；

步驟S50：將所述芯片23放置于所述粘接膠層22上，并使所述粘接膠層22完全覆蓋所述芯片23的底部；

步驟S60：加熱所述粘接膠層22，以使所述粘接膠層22固化。

接著參閱圖13，采用所述芯片23的側(cè)壁上設(shè)置不沾材料層24的步驟S20進(jìn)一步包括以下步驟：

步驟S21：在所述芯片23的側(cè)壁上噴涂不沾材料層24；

步驟S22：烘烤所述不沾材料層24，以使所述不沾材料層24完全粘附于所述芯片23的側(cè)壁上；

步驟S23：將所述不沾材料層24冷卻至室溫，以使所述不沾材料層24固化。

上述步驟S20中，所述不沾材料層24可以覆蓋芯片23的所有側(cè)壁，或者所述不沾材料層24也可以只覆蓋芯片23的部分側(cè)壁，具體的，可以根據(jù)實(shí)際粘接膠層22的溢出情況來確定所述不沾材料層24需要覆蓋所述芯片23的側(cè)壁的范圍。

繼續(xù)參閱圖11，為了易于生產(chǎn)管控，選擇將不沾材料層24設(shè)置于距離芯片23的底部三分之二以上高度區(qū)域，圖中H為不沾材料層24的最下端距離芯片23的底部的高度，也就是不沾材料層24的最下端距離芯片23的底部的高度大于等于所述芯片23側(cè)壁高度的三分之二。

但是，本發(fā)明并不限定不沾材料層24在芯片23的側(cè)壁上的具體高度、覆蓋面等，一方面只要能夠確保芯片23的底部完全覆蓋有粘接膠層22，保證芯片23的粘接強(qiáng)度，另一方面只要能夠防止溢出的粘接膠層22影響芯片23的功能即可，不應(yīng)過分限制不沾材料層24的設(shè)置高度、覆蓋面等。此外，所述不沾材料層24的厚度只要能夠確保不影響后續(xù)制程便可。較優(yōu)的，所述不沾材料層24的厚度的數(shù)量級為微米級。

較佳的，所述不沾材料層24的烘烤溫度為40～60℃，避免影響芯片的功能。所述不沾材料層24的烘烤時間優(yōu)選為20～40秒。此處，需要說明的是，本發(fā)明包括但不局限于所述優(yōu)選烘烤溫度和烘烤時間，在應(yīng)用過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況作一定的調(diào)整。

本實(shí)施例中，所述不沾材料層24可通過風(fēng)冷方式冷卻至室溫，例如人工冷卻或自然冷卻。而為了提高冷卻效率，推薦使用人工冷卻，冷卻速度快，且冷卻溫度易于控制。

進(jìn)一步的，上述步驟S50中，可通過一真空吸嘴(未圖示)將芯片23放置于粘接膠層22上，并按壓所述芯片23直至粘接膠層22溢出至芯片23的側(cè)壁，從而所述芯片23通過粘接膠層22與電路基板21固定在一起。

【實(shí)施例二】

本實(shí)施例提供了一種靜電粉末噴涂裝置，用于芯片封裝過程中在芯片的側(cè)壁上噴涂靜電粉末從而形成不沾材料層。采用靜電噴涂不但可以節(jié)省涂料，提高芯片封裝效率，而且還節(jié)省人力成本。

如圖14所示，本實(shí)施例的靜電粉末噴涂裝置包括供粉單元30和與供粉單元30連接的噴射單元40，其中，所述供粉單元30用于提供粉末31，所述噴射單元40用于噴射粉末31并使粉末31霧化或者霧化更均勻，進(jìn)而靜電吸附在待噴涂的芯片51的側(cè)壁上。此處，所述霧化也就是粉末中的粒子含同種電荷，使得傳輸路徑上，這些粉末相互排斥，從而形成了均勻一致的云狀噴霧，噴涂效果好。此外，靜電噴涂時，所述待噴涂的芯片51接地，以形成零電位，并使接地待噴涂的芯片51的表面呈靜電特性，從而吸引與待噴涂的芯片51的表面呈不同電性的粉末31。

如圖15所示，所述供粉單元30包括捕集器32和與捕集器32連接的空氣壓縮器33，靜電噴涂前，可將配比好的粉末31放置于捕集器32中，進(jìn)而在空氣壓縮器33的壓縮空氣壓力推動下吹入至噴射單元40中。

所述捕集器32的數(shù)量可選為兩個，所述兩個捕集器32均與噴射單元40連通，其中一個捕集器32可用于放置粘接助劑粉，另一個捕集器32用于放置不沾材料粉末例如聚四氟乙烯，每個捕集器32均在空氣壓縮器33的壓縮空氣壓力推動下吹入至噴射單元40中。所述捕集器32可選為中空的圓柱體結(jié)構(gòu)。其他實(shí)施例中，所述捕集器的形狀也可以為中空的長方體、立方體等，不應(yīng)過分限制所述捕集器的形狀。

繼續(xù)參閱圖14和圖15，所述噴射單元40包括噴槍41以及電連接噴槍41的靜電發(fā)生器42，所述噴槍41用于噴射粉末31并使粉末31霧化或者霧化更均勻，所述靜電發(fā)生器42用于使從噴槍41噴出的霧化的粉末31進(jìn)一步電離，并同時用于在噴槍41的槍口和待噴涂的芯片51之間形成靜電場。

為使粉末霧化，所述噴槍41中可設(shè)置一段帶靜電的區(qū)域，以對進(jìn)入噴槍41的粉末31進(jìn)行充電，使得粉末帶上同種電荷。

本實(shí)施例中，所述靜電發(fā)生器42可通過設(shè)置于噴槍41的槍口處的電極針(未圖示)向待噴涂的芯片51方向的空間釋放高壓靜電(例如負(fù)極)，所述高壓靜電使得從噴槍41的槍口噴出的霧化粉末、壓縮空氣和所述電極針周圍的空 氣電離(例如帶負(fù)電荷)，如此，所述噴槍41和待噴涂的芯片51之間形成了一個靜電場，使得電離的霧化粉末31在電場力和壓縮空氣壓力的雙重推動下到達(dá)待噴涂的芯片51的側(cè)壁，進(jìn)而靜電吸附在待噴涂的芯片51的側(cè)壁上形成一層均勻的涂層。

較佳的，所述靜電發(fā)生器42設(shè)置于噴槍41的外部，便于安放更大結(jié)構(gòu)尺寸的靜電發(fā)生器，以通過提高靜電發(fā)生器的功率，提高電場力。所述靜電發(fā)生器42可進(jìn)一步包括高壓電源42a和與高壓電源42a的輸出端連接的高壓電纜42b。所述高壓電源42a可為所述電極針提供放電的高壓電流。

較佳的，所述靜電粉末噴涂裝置還包括治具52和用于承載治具52的旋轉(zhuǎn)工作臺53。靜電噴涂時，所述治具52放置于旋轉(zhuǎn)工作臺53上，而所述待噴涂的芯片51放置于治具52中并接地。所述旋轉(zhuǎn)工作臺53可在電機(jī)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動從而確保粉末31全面覆蓋待噴涂的芯片51的所有側(cè)壁。較佳方案中，所述治具52可以一次性放置多個待噴涂的芯片51，以提高噴涂效率。

此外，為了避免靜電噴涂時非噴涂區(qū)域附著有粉末31，影響待噴涂的芯片51的功能，所述治具52可選為密封的腔體，并在所述治具51的側(cè)壁上設(shè)置有噴涂口54，使得粉末31通過噴涂口54靜電吸附于待噴涂的芯片51的側(cè)壁上。

本實(shí)施例中，所述噴槍41還包括設(shè)置于噴槍41中的噴管43，所述粉末31通過噴管43從噴槍41的槍口噴出并靜電吸附于待噴涂的芯片51的側(cè)壁上。

進(jìn)一步的，所述靜電粉末噴涂裝置還包括用于烘烤粉末31的加熱器(未圖示)，如圖14中箭頭方向所示對粉末31進(jìn)行烘烤加熱。本實(shí)施例的加熱器設(shè)置于治具52外并鄰近待噴涂的芯片51的側(cè)壁處。

此外，實(shí)際使用過程中，所述不沾材料層24的使用有效地避免了溢出的粘接膠層22進(jìn)一步附著于芯片23的側(cè)壁上，從而良好地確保了芯片23的使用功能。

綜上所述，本發(fā)明利用不沾材料與粘接膠的不溶特性，在芯片封裝過程中，通過在芯片的側(cè)壁上設(shè)置不沾材料層，使得粘接膠層完全覆蓋芯片的底部時，溢出的粘接膠層不會進(jìn)一步粘附于芯片的側(cè)壁上，由此避免了因溢出的粘接膠層粘附于芯片的上表面而造成的芯片功能失效問題，確保了芯片的可靠性，提升了芯片封裝結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

此外，本發(fā)明不沾材料層采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯不僅不粘附性、耐熱性、熱穩(wěn)定性能較佳，而且耐磨損性、耐腐蝕性也非常好，使得在芯片粘接工序后的其他工序中不易被腐蝕和磨損，進(jìn)而確保了不沾材料層不會脫落而污染機(jī)臺，因此不會影響后續(xù)的制程，可靠性高，易于實(shí)施。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。