包括切割载体的制造组件的方法

包括切割载体的制造组件的方法【专利摘要】本发明涉及包括切割载体的制造组件的方法。公开了一种制造组件的方法。该方法的实施例包括：将载体切块为多个组件，而载体部署在支撑载体上；在切块之后，将连接层放置在载体上；以及从支撑载体去除组件。【专利说明】包括切割载体的制造组件的方法【
技术领域：
】[0001]本发明一般地涉及组件制作，且更特别地涉及一种切割载体的方法。【
背景技术：
】[0002]芯片由包括晶圆切割步骤的多个处理步骤制造。制造和切割工艺可能造成或引起切单片的芯片中的碎裂(chipping)或管芯裂纹。【
发明内容】[0003]根据本发明的实施例，一种用于制造组件的方法包括:将载体切块为多个组件，而载体部署在支撑载体上；在切块之后，将连接层放置在载体上；以及从支撑载体去除组件。[0004]根据本发明的实施例，一种制造半导体器件的方法包括:放置晶圆，使得晶圆的正面在切块箔材上；将晶圆分离为芯片，而芯片以间隔分离；将焊接胶、粘合导电胶或纳米胶放置在晶圆上。所述方法进一步包括:拉伸切块箔材；以及从切块箔材拾取芯片。[0005]根据本发明的实施例，一种制造芯片的方法包括:将晶圆放置在切块箔材上，其中，晶圆包括正面和背面，并且其中放置晶圆，使得正面在切块箔材上；以及将晶圆切块，从而形成间隙和芯片。所述方法进一步包括:在晶圆上形成光刻胶；使光刻胶图案化，使得光刻胶保留在间隙上；以及在晶圆上形成焊接层。所述方法最后包括:去除剩余的光刻胶；以及从切块箔材拾取半导体器件。[0006]根据本发明的实施例，一种制造封装组件的方法包括:将晶圆放置在切块箔材上；将晶圆分离为组件，所述组件以间隔分离；以及在分离之后，将电接触层放置在晶圆上。所述方法进一步包括:从切块箔材拾取组件；将组件放置在组件载体上；将组件的第一接触焊盘接合到第一组件载体接触焊盘；以及灌封组件。【专利附图】【附图说明】[0007]为了更完全的理解本发明及其优点，现在参照连同附图一起采用的下面的描述，在其中:图1示出了用于制造封装组件的方法的实施例的流程图；图2a_2c示出了制造工艺中数个阶段的实施例；图3示出了用于制造封装组件的方法的实施例的流程图；并且图4a_4c示出了制造工艺中数个阶段的实施例。【具体实施方式】[0008]在下面详细地讨论当前优选实施例的进行和使用。然而，应该领会的是，本发明提供了可以体现在各种各样的具体上下文中的许多可应用的发明概念。讨论的具体实施例仅仅是说明进行和使用本发明的具体方法的，但不限制本发明的范围。[0009]将参照具体上下文(即制造半导体芯片的方法)中的实施例来描述本发明。然而，本发明的实施例还可以适用于制造组件的其它方法。[0010]锯切具有约100μm或者更小的衬底厚度的晶圆以及部署在其上的焊接材料的问题是:锯切工艺可以导致焊接材料和/或芯片衬底的裂纹和崩落(breakout)。[0011]本发明的实施例包括在将载体切块之后在载体上形成连接层。连接层可以是导电层或绝缘层。例如，连接层可以是组件附接胶或焊接层。在一个实施例中，在切块载体上对组件附接胶进行预先固化。[0012]本发明的实施例包括使光刻胶在切块载体上图案化使得组件之间的间隔被覆盖、以及在切块载体上形成金属层。[0013]这些实施例的优点是:当切割时，晶圆/芯片与部署在其上的连接层不开裂。又一优点是:当切割时，连接层的材料不流动或不移动到晶圆/芯片的其它部分。[0014]图1示出了用于制造电组件100的方法的实施例。在第一步骤102中，载体被切块为多个组件。通过使用诸如切块锯或切块激光器之类的切割仪器，载体被切块为多个组件。在切块之前，载体放置在诸如切块箔材之类的支撑载体上。图2a示出了部署在支撑载体210上的切块载体220的实施例。切块载体220包括多个组件225。载体220胶合到支撑载体210上，并且由切块锯或切块激光器引起的切割线可能在支撑载体210中部分地切割(未示出)。[0015]切块载体220包括第一主表面或顶表面226以及第二主表面或底表面227。顶表面226可以是载体220的背面，而底表面可以是载体220的正面。在一个实施例中，第二主表面227是主要部署有源区域的表面，而第一主表面226是没有有源区域或主要是没有有源区域的表面。导电层可以部署在切块载体220的顶表面226上。例如，导电层可以是粘合层、阻挡层、种子层或下金属化层(under-metallizationlayer)。导电层可以是包括多个导电层和/或导电层组合的层堆叠。[0016]切块载体220包括衬底。衬底可以是诸如硅或锗之类的半导体衬底，或者可以是诸如SiGe、GaAs、InP,GaN或SiC之类的化合物衬底，或者可替换地可以是其它材料。衬底可以是掺杂的或未掺杂的，并且可以包括一个或多个井。衬底可以包括约20μm至约60μm之间的厚度。可替换地，衬底可以在约60μπι厚至约ΙΟΟμπι之间厚。半导体衬底可以是单晶硅或绝缘衬底上的硅(SOI)。一个或多个互连金属化层可以布置在衬底上。钝化层部署在互连金属化层上，以电绝缘并结构化针对组件225的接触焊盘。[0017]切块载体220包括多个组件(例如，芯片或管芯)225。组件225可以包括诸如单个半导体器件之类的分立器件或集成电路(1C)。例如，组件225可以包括诸如MOSFET之类的半导体器件或诸如双极型晶体管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、功率M0SFET、晶闸管或二极管之类的功率半导体器件。可替换地，组件225可以是例如电阻器、保护器件、电容器、传感器或检测器。组件可以是片上系统(SoC)。在一个实施例中，组件225包括诸如晶体管之类的单个器件，其中顶表面226包括源极，而底表面227包括漏极。可替换地，顶表面226包括漏极，而底表面227包括源极。[0018]在下一个步104中，组件附接胶230被涂到切块载体220上。例如，组件附接胶230形成在切块载体220/组件225的背面226上。在一个实施例中，通过将具有在其上部署的组件附接胶230的转移载体(transfercarrier)240放置在切块载体220上，组件附接胶230放置在载体220上。转移载体240可以是转移箔材。可替换地，转移载体240可以是聚合物、金属或陶瓷的箔材或长条。这在图2b中示出。[0019]在一个实施例中，组件附接胶230在不使用转移载体240的情况下放置在切块载体220上。例如,组件附接胶可以通过散布(dispensing)或通过打印来放置在载体上。[0020]在一个实施例中，组件附接胶230为诸如焊接胶之类的粘合导电胶。焊接胶可以包括悬浮在焊剂中的粉末金属焊料。粘合焊接胶可以包括共熔Sn-Pb(例如，63%的锡(Sn)和37%的铅(Pb))或无铅焊料。可替换地，粘合焊接胶包括SAC(例如，锡-银-铜合金)。在还有另一个实施例中，粘合焊料包括例如锡-锑(Sn/Sb)、锌(Zn)、铟(In)、铋(Bi)作为主要成分。[0021]在一个实施例中，组件附接胶230是纳米胶。纳米胶包括具有大小测量为几十纳米的颗粒的金属油墨。颗粒可以是银(Ag)、金(Cu)或铜(Cu)。可替换地,颗粒可以包括其它金属。纳米胶可以通过喷墨打印机来涂到切块载体220上。[0022]在一个实施例中，组件附接胶230是绝缘胶。例如，绝缘胶包括环氧树脂、丙烯酸(acryic)或双马来酰亚胺(BT,bismaleimide)、聚酰亚胺、娃基聚合物或其组合。聚合物包括添加剂，并且可以用诸如SiO2、Al2O3或BN之类的充填物来填充。[0023]在一个实施例中，组件附接胶230是双阶段材料(b1-stagematerial)。双阶段材料可以以第一温度固化，并且以更高的第二温度连接到组件载体。例如，双阶段材料包括环氧树脂或丙烯酸或双马来酰亚胺(BT)、聚酰亚胺、硅基聚合物或其组合。[0024]组件附接胶230可以包括约3μm至约20μm之间或约20μm至约50μm之间的厚度。可替换地，组件附接胶230可以包括约50μm至约100μm的厚度。组件附接胶230可以包括与组件225的衬底相同的厚度，或者可以包括大于组件225的衬底的厚度。[0025]在步骤106中，可选地对组件附接胶230进行预先固化。例如，组件附接胶230在约80C至约150C之间的温度下被“B稳定固化(B-stablecure)”，以便将该组件附接胶230粘合到位于下面的材料(例如，导电层或衬底)上。[0026]在步骤108中，去除转移载体240。例如，从组件附接胶230扯下或剥离转移箔材240。[0027]在步骤110中，支撑载体被拉伸，并且部署在其上的组件被扯开。支撑载体被拉伸，从而增加了切割线的宽度。增加的宽度在组件之间提供更多间隔，从而提供了用于拾取组件的空间。当支撑载体被拉伸时，组件附接胶可以被分离。例如，组件附接胶沿着切割线被割断、分离或撕开，使得组件附接胶保留在单独的组件的顶部。割断的组件附接胶可以悬于组件之上。图2c示出了拉伸或延伸之后的支撑载体210。组件附接胶230保留在组件225的顶表面上，但是在切割线229之上被割断或基本上去除。[0028]在步骤112中，至少一个组件放置在组件载体上。单独的组件被拾取、翻转并且放置在组件载体的组件附接区域上。组件载体可以是衬底、引线框或印刷电路板(PCB)。[0029]组件通过施加压强和温度来连接到组件载体上。例如，组件附接胶可以加热到约150°C至约300°C、或约220°C至约250°C的温度。用约IMPa至约50MPa的压强施加温度达I至20分钟。在一个实施例中，通过纳米胶的烧结，组件与组件载体之间的接合形成发生。[0030]在步骤114中，组件的(多个)接合焊盘接合到(多个)组件载体接触焊盘上。组件经由导电导线或导电夹电连接到组件载体。(多个)组件接触焊盘可以通过应用导线接合工艺、球接合工艺或其组合来接合到组件载体接触焊盘。[0031]在步骤116中，组件用灌封材料密封或灌封。灌封材料可以包括模塑化合物、层压制件或壳体。灌封材料可以部分地灌封组件载体，并且完全灌封组件。灌封材料可以完全或部分地灌封导线和/或导电夹。[0032]灌封材料可以包括诸如环氧树脂、聚酰亚胺、聚氨酯或聚丙烯酸酯化合物之类的热固材料。可替换地，灌封材料可以包括诸如聚砜、聚苯硫醚或聚醚酰亚胺之类的热塑材料。在一个实施例中，灌封材料可以是诸如半固化片之类的层压制件。[0033]在可选的步骤中，灌封组件从其它灌封组件中分离、切单片或切割。例如，多个组件放置在引线框上、被接合并且随后被灌封。用切块锯或切块激光器切割引线框和灌封材料，从而形成单独的灌封组件。[0034]图3示出了用于制造电组件300的方法的实施例。在第一步骤302中，载体被切块为多个组件。通过使用诸如切块锯或切块激光器之类的切割仪器，载体被切块为多个组件。在切块之前，载体放置在诸如切块箔材之类支撑载体上。[0035]切块载体可以包括具有与关于图1描述的相同或类似的材料的衬底、互连金属化层和/或钝化层。此外，组件可以与图1的组件相同或类似。[0036]在步骤304中，光刻胶形成在切块载体上。通过应用旋转涂布工艺，沉积光刻胶。使光刻胶图案化，并且显影(步骤306)。使光刻胶图案化，并且显影，使得光刻胶在组件的顶表面之上被去除，但是保留在切割线上。[0037]图4a示出了部署在支撑载体410上的切块载体420的横截面视图的实施例。切块载体420包括多个组件425。切块载体420附接或胶合到支撑载体410，并且由切块锯或切块激光器引起的切割线429可以部分地在支撑载体410中切割(未示出)。[0038]切块载体420包括第一主表面或顶表面426和第二主表面或底表面427。顶表面426可以是切块载体420的背面，而底表面可以是切块载体420的正面。在一个实施例中，第二主表面427是主要部署有源区域的表面，而第一主表面426是无有源区域或主要地无有源区域的表面。在另一个实施例中，第二主表面427是漏极位于的表面,而第一主表面426是源极和栅极位于的表面，或者可替换地，第二主表面427是源极位于的表面，而第一主表面427是漏极和栅极位于的表面。[0039]导电层可以部署在切块载体420的顶表面426上。例如，导电层可以是粘合层、阻挡层、种子层或下金属化层。导电层可以是包括多个导电层和/或导电层组合的层堆叠。[0040]图案化的光刻胶430部署在组件425之间的切割线或间隔429上。图案化的光刻胶430可以位于切割线429和组件425的顶表面426的一小部分之上(例如沿着顶表面426的外周)。例如，光刻胶430可以覆盖组件425的顶表面426的高达10%的面积。[0041]在步骤308中，金属层形成在载体的顶表面上。在一个实施例中，金属层是焊接层。例如，焊接层包括银-锡(SnAg)、金-锡(AuSn)或铜-锡(CuSn)。焊接层可以包括共熔Sn-Pb(例如，63%的锡(Sn)和37%的铅(Pb))或无铅焊料。或者，焊接层包括例如SAC(例如，锡-银-铜)合金、或锡-铺(Sn/Sb)、锌(Zn)、铟或秘(Bi)作为主要成分。可替换地，金属层可以包括其它金属材料。[0042]金属层可以通过溅射来部署。可替换地，金属层可以通过电镀工艺来部署。图4b示出了具有在其上部署的金属层440的切块载体420。金属层440部署在图案化的光刻胶430之间。金属层440形成在组件425的暴露顶表面426上。金属层不部署在组件425之间的切割线429中，因为图案化的光刻胶425防止金属层的金属位于切割线429中。[0043]金属层440可以包括约20μm至约50μm之间或约50μm至约ΙΟΟμπι之间的厚度。金属层440可以包括与组件425的衬底相同的厚度，或者可以包括大于组件425的衬底的厚度。[0044]在步骤310中，去除光刻胶。例如，在灰化工艺(O2)中去除光刻胶。可替换地，通过应用水(H2O)或诸如环戊酮之类的有机溶剂来溶解光刻胶。[0045]在步骤312中，支撑载体被拉伸，并且部署在其上的组件被扯开。支撑载体被拉伸，从而增加了切割线的宽度。组件之间的增加的距离提供了用于拾取组件的间隔。图4c示出了拉伸或延伸之后的支撑载体410。金属层440保留在组件425的顶表面上。[0046]在步骤314中，至少一个组件放置在组件载体上。单独的组件被拾取、翻转并且放置在组件载体的组件附接区域上。组件载体可以是衬底、引线框或印刷电路板(PCB)。[0047]通过施加压强和温度，组件附接到组件载体。通过施加约150°C或更高的温度，组件可以附接到组件载体。例如，组件在约220°C至约300°C的温度下附接到组件载体。施加的压强可以是约IOMPa至约50MPa。[0048]在步骤316中，组件的(多个)接合焊盘接合到(多个)组件载体接触焊盘。组件经由导电电线或导电夹电连接到组件载体。(多个)组件接触焊盘可以通过应用导线接合工艺、球接合工艺或其组合来接合到组件载体接触焊盘。[0049]在步骤318中，组件用灌封材料密封或灌封。灌封材料可以包括模塑化合物、层压制件或壳体。灌封材料可以部分地灌封组件载体，并且完全灌封组件。灌封材料可以完全或部分地灌封导线和/或导电夹。[0050]灌封材料可以包括诸如环氧树脂、聚酰亚胺、聚氨酯或聚丙烯酸酯化合物之类的热固材料。可替换地，灌封材料可以包括诸如聚砜、聚苯硫醚或聚醚酰亚胺之类的热塑材料。在一个实施例中，灌封材料可以是诸如半固化片之类的层压制件。[0051]在可选的步骤中，灌封组件从其它灌封组件中分离、切单片或切割。例如，多个组件放置在引线框上、被接合并且随后被灌封。用切块锯或切块激光器切割引线框和灌封材料，从而形成单独的灌封组件。[0052]虽然已经详细地描述了本发明及其优点，但是应该理解的是，在不离开由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在这里可以进行各种改变、替换或更改。[0053]此外，本申请的范围不意图限于说明书中描述的工艺、机器、制造、物质成分、手段、方法和步骤的特定实施例。本领域的普通技术人员根据本发明的公开，将容易地领会:执行与在这里描述的相应实施例基本上相同的功能或实现基本上相同的结果的、当前存在或之后开发的工艺、机器、制造、物质成分、手段、方法或步骤可以根据本发明被利用。因此，所附权利要求意图在其范围内包括这种工艺、机器、制造、物质成分、手段、方法或步骤。【权利要求】1.一种制造组件的方法，所述方法包括:将载体切块为多个组件，而载体部署在支撑载体上；在切块之后，将连接层放置在载体上；以及从支撑载体去除组件。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将连接层放置在载体上包括将附接到转移箔材的组件附接胶放置在载体上。3.根据权利要求2所述的方法，其中，组件附接胶包括粘合导电胶。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括对粘合导电胶进行预先固化。5.根据权利要求2所述的方法，其中，组件附接胶包括焊接胶。6.根据权利要求2所述的方法，其中，组件附接胶包括导电纳米胶。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括对导电纳米胶进行预先固化。8.根据权利要求1所述的方法，其中，连接层是焊接层。9.根据权利要求1所述的方法，其中，放置连接层包括:在载体上形成光刻胶、使光刻胶图案化使得用光刻胶覆盖载体中的切割线、形成连接层、以及去除图案化的光刻胶。10.根据权利要求1所述的方法，其中，将连接层放置在载体上包括在载体上溅射焊接扩散层，所述焊接扩散层包括金锡(AuSn)JI^M(CuSn)或银锡(AgSn)。11.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括:放置晶圆，使得晶圆的正面在切块箔材上；将晶圆分离为芯片，而芯片以间隔分离；在分离之后，将焊接胶、粘合导电胶或纳米胶放置在晶圆上；拉伸切块箔材；以及从切块箔材拾取芯片。12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括对焊接胶、粘合导电胶或纳米胶进行预先固化。13.根据权利要求12所述的方法，其中，对焊接胶、粘合导电胶或纳米胶进行预先固化包括用约80°C至约150°C之间的温度对焊接胶、粘合导电胶或纳米胶进行预先固化。14.根据权利要求11所述的方法，其中，将焊接胶、粘合导电胶或纳米胶放置在晶圆上包括:使用转移箔材以便将焊接胶、粘合胶或纳米胶放置在晶圆上、以及去除转移箔材。15.一种制造芯片的方法，所述方法包括:将晶圆放置在切块箔材上，其中，晶圆包括正面和背面，并且其中放置晶圆，使得正面在切块箔材上；将晶圆切块，从而形成间隙和芯片；在晶圆上形成光刻胶；使光刻胶图案化，使得光刻胶保留在间隙上；在晶圆上形成焊接层；去除剩余的光刻胶；以及从切块箔材拾取芯片。16.根据权利要求15所述的方法，其中，形成焊接层包括溅射焊接扩散层，所述焊接扩散层包括金锡(AuSn)、铜锡(CuSn)或银锡(AgSn)017.根据权利要求15所述的方法，其中，形成焊接层包括电镀焊接扩散层，所述焊接扩散层包括金锡(AuSn)、铜锡(CuSn)或银锡(AgSn)018.—种制造封装组件的方法，所述方法包括:将晶圆放置在切块箔材上；将晶圆分离为组件，所述组件以间隔分离；在分离之后，将导电连接层放置在晶圆上；`从切块箔材拾取组件；将组件放置在组件载体上；将组件的第一接触焊盘接合到第一组件载体接触焊盘；以及灌封组件。19.根据权利要求18所述的方法，其中，将导电连接层放置在晶圆上包括:将焊接胶放置在晶圆上、以及对焊接胶进行预先固化。20.根据权利要求18所述的方法，其中，将导电连接层放置在晶圆上包括:将粘合导电胶放置在晶圆上、以及对导电粘合胶进行预先固化。21.根据权利要求18所述的方法，其中，将导电连接层放置在晶圆上包括:将导电纳米胶放置在晶圆上、以及对导电纳米胶进行预先固化。22.根据权利要求18所述的方法，其中，将导电连接层放置在晶圆上包括:在晶圆上形成光刻胶、使光刻胶图案化使得光刻胶保留在间隔上、形成导电连接层、以及去除剩余的光刻胶。【文档编号】H01L21/78GK103633023SQ201310371451【公开日】2014年3月12日申请日期:2013年8月23日优先权日:2012年8月24日【发明者】T.贝伦斯,J.马勒,I.尼基廷申请人:英飞凌科技股份有限公司