一种半导体成型方法与流程

本发明属于半导体封装技术领域，更具体地说，涉及一种半导体成型方法。

背景技术：

随着电子产品轻、薄、短、小及功能多样化的发展趋势，封装尺寸结构设计朝着小型化，轻量化发展，采用较小的体积满足更多的功能需求。目前hfbp产品由金属基材，基岛，管脚，镀银层，芯片，焊线，塑封体外壳，油墨、镀锡层等组成，芯片通过共晶、焊锡膏或者装片胶安装在基岛上，通过焊线与管脚相连接，用塑封料包裹金属基材正面。金属基材背面蚀刻出基岛和管脚，裸露的金属基材底部用阻焊油墨包裹，在基岛和管脚金属表面镀锡层，产品分离。需要说明的是，现有技术中金属基材背面工艺流程为：蚀刻→刷油墨→预烘→贴菲林→曝光→显影→打磨→油墨固化→电镀→切割，该工艺流程的具体步骤如下：

步骤一：在包封好的半蚀刻金属基材背面，进行半蚀刻形成基岛的下部即背面散热片、管脚的下部即背面引脚，使得基岛和管脚互相分离，将散热片和引脚露出来；

步骤二：在金属基材背面整体刷一定厚度的阻焊油墨；

步骤三：烘干油墨中的溶剂，将油墨从液态转变成固态；

步骤四：使用油墨菲林对位曝光，将需要保留的油墨部分uv光照射(菲林透明)，需要去除的油墨部分遮住光照(菲林黑色)；

步骤五：通过显影药水，将未曝光部分油墨显影去除；

步骤六：通过人工打磨，将由于曝光位置偏移引起散热片和引脚边缘残留的油墨去除；

步骤七：油墨高温下发生交联反应彻底固化；

步骤八：产品经过电镀，无油墨覆盖的散热片和引脚金属表面均镀上锡层，然后再经过切割，产品分离。

值得说明的是，上述工艺的缺点在于：由于金属基材和塑封料膨胀系数差异较大，产品经过高温烘烤后会产生翘曲，产品散热片和引脚因为翘曲的原因，位置呈现不规则位移，使得油墨菲林设计的黑色非曝光区域与产品的散热片和引脚位置无法完全对应，进而导致显影出的散热片和引脚边缘位置有油墨残留，导致电镀无法全部上锡，产品焊接时虚焊造成开路，需要人工打磨去除。此外，曝光时偏移严重会导致散热片和引脚附近原本覆盖的油墨被显影，出现漏缝，甚至同时露出基岛和管脚背面的金属基座，产品smt时，有引脚间短路的风险。

技术实现要素：

1.要解决的问题

本发明克服了现有技术中，金属基材背面工艺过程中翘曲导致曝光偏移，进而导致显影出的散热片和引脚边缘位置有油墨残留或出现漏缝的不足，本发明提供了一种半导体成型方法，可以有效避免曝光偏移，从而解决了油墨残留和漏缝问题，并且减少了打磨工序，制程工艺简单，提高了生产效率并降低了人工成本，而且提高了产品的合格率。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种半导体成型方法，包括：先对基材正面进行处理，再对基材背面进行蚀刻形成散热片和引脚；之后对蚀刻后的基材背面刷油墨，并对油墨进行烘烤，使得油墨由液态转为固态；去除散热片和引脚的表面的油墨，其中，蚀刻后的基材背面的其他区域存留有油墨；而后对蚀刻后的基材背面的其他区域存留的油墨进行固化，之后对散热片和引脚的表面进行电镀。

作为本发明更进一步地改进，对基材正面进行处理的具体过程为：先对基材正面进行蚀刻得到基岛上部和管脚上部，再对蚀刻后的基材正面进行电镀，之后在基岛上部进行芯片安装并进行打线，而后对蚀刻后的基材正面进行塑封。

作为本发明更进一步地改进，对蚀刻后的基材背面刷油墨的具体过程为：在蚀刻后的基材背面刷油墨刷一层阻焊油墨，该层阻焊油墨的厚度为20～180um。

作为本发明更进一步地改进，对蚀刻后的基材背面的油墨进行烘烤的温度为70～80℃，烘烤的时间为40～60min。

作为本发明更进一步地改进，对散热片和引脚的表面的油墨进行显影处理，使得散热片和引脚完全露出。

作为本发明更进一步地改进，对蚀刻后的基材背面的其他区域存留的油墨进行固化的的具体过程为：先对蚀刻后的基材背面的其他区域存留的油墨进行uv光照，再对油墨进行烘烤，使得油墨完全交联固化。

作为本发明更进一步地改进，还包括：基岛上部和散热片组成基岛，管脚上部和引脚组成管脚，将电镀后的基岛和管脚作为整体进行切割得到单个半导体封装件。

作为本发明更进一步地改进，显影温度为23～27℃，显影压力为1.5～2.5kgf/cm²。

作为本发明更进一步地改进，对散热片和引脚的表面镀锡得到镀锡层，且镀锡层厚度为5～12um。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的一种半导体成型方法，通过简化现有技术中的基材背面工艺流程，通过在曝光前快速显影方式，有效避免了曝光偏移的问题，进而解决了油墨残留和漏缝问题，并且减少了打磨工序，制程工艺简单，提高了生产效率并降低了人工成本，而且提高了产品的合格率。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为本发明基材背面蚀刻后的结构示意图；

图3为本发明蚀刻后的基材背面刷油墨后的结构示意图；

图4为本发明蚀刻后的基材背面预烘后的结构示意图；

图5为本发明蚀刻后的基材背面显影后的结构示意图；

图6为本发明蚀刻后的基材背面电镀后的结构示意图；

图7为本发明单个半导体封装件的结构示意图。

图中：110、散热片；120、引脚；200、芯片；210、焊线；300、塑封体；400、镀锡层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

本发明的一种半导体成型方法，不使用现有技术中的菲林对位曝光工艺步骤，从而可以有效避免翘曲导致曝光偏移的问题，进而避免了散热片110和引脚120的油墨残留和漏缝问题，进一步精简了金属基材背面处理工艺流程，大大提高了工作效率。

结合图1所示，下面对本发明的一种半导体成型方法进行详细的说明。本发明的方法步骤具体如下：

1)基材正面处理

先对基材正面进行处理，具体地，在本实施例中对基材正面进行处理的步骤为：先对基材正面进行蚀刻得到基岛上部和管脚上部，之后对蚀刻后的基材正面进行电镀，本实施例中对蚀刻后的基材正面镀银形成镀银层。而后在基岛上部进行芯片200安装并进行打线，具体打线过程为：通过球焊压合的方式将芯片200通过焊线210与管脚上部连接。之后对蚀刻后的基材正面进行塑封形成塑封体300，具体通过塑封料对蚀刻后的基材正面进行塑封，使得塑封料包裹基岛上部、管脚上部、芯片200、焊线210以及基岛上部、管脚上部、芯片200和焊线210之间的空隙。值得说明的是，本发明对于基材正面处理步骤不仅限于本实施例中的示例，现有技术中对于基材正面的处理过程都落入本发明的范围内。

2)基材背面处理

蚀刻：对基材背面进行蚀刻形成散热片110和引脚120，如附图2所示，此处需要说明的是，对基材背面蚀刻后得到散热片110(基岛下部)和引脚120(管脚下部)，散热片110(基岛下部)和基岛上部组成基岛引脚120(管脚下部)和管脚上部组成管脚。

刷油墨：对蚀刻后的基材背面刷油墨，如附图3所示，具体地，在蚀刻后的基材背面刷油墨刷一层阻焊油墨，该层阻焊油墨的厚度为20～180um。

预烘：对蚀刻后的基材背面所刷的油墨进行烘烤，该步骤目的在于烘干油墨中的溶剂以及挥发物，使得油墨由液态转为固态并收缩。本实施例中对蚀刻后的基材背面的油墨进行烘烤的温度为70～80℃，烘烤的时间为40～60min。此外，收缩后的油墨层厚度有所减小，如附图4所示，本实施例中经预烘后，散热片110和引脚120的表面油墨厚度为5～10um，蚀刻后的基材背面其他区域的油墨厚度为40～90um。

显影：去除散热片110和引脚120的表面的油墨，使得散热片110和引脚120完全露出，如附图5所示，本发明中通过对散热片110和引脚120的表面的油墨进行显影处理，进而实现对油墨的去除。需要说明的是，在该步骤中只是对散热片110和引脚120的表面的油墨进行去除，而蚀刻后的基材背面的其他区域存留有油墨。本实施例中显影处理的具体参数为：显影温度为23～27℃，显影压力为1.5～2.5kgf/cm²，碳酸根浓度为0.8～1.2％，显影线有效长度为1.5m，显影传送速度为2.5～3.5m/min。值得说明的是，通过显影处理散热片110和引脚120完全露出，蚀刻后的基材背面其他区域的油墨厚度为20～70um。

值得说明的是，利用蚀刻后的基材背面的散热片110和引脚120下凸一定高度，蚀刻后的基材背面的不同位置油墨厚度差异较大的特性，通过对阻焊油墨进行快速、均匀地显影，而且由于阻焊油墨未曝光发生交联聚合，很容易被显影药水反应，从而可以将需要电镀的散热片110和引脚120露出，而蚀刻后的基材背面其他需要保护的位置仍覆盖一定厚度的油墨，进而实现了菲林对位不准问题的规避。

曝光固化：对蚀刻后的基材背面的其他区域存留的油墨进行固化；具体地，先对蚀刻后的基材背面的其他区域存留的油墨进行uv光照，再对油墨进行烘烤，使得油墨完全交联固化。本实施例中uv光照强度为200～1000mj/cm²，对油墨烘烤的温度为150～170℃，烘烤时间为1～4h。

电镀：对散热片110和引脚120的表面进行电镀，如附图6所示，具体地，对散热片110和引脚120的表面镀锡得到镀锡层400。需要说明的是，散热片110和引脚120的表面经显影处理后无油墨，即本步骤中是对散热片110和引脚120的无油墨表面进行镀锡。本实施例中镀锡层400厚度为5～12um。

3)切割分离

结合图7所示，基岛上部和散热片110组成基岛，管脚上部和引脚120组成管脚，将电镀后的基岛和管脚作为整体进行切割得到单个半导体封装件。本实施例中通过激光进行切割分离得到单个半导体封装件产品。

本发明的一种半导体成型方法，通过简化现有技术中的基材背面工艺流程，有效避免了曝光偏移的问题，进而解决了油墨残留和漏缝问题，并且减少了打磨工序，制程工艺简单，提高了生产效率并降低了人工成本，而且提高了产品的合格率。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。