Daf与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法
【专利摘要】本发明公开了DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，包括晶圆芯片，胶层和基板，还包括增加层，增加层的底面覆盖新的DAF膜，其先与基板结合，其通过五个步骤来完成；上述技术方案通过晶圆假片的背面覆盖新的DAF膜先与基板结合，有效地改善分层而又不影响产品电气特性。
【专利说明】
DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法
技术领域
[0001]本发明属于集成电路封装领域，公开了 DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法。
【背景技术】
[0002]当前，集成电路封装中，高容量多功能超薄集成电路封装(IC)成为主流，超薄集成电路封装(IC)内部会使用堆叠晶圆芯片的封装方式，这些晶圆芯片(Die)通常比较薄，由于对晶圆芯片和基板之间结合的考虑，就需要使用的胶层，所以对胶层的厚度，平整度，均匀性要求极高。而现在通常采用晶圆芯片背面贴覆的膜(DAF)与基板结合，一片晶圆上通常会有不同等级的单颗晶圆存在，在封装过程中，优先对晶圆的一等品作业，晶圆的其它等级通常会暂作存储，等待再次作业，也有的一片晶圆上的单颗晶圆颗粒一次作业用不完，其剩余的也要等待下次作业。
[0003]另一方面，DAF膜的特性是在指定的条件，如温度和时间下快速固化，通常温度在100度以上，但在封装车间25度的条件下也会产生缓慢的反应，对于这些等待再次作业的晶圆在存放过程中背面的DAF膜受温度湿度等诸多外界条件影响，会发生轻微的固化。
[0004]由于基板表面阻焊层的粗糙度，这些品质发生变化的DAF膜在与基板结合时，不能将基板的粗糙面完全吸收，会有空气被包封在里面，而又因为轻微固化后与基板的接触面粘合没有之前牢固就容易产生分离状况(可参考图二)，严重的情况是产品在完成注塑封装后，产品表面就可以看到鼓包现象，这种通常经过回流焊高温时包封里面的空气受热膨胀，鼓包进一步恶化将晶圆芯片和基板完全胀开甚至成型的树脂与基板也一起分开，这个过程中连接晶圆芯片和基板的金属线丝会被扯断，产品失效报废；不太严重情况是在经过封装制程回流焊后用超声波扫描，可以看到轻微的分层，但在封装完成后经运输，客户存放自然吸潮，SMT回流焊以及重工回流焊后分层恶化，产品失效；轻微情况是封装过程没有分层，超声扫描正常，客户SMT回流焊之后有轻微分层，没有造成产品失效，但终端产品的稳定性及使用寿命会受影响。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中对于等待再次作业的晶圆芯片在存放过程中受诸多外界条件影响，上片，塑封后蓝膜与基板结合性变差，易分层，导致产品失效的问题，本发明涉及目的在于通过设有增加层，增加层另一面使用新的DAF膜先与基板结合，通过增加层的选择可以改善分层而又不影响产品电气特性。
[0006]本发明公开了 DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，包括晶圆芯片，胶层和基板，还包括增加层，所述增加层为底面覆盖新的DAF膜的晶圆假片，其先与基板结合，通过下列步骤来实现:
[0007]步骤一、准备整片晶圆假片，通过减薄工艺将整块晶圆假片减薄到所需厚度，在晶圆假片的背面贴上新的DAF膜，将整块晶圆假片和DAF膜通过晶元切割工艺一起切开，切成晶圆芯片一样大小的晶圆假片；
[0008]步骤二、将晶圆假片通过固晶制程贴合在基板上，让晶圆假片背面的新的DAF胶层和基板表面结合；
[0009]步骤三、将产品晶圆芯片颗粒通过固晶制程贴在步骤二已切割的晶圆假片上，让晶圆芯片上的DAF膜和低粗糙度的硅层表面结合；
[0010]步骤四、继续后序工序:焊线，塑封；
[0011]步骤五、完成封装后，根据晶圆芯片应用等级的要求，随机挑选几十颗单颗IC做可靠性实验。
[0012]作为本发明进一步限制地，所述晶圆芯片的基材为硅。
[0013]作为本发明进一步限制地，所述DAF膜的均匀平整厚度差小于等于5um。
[0014]作为本发明进一步限制地，所述切割工艺是将整片的晶圆假片切成单颗方形的晶圆假片颗粒。
[0015]作为本发明进一步限制地，所述基板表面设有阻焊层，其粗糙度小于等于lOum。
[0016]与现有技术相比，本发明有益效果是:产品通过加设背面覆盖新的DAF膜的晶圆假片先与基板结合，使其与基板结合紧密，有效地改善分层而又不影响产品电气特性。
【附图说明】
[0017]图1是现有晶圆芯片的封装方法的流程示意图。
[0018]图2是现有晶圆芯片封装后的广品不意图。
[0019]图3是本发明中DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法的流程示意图。
[0020]图4是本发明中DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法步骤一示意图。
[0021]图5是本发明中DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法步骤二示意图。
[0022]图7是本发明中DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法步骤三示意图。
[0023]图8是本发明中DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法后的产品示意图。
[0024]图中:晶圆芯片I，DAF膜2，晶圆假片3，新DAF膜5，再次作业的晶圆芯片4，基板6，空隙7。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明做进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]如图1和图2所示，现有晶圆芯片封装工艺中，主要是通过固晶，焊线，塑封，后面其它封装工序，可靠性验证来实现的，IC封装公司不可避免的会产生暂时存放等待再次作业的晶圆芯片，由于其价格昂贵，通常不会做报废处理。
[0027]如图3至图7所示，本发明公开了 DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，包括晶圆芯片1，胶层2和基板6，还包括增加层，所述增加层为晶圆假片3的底面覆盖新的DAF胶层2，其先与基板6结合，其通过下列步骤来实现:
[0028]步骤一、准备整块晶圆假片，通过减薄工艺将整块晶圆假片减薄到所需厚度，在晶圆假片的背面贴上新的DAF膜，将整块晶圆假片和DAF膜通过晶元切割工艺一起切开，切成晶圆芯片一样大小的晶圆假片；
[0029]步骤二、将晶圆假片通过固晶制程贴合在基板上，让晶圆假片背面的新的DAF膜和基板表面结合；
[0030]步骤三、将产品晶圆芯片通过固晶制程将贴在步骤二已切割的晶圆假片上，让晶圆芯片上的DAF膜和低粗糙度的硅层表面结合；
[0031]步骤四、继续后序工序:焊线，塑封；
[0032]步骤五、完成封装后，根据晶圆芯片应用等级的要求，随机挑选几十颗单颗封装好的IC做可靠性实验。
[0033]进一步地，所述集成电路封装(IC)所用基板的阻焊层粗糙度通常在1um左右，一般接触面粗糙度越小DAF膜与该面的实际结合面积越大，DAF膜和基板之间的空气也就越少，结合性就越好，在基板和产品晶圆芯片(Die)，所述晶圆芯片为已贴有DAF膜的晶圆芯片，在晶圆芯片之间增加一层粗糙度小，近似理想的镜面的材料，让产品晶圆芯片上的DAF膜与增加层贴合，增加层另一面使用新的DAF膜再与基板结合，如果增加层选择得当可以改善分层而又不影响产品电气特性。
[0034]另外，在增加层的选择上，所述晶圆芯片的基材为硅(Si)，这样设置，所用硅的材质是在不影响产品电气特性尽量选用相似元素的材料；而使用晶圆假片(Du_y wafer),该晶圆假片也就是集成电路封装IC封装行业非常常用的一种未铺设电路层的硅晶圆(mirror wafer)，减薄机台通常用来做工艺验证，机台验证，整片晶圆假片经切割后就变成单颗的晶圆假片颗粒(Du_y Die)，这样设置，通常单颗的晶圆假片用于封装工艺作业性评估和机台评估。而整块晶圆假片价格低廉且易于减薄和抛光处理，粗糙度可以控制在0.1um以下，远低于基板阻焊层的粗糙度。
[0035]如图7所示，由于晶圆假片表面粗糙度较低，即使与再次作业的晶圆芯片4和DAF膜的结合性，也会好于与基板的结合。
[0036]如图8所示，由于集成电路封装尺寸有其标准，其基本都是固定，在里面所封装的晶圆芯片的厚度包括两点:1.封装体表面到贴在基板上的晶圆芯片表面距离不影响塑封时树脂水平方向的流动性，2.由于晶圆芯片表面需要焊线去连接基板上的金手指，线高出晶圆芯片表面的弧度有一定控制范围，要保证IC塑封提表面到线弧最高点保留一定距离，不至于金线外漏。通过叠加的封装形式，比如，塑封体高度T1500um，晶圆芯片(D2)厚度80，DAF厚度20，则晶圆芯片表面到塑封体表面距离C 400um，线弧控制在高出晶圆芯片表面llOum，则线弧最高点到塑封提表面距离290um对封装工艺没有影响，增加层Dl选择一层SOum厚的晶圆假片，晶圆假片下面贴20um厚的DAF膜，叠加后上层晶圆芯片(D2)表面到塑封体表面距离C是300um仍然满足封装工艺要求，如果增加层(Dl)选择400um的晶圆假片，再贴20um的DAF膜，则2层晶圆芯片叠加后总厚度520um，将超出了塑封体高度，该工艺将不能使用。
[0037]本发明公开了 DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，产品通过加设背面覆盖新的DAF膜晶圆假片先与基板结合，有效地改善分层而又不影响产品电气特性。需要指出的是，上述较佳实施方式仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的有效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，包括晶圆芯片，胶层和基板，其特征在于:还包括增加层，所述增加层为底面覆盖新的DAF膜的晶圆假片，其先与基板结合，通过下列步骤来实现: 步骤一、准备整块晶圆假片，通过减薄工艺将整块晶圆假片减薄到所需厚度，在晶圆假片的背面贴上新的DAF膜，将整片晶圆假片和DAF膜通过晶元切割工艺一起切开，切成晶圆芯片一样大小的晶圆假片颗粒； 步骤二、将晶圆假片颗粒通过固晶制程贴合在基板上，让晶圆假片颗粒背面的新的DAF膜和基板表面结合； 步骤三、将产品晶圆芯片颗粒通过固晶制程贴在步骤下已完成的晶圆假片上，让晶圆芯片上的DAF膜和低粗糙度的硅层表面结合； 步骤四、继续后序工序:焊线，塑封； 步骤五、完成封装后，根据晶圆芯片应用等级的要求，随机挑选几十颗单颗IC做可靠性实验。2.根据权利要求1所述的DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，其特征在于:所述晶圆芯片的基材为硅。3.根据权利要求1所述的DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，其特征在于:所述DAF膜的均匀平整厚度差小于等于5um。4.根据权利要求1所述的DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，其特征在于:所述切割工艺是将整片的晶圆假片切成单颗方形的晶圆假片颗粒。5.根据权利要求1所述的DAF与低粗糙度硅片结合性来克服基板与芯片分层方法，其特征在于:所述基板表面设有阻焊层，其粗糙度小于等于lOum。
【文档编号】H01L21/98GK105895587SQ201510015033
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月9日
【发明人】凡会建, 李文化, 彭志文
【申请人】特科芯有限公司