专利名称：一种半导体封装系统的制作方法
技术领域：
本发明技术涉及半导体芯片制造设备领域，尤其涉及芯片封装设备。
背景技术：
半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装过程为:来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片(Die)，然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板(引线框架)架的小岛上，再利用超细的金属(金锡铜铝)导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘(Bond Pad)连接到基板的相应引脚(Lead)，并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序,最后入库出货。封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术都是非常关键的一环。特别是20世纪80年代以来，表面贴装技术的应用，一个重要的失效模式就是封装体在客户端进行表面贴装SMT时，芯片封装体从界面处开裂，机理就是由于在高温下，界面所吸收的潮气在高温下体积迅速膨胀，产生的应力高于界面的结合力导致的，为此JEDEC固态技术协会公布了针对SMT器件的潮气敏感度的Jedec标准，及TS16949的AQlOl都对此给了明确的潮气敏感度定义及实验方法，等级划分。自从20世纪80年代以来，如何提高潮气敏感度的工作就没有停止过。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种半导体封装系统，其能够提高芯片封装体从界面处开裂，降低潮气等级数；延长产品使用寿命，降低成本及客户抱怨。为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案:一种半导体封装系统，其中:包括等离子处理装置、输送装置及微喷涂装置，所述输送装置连接等离子处理装置及微喷涂装置，将待塑封芯片从等离子装置运输至微喷涂装置，并与后道工序连接。作为本发明所述的半导体封装系统的一种优选方案，其中:所述等离子处理装置包括一个真空容器，容器内设置有托盘结构及传输机构，所述微喷涂装置设置有至少一个气动喷头，所述微喷涂装置设置在密封腔体内，该密封腔体内设置有减压机构。作为本发明所述的半导体封装系统的一种优选方案，其中:所述微喷涂装置设置有控制模块，可以调节微喷涂装置的微喷头的喷涂范围及喷涂量，所述输送装置设置有控制模块，控制待塑封芯片的进料以及与微喷涂装置的配合作业。作为本发明所述的半导体封装系统的一种优选方案，其中:所述等离子处理装置设置两个真空容器，一个容器内可以充入或抽出氦气，另一个真空容器可以充入或抽出氮气。作为本发明所述的半导体封装系统的一种优选方案，其中:所述微喷涂装置设置有4个微喷头，可以喷涂的涂层厚度为10-100nm。采用本发明的优点:提高环氧树脂和引线框架，PCB基板，芯片，导线所形成的多个关键界面的结合强度，防止工艺过程中分层，开裂。降低产品的潮气等级数，消除潜在的缺陷，避免由于高潮气等级数高所需的工艺控制成本及防潮包装费用。延长产品的使用寿命一倍以上。解决处理后的保存时间问题，使之更具有工艺上实用性。
具体实施例方式对T0263 3引脚的产品实施处理。产品在实施塑封前，将芯片放入等离子处理装置，可以多条平铺，自动或手动皆可，待处理材料的面与等离子体入射的夹角在60度之间，连接真空泵抽真空让腔体内的真空度小于0.25torr，射频发生器发出高频波，使连为一体的腔体内的氩气成为等离子体，在电场的驱动下撞击腔内待处理材料的表面，射频波功率550W，作用时间35sec，氩气的流量28sccm，待氩气处理步骤完成后，再通入氮气，氮气作用时，射频波功率350+/-100W，作用时间30+/-10sec，氮气的流量25+/_10sccm。然后通过输送装置，将处理好的芯片材料输送至微喷涂装置。完成等离子处理后的材料可以暴露在大气中的时间控制小于1.5小时，10, 000及100，000级无尘环境下保存的时间小于3小时，氮气柜中保存时间小于12小时。暴露的时间控制与表面活性随时间下降特性相关，氮气柜无尘及低湿气环境能减缓下降趋势，延长储存时间。通过输送装置进入微喷涂装置后，在有效存放时间内完成对其表面助粘处理，例如，助粘处理使用3M的助粘剂，，溶剂含量为96% -99%，活性偶联剂含量为1-4%，每颗Unit使用0.001-0.003ml，溶剂挥发后存留的活性偶联剂厚度在5_100nm之间，以达到偶联剂在材料表面以单分子层的形式成膜。可以采用自然烘干的方式(常温下存放超过24小时)或者烘箱烘烤90-150摄氏，时间5到15分钟，使其和基材之间形成化学键交联。烘干后，大气环境下可以存放96小时。处理后的产品，潮气等级为JEDEC Levell，达到非潮气敏感性要求，无需防潮包装，可以存放的有效期为I年。普通流程的产品，潮气等级为JEDEC Level3，需要使用防潮包装，包装前去潮烘烤25小时，真空包装，真空袋需要放置潮气检测卡，开封后必须在168小时内用完。目前所使用单独等离子清洗流程，其粘结力加强的效果仅仅体现在抵抗后续工艺如TnF，plating中的应力，而不能达到降低潮气等级的效果。而且存放的时间有限。Lead frame的表面粗化,其只提供Lead frame和环氧树脂的界面加强,不改善芯片和导线的与环氧树脂的结合界面。而且Lead frame的费用要占到整个封装体成本的50%以上，其价格的增加，对产品整体成本影响大。使用本发明，Lead frame，芯片，导线和环氧树脂的界面都得到加强，加强的效果既体现在工艺中，又体现在提高可靠性上。由于等离子清洗使用的微量气体和微喷涂工艺中使用的材料量很低，所以对封装成本的影响很小。应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种半导体封装系统，其特征在于:包括等离子处理装置、输送装置及微喷涂装置，所述输送装置连接等离子处理装置及微喷涂装置，将待塑封芯片从等离子装置运输至微喷涂装置，并与后道工序连接。
2.根据权利要求1所述的半导体封装系统，其特征在于:所述等离子处理装置包括一个真空容器，容器内设置有托盘结构及传输机构，所述微喷涂装置设置有至少一个气动喷头，所述微喷涂装置设置在密封腔体内，该密封腔体内设置有减压机构。
3.根据权利要求1所述的半导体封装系统，其特征在于:所述微喷涂装置设置有控制模块，可以调节微喷涂装置的微喷头的喷涂范围及喷涂量，所述输送装置设置有控制模块，控制待塑封芯片的进料以及与微喷涂装置的配合作业。
4.根据权利要求1所述的半导体封装系统，其特征在于:所述等离子处理装置设置两个真空容器，一个容器内可以充入或抽出氦气，另一个真空容器可以充入或抽出氮气。
5.根据权利要求1所述的半导体封装系统，其特征在于:所述微喷涂装置设置有4个微喷头，可以喷涂的涂层厚度为10-100nm。
全文摘要
本发明公开了一种半导体封装系统，其中包括等离子处理装置、输送装置及微喷涂装置，所述输送装置连接等离子处理装置及微喷涂装置，将待塑封芯片从等离子装置运输至微喷涂装置，并与后道工序连接。其能延长产品的使用寿命一倍以上，解决处理后的保存时间问题，使之更具有工艺上实用性。
文档编号H01L21/56GK103094154SQ201110344919
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者辛军 申请人:无锡世一电力机械设备有限公司