基于铜球预压平的芯片封装方法
【专利摘要】本发明公开一种基于铜球预压平的芯片封装方法，其包括如下步骤：步骤1：将晶圆厚度减薄后切割成芯片，并将芯片用粘片胶粘贴到框架的基岛上；然后进行前固化，将粘片胶烘干，固定芯片；步骤2：键合，将芯片和框架的引脚用键合导线连通；步骤3：将键合后的芯片用塑封材料密封，并进行后固化；步骤4：将塑封后芯片上的管脚和散热片上的残胶去除；然后将芯片管脚和散热片表面镀上一层锡；最后再冲筋成型；步骤2的键合，包括如下过程：通过焊接工具打火烧球，产生一个可供键合用的铜球，在框架上预压平，使铜球键合部分形成一定面积的平面，并保证铜球仍然附着在键合工具上，然后快速移动键合工具，将预压平后的铜球放置于芯片键合区，然后进行键合。
【专利说明】基于铜球预压平的芯片封装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子元器件制造领域，具体涉及一种基于铜球预压平的芯片封装方法。
【背景技术】
[0002]随着芯片制造技术的不断提高，完成同样功能的芯片面积越来越小，相应的芯片制造成本也越来越低，但封装所需要的材料成本和制程却没有较大的改善，因此半导体行业中，封装成本所占的比例也越来越凸显出来。以金线为键合材料的封装产品中，金线所占的成本比例达到了 30%，而目前国际金价持续上涨，2013年预计涨幅12% ；2012年涨幅6% ；2011年涨幅10% ；2010年涨幅29.5% ；09年08年相比金线价格有30%的增长，就封装行业10%的利润计算，这样的涨幅会吃掉封装行业的所有利润。为了减少封装成本，与金同族的铜作为键合材料被提出，于是铜线键合工艺作为封装行业的救命稻草被广泛研究。同时铜线价格只有金线成本1/3-1/10，在封装成本中的比例也只有6%左右，极大的减少了封装成本，为半导体封装行业带来新的希望所以铜线键合目前都作为重点研发方向。
[0003]另外芯片面积缩小之后，芯片内部层与层、线与线之间的间隔变得更薄更窄，而这些因素导致金属导线之间的信号产生了干扰。为了解决这一问题，在芯片制造中引入了低介电常数(low-k)材料，但低介电常数材料表现的很脆，这给后期的封装带来了新的难题，特别是在已经确立铜线键合作为发展方向的前提之下，难题更加的凸显。因为铜线的硬度(HV70)、屈服强度等物理参数高于金和铝，键合时需要施加更大的超声能量和键合压力，因此容易对硅芯片造成损伤，对于低介电常数材料的芯片甚至是破坏。
[0004]目前，现有的芯片封装工艺中，第一点键合一般都是在芯片上完成，而铜线键合最主要的工作是将铜球底部压平，紧接着再进行热超声键合。为了使铜球能够很好的压平，势必要使用很大的冲击力和下压压力来解决，而大的压力会使铜球陷入芯片键合区铝层更多，留给下一步超声键合的铝层厚度势必会减少，铝层厚度的减少或没有，在超声能量的作用下，铜球会穿透芯片键合区铝层对芯片内部造成损害。
[0005]为此，一篇
【发明者】张建国, 伍江涛, 左福平, 张航, 朱红星 申请人:深圳电通纬创微电子股份有限公司