一种晶圆级芯片封装工艺的制作方法

1.本发明涉及一种芯片，具体涉及一种晶圆级芯片。


背景技术：

2.晶圆级封装与机械加工的封装方式不同，其几乎所有的封装过程步骤都是以晶圆的形式并行完成的，之后再进行切割制成单颗组件。随着晶圆级封装对产品的封装厚度要求越来越薄，在产品运输及作业过程中，产品隐裂、碎片的风险大大提高。
3.具体的，csp产品封装工艺流程为：植球（植球
→
回流
→
清洗）
→
测试
→
磨片（贴膜
→
磨片
→
揭膜）
→
背胶（背胶
→
烘烤）
→
打印
→
划片（贴片
→
烘烤
→
划片）
→
分选。
4.从上述工艺过程可以看出，在磨片机中将晶圆研磨至指定厚度之后，需要依次转移至揭膜机、背胶机、打印机、划片机，以完成后续工艺。由于磨片后的晶圆比较薄，通常晶圆厚度不大于170um，称之为超薄片。由于超薄片的翘曲度通常也较大，因此也可称之为翘曲片。随着晶圆减薄后，产品越来越大的翘曲度，已超出先进封装磨片揭膜机、背胶机、打印机、划片贴片机等设备全自动作业能力，目前的超薄片很难被机械手臂夹取而不发生隐裂或碎片，从而导致其不能适应于全自动化作业，只能手动把产品放到设备底盘上进行手动生产。然而，由于超薄片本身没有其他支撑，在手动运输过程中容易发生产品隐裂以及碎片。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种不会引起隐裂或碎片的晶圆级芯片封装工艺。
6.技术方案：一种晶圆级芯片封装工艺，包括以下步骤：
①
贴膜，在晶圆的正面贴保护膜；
②
磨片，减薄晶圆的背面；
③
通过片环在晶圆背面贴一体膜，所述一体膜包括背胶膜和划片膜；
④
撕掉晶圆正面保护膜；
⑤
烘烤一体膜中的背胶膜，对其进行固化；
⑥
透膜打印，透过划片膜在背胶膜上进行激光打印；
⑦
高压烘烤，消除在透膜打印过程中一体膜内产生的气泡。
7.进一步，步骤
⑤
烘烤的温度为125~175℃。
8.进一步，步骤
⑦
高压烘烤的压力为2~10个大气压，温度为125~175℃。
9.进一步，步骤
③
将晶圆置于片环的内圈并保持晶圆背面和片环表面平齐，将一体膜同时覆盖并贴合在晶圆和片环上形成整体。
10.进一步，贴完一体膜后，通过夹取片环来转移晶圆进行加工。
11.进一步，步骤
②
磨片之前进行植球、回流、清洗和测试。
12.进一步，步骤
⑦
高压烘烤之后进行划片和分选。
13.进一步，所述划片膜的耐热温度为150℃。
14.有益效果：1、本发明将一体膜直接贴到了晶圆和片环上，晶圆和片环通过一体膜形成一个整体结构，磨片后的所有机台都能通过机械手臂自动抓取片环，无需接触晶圆，即能实现全自动生产；例如，在激光透膜打印时，打印机的提篮直接接触片环，不接触晶圆，解决了晶圆级封装超薄片及翘曲片的全自动作业问题，同时降低了晶圆级超薄片及翘曲片在运输过程中和作业过程中的隐裂、碎片风险。
15.2、透膜打印时，激光透过一体膜打印到晶圆背面，激光打印过程中会生产大量的能量，能量在一体膜内无法发散，形成了气泡。如果气泡不消除，划片工序会有影响，划片机底盘无法真空吸住。同时如果背面有气泡，划片时会导致产品在划片底盘上不平整，导致划片有chipping、飞芯等问题。因此，本发明对其进行高压烘烤，高温下，划片膜软化，气泡在高压状态下从划片膜与背胶膜之间的间隙中排出，消除一体膜内的气泡。
附图说明
16.图1为在片环和晶圆上贴一体膜的结构示意图。
具体实施方式
17.以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
18.一种晶圆1级芯片封装工艺，具体步骤如下：步骤一：贴膜，在晶圆1的正面贴保护膜，用于保护晶圆1正面的电路。
19.步骤二：植球，在ubm开口上植上锡球；回流，清洗。
20.步骤三：测试，通过测试探针测试各个芯片的电性能，区分良品和不良品，根据电性能的测试结果，将晶圆上各个芯片划分为良品和不良品，以便后续步骤选择良品进行打印。良品和不良品的划分依据需求而定，比如，要求芯片电压要大于1v，如果测出来不大于1v则为不良品，大于1v则为良品。
21.步骤四：磨片，减薄晶圆1的背面。
22.步骤五：在晶圆1背面贴一体膜3，一体膜3为叠合贴覆好的一层背胶膜和一层划片膜，背胶膜用来保护晶圆1背面硅面，划片膜用于进行后续划片。具体的，如图1所示，在这里一体膜3直接贴在片环2上，片环2是一个圆环形状的铁环，片环2的内径大于晶圆1的直径。将晶圆1置于片环2的中心，使晶圆1的背面和片环2表面处于同一平面，将一体膜3同时覆盖在晶圆1和片环2上，因此覆膜后晶圆1和片环2通过一体膜3形成一个固定的整体。由于片环2具有一定厚度和硬度，在后续的晶圆1流转过程中，需对晶圆1进行转移，只需用机械手臂对片环2进行夹取即可，不接触晶圆1，故完全避免了对晶圆1表面的损伤。
23.步骤六：撕掉晶圆1正面保护膜。
24.步骤七：烘烤一体膜3中的背胶膜，对其进行固化，烘烤的温度为125~175℃。
25.步骤八：透膜打印，透过划片膜在背胶膜上进行激光打印，在各个芯片的位置打上印记（标记/logo等）；印记在晶圆1上的分布没有要求，按照测试后合并图谱进行打印的，只打印良品，每个良品背面对应一个印记，打印机激光按照图谱上的良品分布直接进行连续
打印。
26.步骤九：对一体膜3进行高压烘烤，消除透膜打印过程中造成的一体膜3内的气泡；高压烘烤的压力为2~10个大气压，温度为125~175℃。
27.步骤十：划片，将晶圆1切割成单颗芯片。
28.步骤十一：分选，外观检验，筛选出外观正常的芯片，不正常的情况，如打印印记不清楚、芯片正面有沾污、划片切割不良。
29.如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。


技术特征：
1.一种晶圆级芯片封装工艺，其特征在于：包括以下步骤：
①
贴膜，在晶圆的正面贴保护膜；
②
磨片，减薄晶圆的背面；
③
通过片环在晶圆背面贴一体膜，所述一体膜包括背胶膜和划片膜；
④
撕掉晶圆正面保护膜；
⑤
烘烤一体膜中的背胶膜，对其进行固化；
⑥
透膜打印，透过划片膜在背胶膜上进行激光打印；
⑦
高压烘烤，消除在透膜打印过程中一体膜内产生的气泡。2.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装工艺，其特征在于：步骤
⑤
烘烤的温度为125~175℃。3.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装工艺，其特征在于：步骤
⑦
高压烘烤的压力为2~10个大气压，温度为125~175℃。4.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装工艺，其特征在于：步骤
③
将晶圆置于片环的内圈并保持晶圆背面和片环表面平齐，将一体膜同时覆盖并贴合在晶圆和片环上形成整体。5.根据权利要求4所述的晶圆级芯片封装工艺，其特征在于：贴完一体膜后，通过夹取片环来转移晶圆进行加工。6.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装工艺，其特征在于：步骤
②
磨片之前进行植球、回流、清洗和测试。7.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装工艺，其特征在于：步骤
⑦
高压烘烤之后进行划片和分选。8.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装工艺，其特征在于：所述划片膜的耐热温度为150℃。

技术总结
本发明提供了一种晶圆级芯片封装工艺，通过片环在晶圆背面贴一体膜，所述一体膜包括背胶膜和划片膜；透膜打印，透过划片膜在背胶膜上进行激光打印；高压烘烤，消除在透膜打印过程中一体膜内产生的气泡。本发明将一体膜直接贴到了晶圆和片环上，晶圆和片环通过一体膜形成一个整体结构，磨片后的所有机台都能通过机械手臂自动抓取片环，无需接触晶圆，解决了晶圆级封装超薄片及翘曲片的全自动作业问题，同时降低了晶圆级超薄片及翘曲片在运输过程中和作业过程中的隐裂、碎片风险；此外，进行了高压烘烤，一体膜内的气泡在高压状态下从划片膜与背胶膜之间的间隙中排出，消除了气泡。消除了气泡。消除了气泡。


技术研发人员：陈小响 杜阳
受保护的技术使用者：江苏芯德半导体科技有限公司
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2022/5/31