一种芯片的封装方法及封装结构与流程

1.本技术属于芯片封装技术领域，尤其涉及一种芯片的封装方法及封装结构。


背景技术：

2.芯片在完成前工序加工后，需要采用塑封料对芯片进行封装，使芯片与外界环境电绝缘，同时能够防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成芯片的电气性能下降的问题，起到保护芯片的目的。
3.目前，传统芯片封装技术中所采用的塑封料的主要成分包括60％-90％的填充剂(例如，二氧化硅)和10％左右的环氧树脂。由于填充剂为非透明材料且在塑封料中的占比较大，而作为透明材料的环氧树脂占比较小，因此，传统塑封料所封装的芯片为如图1所示的非透明状态。但是，由于芯片通常在使用时需要将芯片中的感光区域以可视化的形态展示，以使通过该感光区域实现芯片的光电特性。而采用传统塑封料对芯片进行封装后，使得芯片在获取电绝缘性的同时，芯片的感光区域也失去透光性、可视性等，导致该类芯片无法正常使用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供了一种芯片的封装方法及封装结构，以解决现有技术中的封装方法导致包含有感光区域芯片无法正常使用的问题。
5.本技术实施例的第一方面提供了一种芯片的封装方法，芯片包括感光区域和非感光区域，该方法包括：在感光区域的表面设置透明保护层，其中，透明保护层的厚度根据芯片封装的目标厚度确定；采用塑封料对芯片进行塑封，以使塑封料包覆芯片的非感光区域，得到感光区域局部透明的封装芯片。
6.结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，透明保护层是通过环氧树脂层和粘接膜层制备而成的。
7.结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，透明保护层通过以下方法制备：在环氧树脂层的第一表面上粘贴保护胶膜，环氧树脂层包括相对设置的第一表面和第二表面；采用研削机对环氧树脂层的第二表面进行减薄处理；去除第一表面上的保护胶膜，并在第二表面上粘贴保护胶膜；采用研削机对去除保护胶膜后的第一表面进行减薄处理；去除第二表面上的保护胶膜，得到减薄处理后的环氧树脂层；在减薄处理后的环氧树脂层的第一表面或第二表面上粘贴粘接膜层；对粘贴有粘接膜层的环氧树脂层进行切割处理，得到与感光区域尺寸一致的，且粘贴有粘接膜层的透明保护层。
8.结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，去除第一表面/第二表面上的保护胶膜，包括：对第一表面/第二表面上的保护胶膜进行解胶处理；解胶完成后，从第一表面/第二表面上剥离保护胶膜。
9.结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，该方法还包括：对减薄处理后的第一表面和第二表面进行抛光处理。
10.结合第一方面，在第一方面的第五种可能实现方式中，在采用塑封料对芯片进行塑封，以使塑封料包覆芯片的非感光区域，得到感光区域局部透明的封装芯片之后，该方法还包括：对封装芯片进行质量检测。
11.结合第一方面，在第一方面的第六种可能实现方式中，环氧树脂层的减薄厚度是根据透明保护层的厚度确定的。
12.结合第一方面，在第一方面的第七种可能实现方式中，粘接膜层为晶片黏结薄膜层。
13.结合第一方面，在第一方面的第八种可能实现方式中，塑封料包括60-90份的填充剂材料以及10份的环氧树脂材料。
14.本技术实施例的第二方面提供了一种芯片的封装结构，包括透明保护层、塑封层和设置有感光区域和非感光区域的芯片基板；透明保护层设置在感光区域表面，其中，透明保护层的厚度根据芯片封装的目标厚度确定；塑封层包覆非感光区域。
15.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例中提供一种芯片的封装方法及封装结构，该封装方法首先通过在感光区域的表面设置透明保护层，实现对芯片的感光区域进行透光设置。然后采用塑封料对芯片进行塑封，以使塑封料包覆芯片的非感光区域，得到感光区域局部透明的封装芯片。该种方法在满足了芯片的封装要求需求后，还能够确保芯片的感光区域为透明状态，从而实现芯片的光电特性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本技术实施例提供的采用传统工艺塑封后得到的非透明状态的芯片结构示意图；
18.图2是本技术实施例提供的包含有感光区域的芯片结构示意图；
19.图3是本技术实施例提供的采用传统工艺塑封后得到的全透明状态的芯片结构示意图；
20.图4是本技术实施例提供的一种透明保护层的制备方法流程的示意图；
21.图5是本技术实施例提供的环氧树脂层第一表面减薄场景示意图；
22.图6是本技术实施例提供的环氧树脂层厚度的标示示意图；
23.图7是本技术实施例提供的对减薄处理后的环氧树脂层进行切割处理的过程示意图；
24.图8是本技术实施例提供的芯片的封装方法流程的示意图；
25.图9是本技术实施例提供的透明保护层粘贴在芯片感光区域的场景示意图；
26.图10是本技术实施例提供的塑封料包覆芯片的非感光区域的场景示意图；
27.图11是采用本技术实施例提供的芯片封装方法与采用传统芯片封装方法所得到的封装结果对比图。
具体实施方式
28.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
29.以下结合具体的实施例对本技术提供的技术方案进行详细的解释说明。
30.在通过晶圆切割工艺制备出成品芯片后，需要对芯片进行封装操作，即采用塑封料将芯片的整个结构塑封起来，以起到保护芯片的目的。
31.目前，通常采用非透明材料的塑封料(主要成分包括60％-90％的填充剂和10％左右的环氧树脂)，基于封装工艺和封装设备将塑封料浇筑在成品芯片表面，以实现对成品芯片进行封装的目的。随着芯片技术的发展，逐渐产生出一种包含有感光区域的芯片，其结构参见图2中所示，该种类型的芯片在使用时需要借助感光区域从而实现芯片的光电特性。然而，由于传统封装技术所使用的塑封料中，填充剂为非透明材料且占比较大，而作为透明材料的环氧树脂占比较小，因此，针对该种包含有感光区域的芯片，若采用传统封装技术，将导致封装后的芯片为非透明状态，从而使得芯片中的感光区域无法正常使用。
32.在其他相关技术中，可以采用纯环氧树脂(环氧树脂的含量为90％以上)作为塑封料对芯片进行封装后，所封装的芯片为如图3所示的全透明状态。但是，由于纯环氧树脂和传统封装技术中所使用的塑封料在材料特性上存在很大不同，因此，传统的封装工艺和封装设备不适用于纯环氧树脂的塑封料，导致封装工艺更繁琐。另外，纯环氧树脂塑封料的成本更高，进而导致封装芯片的工艺成本更大。
33.基于上述问题，本技术实施例中提供一种芯片的封装方法，该芯片包括感光区域和非感光区域，采用该种方法能够使得芯片的感光区域在封装后呈透明可视状态，非感光区域在封装后呈非透明状态，从而使得塑封后的芯片中感光区域能够正常使用。
34.本实施例中提供的芯片的封装方法，主要是通过将透明保护层设置在芯片的感光区域表面，然后再采用封装工艺将塑封料包覆在芯片的非感光区域，从而得到芯片感光区域局部透明的封装芯片。
35.示例性的，本实施例中提供的透明保护层是基于环氧树脂层和粘贴膜层，并通过以下方法制备而成的。该环氧树脂层包括相对设置的第一表面(也可称为正面)和第二表面(也可称为背面)，参见图4所示，该方法包括以下步骤s401-s407。
36.s401、在环氧树脂层的第一表面上粘贴保护胶膜。
37.在一些实施例中，该保护胶膜可以是通过聚氯乙烯(polyvinyl chloride，pvc)材料所制备的。在第一表面粘贴保护胶膜，是为了后续在对第二表面进行减薄时，对第一表面起到保护作用。
38.s402、采用研削机对环氧树脂层的第二表面进行减薄以及抛光处理。
39.在本实施例中，可以通过研削机在平行于环氧树脂层第二表面的方向上，对环氧树脂层的第二表面进行减薄处理。研削完成之后，再通过抛光机对环氧树脂层的第二表面进行抛光处理，以增加环氧树脂层的透光性。图5为本实施例中提供的环氧树脂层第一表面减薄场景示意图。
40.在一些实施例中，对环氧树脂层的第二表面进行减薄处理后，所得到的减薄处理
后的环氧树脂层的厚度可以通过下式计算：
41.h＝a-b-c
42.上式中，h表示减薄处理后的环氧树脂层的厚度(即透明保护层的厚度)，a表示芯片产品成品整体的目标厚度，b表示芯片感光区域的厚度，c表示芯片基板的厚度。则环氧树脂层需要减薄的厚度即为原环氧树脂层的厚度(即减薄前环氧树脂层的厚度)与h的差值。图6为本实施例中提供的环氧树脂层减薄厚度的标示示意图。
43.s403、去除第一表面上的保护胶膜，并在减薄抛光处理后的第二表面上粘贴保护胶膜。
44.在一些实施例中，第一表面上的保护胶膜可以通过以下方式去除：首先，对第一表面上的保护胶膜进行解胶处理，以使得在后续剥离时保护胶膜更容易从第一表面上脱落。然后，解胶完成后，从第一表面上剥离保护胶膜。
45.s404、采用研削机对去除保护胶膜后的第一表面进行减薄以及抛光处理。
46.在一些实施例中，可以通过研削机在平行于环氧树脂层第一表面的方向上，对环氧树脂层的第一表面进行减薄处理。研削完成之后，再通过抛光机对环氧树脂层的第一表面进行抛光处理，以增加环氧树脂层的透光性。
47.需要说明的是，在对环氧树脂层的第一表面进行减薄处理时，减薄的厚度需要根据对环氧树脂层第二表面的减薄厚度确定。示例性的，环氧树脂层总共需要减薄的厚度为q，若对环氧树脂层的第二表面的减薄厚度为p，则对环氧树脂层的第一表面的减薄厚度为q-p。
48.s405、去除第二表面上的保护胶膜，得到减薄处理后的环氧树脂层。
49.在一些实施例中，第二表面上的保护胶膜可以通过以下方式去除：首先，对第二表面上的保护胶膜进行解胶处理，以使得在后续剥离时保护胶膜更容易从第二表面上脱落。然后，解胶完成后，从第二表面上剥离保护胶膜，得到减薄处理后的环氧树脂层。
50.s406、在减薄处理后的环氧树脂层的第一表面或第二表面上粘贴粘接膜层，得到粘贴有粘接膜层的环氧树脂层。
51.示例性的，粘接膜层可以为晶片黏结薄膜(die attach film，daf)层。由于第一表面和第二表面没有本质结构的区别，因此，daf层可以粘贴在减薄处理后的环氧树脂层的任一表面上。
52.s407、对粘贴有粘接膜层的环氧树脂层进行切割处理，得到与感光区域尺寸一致的，且粘贴有粘接膜层的透明保护层。
53.示例性的，s406-s407步骤的实施过程可以参见图7所示。
54.基于上述实施例中所提供的透明保护层制备方法所得到的透明保护层，本实施例还提供一种芯片的封装方法，其中，芯片包括感光区域和非感光区域。参见图7所示，该封装方法包括以下步骤s801-s803。
55.s801、在芯片的感光区域表面设置透明保护层，其中，透明保护层的厚度根据芯片封装的目标厚度确定。
56.在芯片的封装工艺中，可以首先将透明保护层粘贴在芯片的感光区域表面，具体可以通过以下方式实现。
57.在一些实施例中，可以直接将上述透明保护层制备方法实施例中所得到的粘贴有
粘接膜层的透明保护层，直接粘贴在芯片的感光区域表面，具体实施过程参见图9中所示。
58.在另一些实施例中，也可以将上述透明保护层制备方法实施例中制备的减薄处理后的环氧树脂层切割为与芯片的感光区域尺寸一致的环氧树脂块，然后再通过粘接膜层将环氧树脂块粘贴在芯片的感光区域表面。
59.透明保护层厚度的确定方式参见上述透明保护层制备方法实施例中s402和s404中所示，本实施例中不做赘述。
60.s802、采用塑封料对芯片进行塑封，以使塑封料包覆芯片的非感光区域，得到感光区域局部透明的封装芯片。
61.在一些实施例中，采用封装工艺和设备，以60-90份的填充剂材料以及10份的环氧树脂材料为塑封料对芯片的非感光区域进行塑封，以使塑封料包覆芯片的所有非感光区域并形成塑封层。具体实施过程参见图10中所示。图11为通过本实施例中提供的封装方法对实体芯片的封装成品结果对比图，参见图11所示，通过本实施例中提供的封装方法能够得到芯片感光区域局部透明的封装芯片。
62.s803、对封装芯片进行质量检测。
63.在一些实施例中，通过质检机对得到的封装芯片的质量进行检测，在封装芯片的质量满足预设要求时，完成整个封装操作，并将得到的封装芯片转入下一道工序中。
64.本实施例中还提供一种芯片的封装结构，参见图10中封装后的芯片结构示意图，该封装结构包括透明保护层、塑封层和设置有感光区域和非感光区域的芯片基板；透明保护层设置在芯片的感光区域表面；塑封层包覆芯片的非感光区域。
65.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
66.需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。应当理解，当在本技术说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
67.在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
68.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。