一种芯片封装方法与流程

1.本技术涉及封装工艺领域，尤其涉及一种芯片封装方法。


背景技术：

2.目前，传统封装工艺包括有塑封和电镀工艺，但上述的封装工艺均需要相应的塑封和电镀生产设备。
3.其中，塑封工艺所需要用到的设备包括塑封压机、高频预热机、塑封模具；电镀工艺所需要用到的镀槽，包括电镀生产中各工序的专用槽体，且不光只是电镀槽，还包括前处理用的除油槽、酸洗槽和清洗槽、活化槽、后处理的钝化槽等。
4.显然，上述的塑封和电镀工艺，其封装流程相对复杂，且所需采用相关设备导致封装的生产成本高，实用性差。


技术实现要素：

5.有鉴于此，为了解决现有技术存在的问题，本技术提供了一种芯片封装方法。
6.第一方面，本技术提供一种芯片封装方法，包括：
7.通过导电胶将待封装的晶圆固定在基板上，并对固定有所述晶圆的基板进行第一次烘烤，以使得所述导电胶固化；
8.将所述基板的引脚与所述基板上的晶圆的衬垫连接；
9.在所述基板的四周点入第一类型胶水，以使得在所述基板的四周形成预定高度的围堰，进而对所述基板进行第二次烘烤，以使得所述第一类型胶水固化；
10.将第二类型胶水点入所述基板的中间位置，直至在所述基板表面填充至预设厚度，并在所述第二类型胶水流平后，抽出所述第二类型胶水中的气泡；
11.对抽出气泡后的基板进行第三次烘烤，以使所述第二类型胶水固化；
12.对经过第三次烘烤后的基板进行蓝膜贴合处理，并对贴合有蓝膜的基板进行切割，得到一个或多个芯片。
13.在可选的实施方式中，在所述通过导电胶将待封装的晶圆固定在基板上之前，还包括：
14.超声波清洗所述基板；
15.按照预设温度和预设烘烤时间，对清洗后的基板进行烘烤。
16.在可选的实施方式中，将所述基板的引脚与所述基板上的晶圆的衬垫连接，包括：
17.通过焊线将所述基板上的晶圆的衬垫与所述基板的裸铜点对应连接；其中，所述裸铜点通过所述基板的铜箔走线与所述基板的引脚连接。
18.在可选的实施方式中，所述第一次烘烤为以175℃的恒定烘烤温度，持续烘烤1小时；
19.所述第二次烘烤为以150℃的烘烤温度，持续烘烤20分钟；
20.所述第三次烘烤为以120℃的烘烤温度，持续烘烤2小时。
21.在可选的实施方式中，所述预定高度的范围为0.8-1.4mm；所述预设厚度的范围为0.7mm-1.3mm。
22.在可选的实施方式中，所述第二类型胶水的类型为环氧树脂胶或滤光胶。
23.在可选的实施方式中，所述滤光胶为用于导通波段范围区间为(765nm，935nm)的红外光且导通率大于85％的红外滤光胶。
24.在可选的实施方式中，所述基板的横向位置与纵向位置均设置有切割标记，所述对贴合有蓝膜的基板进行切割，得到一个或多个芯片，包括：
25.对贴合有蓝膜的基板内所述围堰包围的区域沿所述切割标记进行横向和纵向的切割，并剔除所述围堰以及所述围堰的外围区域，得到一个或多个芯片；其中，单个所述芯片包括至少一个所述晶圆。
26.在可选的实施方式中，所述晶圆包括传感器和mcu芯片。
27.在可选的实施方式中，所述第一类型胶水和所述第二类型胶水的材质互不产生反应。
28.本技术实施例具有如下有益效果：
29.本技术实施例提供了一种芯片封装方法，包括：通过导电胶将待封装的晶圆固定在基板上，并对固定有晶圆的基板进行第一次烘烤，以使得导电胶固化；将基板的引脚与基板上的晶圆的衬垫连接；在基板的四周点入第一类型胶水，以使得在基板的四周形成预定高度的围堰，进而对基板进行第二次烘烤，以使得第一类型胶水固化；将第二类型胶水点入基板的中间位置，直至在基板表面填充至预设厚度，并在第二类型胶水流平后，抽出第二类型胶水中的气泡；对抽出气泡后的基板进行第三次烘烤，以使第二类型胶水固化；对经过第三次烘烤后的基板进行蓝膜贴合处理，并对贴合有蓝膜的基板进行切割，得到一个或多个芯片。本技术实施例通过胶水自流平封装工艺，无需进行塑封和电镀工艺流程，以简化封装流程，且该封装工艺流程相对简单，生产方便，可以降低生产成本，具有较好的实用性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对本技术保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
31.图1示出了本技术实施例中芯片封装方法的第一种实施方式示意图；
32.图2示出了本技术实施例中芯片封装方法的第二种实施方式示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
34.通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.在下文中，可在本技术的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
36.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本技术的各种实施例中被清楚地限定。
38.传统芯片封装的主要工艺流程包括：固晶、焊线、塑封、电镀、切筋成型。具体流程如下：
39.1)在常温下，将晶圆粘贴在点有导电胶的引线框架上，然后将其送入烤箱烘烤，使导电胶固化；2)利用焊线(金线、铝线、铜线、合金线中的任一种)，将晶圆的衬垫(即pad)和引线框架连接起来；3)在一定的温度、压力、时间条件下，在特定的封装模具中(具体根据所需生成的芯片的外形所设计)，用熔化的环氧树脂胶，把经过固晶、焊线的芯片与引线框架封装成一定外形特征产品的过程；其中，塑封需要用到的设备：塑封压机、高频预热机、塑封模具；4)电镀，是利用金属和化学的方法，在引线框架的表面镀上一层镀层，以防止外界环境的影响(如高温高湿等)，并且使元器件在pcb板上容易焊接及提高导电性；5)将引线框架切割成单独的unit(ic)。
40.然而，上述的传统芯片封装方法有塑封和电镀工艺，需要相应的塑封和电镀生产设备。塑封需要用到的设备：塑封压机、高频预热机、塑封模具；电镀用的镀槽包括电镀生产中各工序的专用槽体，且不光只是电镀槽，还包括前处理用的除油槽、酸洗槽和清洗槽、活化槽、后处理的钝化槽等。进而导致塑封和电镀工艺相对复杂，生产成本高。
41.基于此，本技术实施例提供了一种芯片封装方法，通过胶水自流平封装工艺，无需进行塑封和电镀工艺流程，以简化封装流程，且该封装工艺流程相对简单，可以降低生产成本，并缩小了封装得到的芯片的体积。
42.示范性地，本技术实施例提供了一种芯片封装方法，请参照图1，下面对该方法进行详细说明。
43.s10，通过导电胶将待封装的晶圆固定在基板上，并对固定有晶圆的基板进行第一次烘烤，以使得导电胶固化。
44.如图2所示，在上述的s10之前，本技术实施例还具体包括如下步骤：
45.s71，超声波清洗基板。
46.s72，按照预设温度和预设烘烤时间，对清洗后的基板进行烘烤。
47.预先设置一个基板，该基板用于固定至少一个晶圆；可选的，该晶圆包括传感器和mcu芯片。该基板的厚度范围、宽度范围、长度范围均在此不做限定，为满足不同大小和数量的晶圆，可相应对基板的大小和后续进行调整。优选的，该基板的厚度范围为0.4-0.6mm。
48.而后，通过超声波清洗基板，该清洗过程可通过超声波清洗机实现。按照预设温度
对清洗后的基板进行烘烤，直至达到预设烘烤时间，以使得基板表面和内部的水汽均被烘烤干。其中，预设温度和预设烘烤时间具体根据实际需求进行设置，在此不做限定。优选的，预设温度为130℃，预设烘烤时间为90分钟。
49.值得说明的是，该基板上预先设置有晶圆固定位置以及晶圆排列方向；在确定好各个晶圆的固定位置和排列方向后，常温下，将待封装的晶圆粘贴在点有导电胶的基板上，进而通过导电胶将所述晶圆固定在基板上。
50.进一步地，将固定有晶圆的基板进行第一次烘烤，以使得导电胶固化。其中，该第一次烘烤过程可以是将固定有晶圆的基板放置在预先设置的恒温烘烤箱中进行烘烤；第一次烘烤的烘烤温度和烘烤时间在此不做限定。优选的，第一次烘烤时，设置175℃的恒定烘烤温度，持续烘烤1小时。
51.s20，将基板的引脚与基板上的晶圆的衬垫连接。
52.在本实施例中，该基板上布有裸铜点、铜箔走线和引脚；其中，裸铜点通过铜箔走线和基板上的对应引脚连接。
53.在确定基板上固定有晶圆时，通过焊线，将晶圆的衬垫(即pad)跟对应裸铜点进行连接，进而使得晶圆的衬垫与基板的引脚电气相连。其中，焊线可以选用金线、铝线、铜线、合金线等中的任一种。
54.s30，在基板的四周点入第一类型胶水，以使得在基板的四周形成预定高度的围堰，进而对基板进行第二次烘烤，以使得第一类型胶水固化。
55.可以理解，在基板的四周均点入第一类型胶水，从而，在基板四周生成预设厚度和预设高度的围堰，该围堰用于将基板的四周围起来，作为一种隔离墙，以防止后续点入第二类型胶水时有胶水溢出，也即是，所生成的围堰用于包围基板内的多个待封装晶圆。其中，围堰的预设厚度和预设高度在此不做限定，可根据实际需求进行设置。优选的，围堰的高度范围为0.8-1.4mm。
56.进一步地，在完成第一类型胶水的点入后，对基板进行第二次烘烤，以使得第一类型胶水固化，进而避免第一类型胶水和后续的第二类型胶水之间出现反应，影响封装效果。其中，第二次烘烤的烘烤温度和烘烤时间在此不做限定。优选的，第二次烘烤时，以150℃的烘烤温度，对基板持续烘烤20分钟。
57.s40，将第二类型胶水点入基板的中间位置，直至在基板表面填充至预设厚度，并在第二类型胶水流平后，抽出第二类型胶水中的气泡。
58.s50，对抽出气泡后的基板进行第三次烘烤，以使第二类型胶水固化。
59.在本实施例中，确定第一类型胶水固化后，通过点胶机等装置或设备，将第二类型胶水点入基板的中间位置，直至第二类型胶水填充至整个基板的表面，后续，第二类型胶水在常温下自动流平。其中，填充厚度可根据实际情况进行设置，在此不做限定。可选的，填充厚度的范围为0.7mm-1.3mm。其中，上述所采用的第一类型胶水和第二类型胶水的材质必须互不产生反应，即两种胶水互不影响；此外，所采用的第二类型胶水的材质需具备胶水流动性好等特性，进而使得该第二类型胶水可在常温下自流平至整个基板。
60.在本实施例中，根据待封装得到的集成传感器的实际应用场景，采用相应类型的第二类型胶水进行填充，在此并不做限定。可选的，该第二类型胶水可以是环氧树脂胶，或者是滤光胶。
61.其中，环氧树脂胶是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂；具体包括通用胶、结构胶、耐温胶、耐低温胶、水下、潮湿面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料粘接胶、密封胶、特种胶、被固化胶、土木建筑胶16种类别。
62.滤光胶是一种包含环境光过滤材料或带通性质材料；环境光过滤材料用于过滤器件外界可产生干扰的环境的光信号，带通性质材料能够使特定波段的光通过。
63.进一步地，若采用滤光胶作为第二类型胶水进行填充时，优选的，该滤光胶可以选用用于导通波段范围区间为(765nm，935nm)的红外光且导通率大于85％的红外滤光胶。当采用该类型的滤光胶时，通过该滤光胶可全部屏蔽其他波段的光。
64.需要说明的是，在本实施例中若采用滤光胶进行填充，由于该滤光胶本身具备所需的滤光功能，则后续无需再采用滤光片封装工艺，以在晶圆中封装滤光片，使得后续封装得到的芯片具备所需的滤光功能；且采用滤光胶的生产成本低于采用滤光片的生产成本。
65.简言之，本实施例可通过采用滤光胶进行点胶填充，代替现有技术中的滤光片封装工艺，简化了封装流程，且降低了芯片的生产成本，具有较好的实用性。
66.在第二类型胶水自流平后，通过如真空机等装置或设备，将第二类型胶水里含有的气泡全部抽出。而后，再对抽取了气泡后的基板进行第三次烘烤，以使得第二类型胶水固化。
67.其中，第三次烘烤的烘烤时间和烘烤温度可根据实际需求进行设置，在此不做限定。优选的，第三次烘烤时，以120℃的烘烤温度，持续烘烤2小时。
68.需要注意的是，在固化第二类型胶水时，不能导致该基板产生较大程度的翘曲，该第二类型胶水不能影响mcu芯片在高低温场景(如-20℃至85℃)下的正常工作。
69.s60，对经过第三次烘烤后的基板进行蓝膜贴合处理，并对贴合有蓝膜的基板进行切割，得到一个或多个芯片。
70.将经过了第三次烘烤的基板贴合在蓝膜上，并且预先在基板的横向位置与纵向位置均设置有切割标记，进而，通过该切割标记对贴有蓝膜的基板进行切分，以得到封装好的芯片。
71.具体地，对贴合有蓝膜的基板内的围堰包围的区域沿切割标记进行横向和纵向的切割，并剔除围堰以及围堰的外围区域，得到一个或多个芯片，其中，一个芯片包括一个或多个晶圆。也即是，将围堰内包围的多个晶圆经过上述步骤进行点胶、烘烤、蓝膜贴合等处理后，逐一切割，对应封装形成芯片。
72.本技术实施例所提供的芯片封装方法，通过胶水自流平封装工艺，在基板完成固晶(即固定晶圆)和焊线后，可以直接进行点胶流平工艺生产流程(即在点入第二类型胶水时，通过第二类型胶水自流平后再进行烘烤)；后续对贴有蓝膜的基板进行切分，一次性实现多个芯片的封装；且此过程并不涉及有塑封和电镀工艺流程，不需要相应的塑封和电镀生产设备，从而，本技术实施例的封装工艺流程相对简单、且操作较为简便。后续，通过采用滤光胶实现第二类型胶水的点胶流平，该滤光胶即具备所需的滤光功能，从而代替滤光片工艺，进而无需再次封装滤光片，降低了对应封装生成芯片的生产成本、同时也减少了该芯片的体积，使得所得到的芯片更具小型化，具有轻巧、灵便等特点。
73.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构
图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
74.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
75.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
76.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种芯片封装方法，其特征在于，包括：通过导电胶将待封装的晶圆固定在基板上，并对固定有所述晶圆的基板进行第一次烘烤，以使得所述导电胶固化；将所述基板的引脚与所述基板上的晶圆的衬垫连接；在所述基板的四周点入第一类型胶水，以使得在所述基板的四周形成预定高度的围堰，进而对所述基板进行第二次烘烤，以使得所述第一类型胶水固化；将第二类型胶水点入所述基板的中间位置，直至在所述基板表面填充至预设厚度，并在所述第二类型胶水流平后，抽出所述第二类型胶水中的气泡；对抽出气泡后的基板进行第三次烘烤，以使所述第二类型胶水固化；对经过第三次烘烤后的基板进行蓝膜贴合处理，并对贴合有蓝膜的基板进行切割，得到一个或多个芯片。2.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，在所述通过导电胶将待封装的晶圆固定在基板上之前，还包括：超声波清洗所述基板；按照预设温度和预设烘烤时间，对清洗后的基板进行烘烤。3.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，将所述基板的引脚与所述基板上的晶圆的衬垫连接，包括：通过焊线将所述基板上的晶圆的衬垫与所述基板的裸铜点对应连接；其中，所述裸铜点通过所述基板的铜箔走线与所述基板的引脚连接。4.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，所述第一次烘烤为以175℃的恒定烘烤温度，持续烘烤1小时；所述第二次烘烤为以150℃的烘烤温度，持续烘烤20分钟；所述第三次烘烤为以120℃的烘烤温度，持续烘烤2小时。5.根据权利要求1-4中任一项所述的芯片封装方法，其特征在于，所述预定高度的范围为0.8-1.4mm；所述预设厚度的范围为0.7mm-1.3mm。6.根据权利要求1-4中任一项所述的芯片封装方法，其特征在于，所述第二类型胶水的类型为环氧树脂胶或滤光胶。7.根据权利要求6所述的芯片封装方法，其特征在于，所述滤光胶为用于导通波段范围区间为(765nm，935nm)的红外光且导通率大于85％的红外滤光胶。8.根据权利要求1-4中任一项所述的芯片封装方法，其特征在于，所述基板的横向位置与纵向位置均设置有切割标记，所述对贴合有蓝膜的基板进行切割，得到一个或多个芯片，包括：对贴合有蓝膜的基板内所述围堰包围的区域沿所述切割标记进行横向和纵向的切割，并剔除所述围堰以及所述围堰的外围区域，得到一个或多个芯片；其中，单个所述芯片包括至少一个所述晶圆。9.根据权利要求1-4中任一项所述的芯片封装方法，其特征在于，所述晶圆包括传感器和mcu芯片。10.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，所述第一类型胶水和所述第二类型胶水的材质互不产生反应。

技术总结
本申请涉及封装工艺领域，公开了一种芯片封装方法，该方法包括：通过导电胶将待封装的晶圆固定在基板上，并对固定有晶圆的基板进行第一次烘烤；将基板的引脚与基板上的晶圆的衬垫连接；在基板的四周点入第一类型胶水，进而对基板进行第二次烘烤；将第二类型胶水点入基板的中间位置，直至在基板表面填充至预设厚度，并在第二类型胶水流平后，抽出第二类型胶水中的气泡；对抽出气泡后的基板进行第三次烘烤；对贴合有蓝膜的基板进行切割，得到一个或多个芯片。本申请实施例通过胶水自流平封装工艺，无需塑封和电镀工艺流程，以简化封装流程，且该封装工艺流程相对简单，可以降低生产成本。本。本。


技术研发人员：胡宗荣 邓双 苏鹏德
受保护的技术使用者：广东国峰半导体有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/13