一種封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種封裝方法，采用兩道研磨工序，并在第一道研磨工序后晶圓具有較厚的厚度，從而在劃片時，以及在上片前的工序中具有更高的機(jī)械強(qiáng)度，不容易在這些工序中發(fā)生背崩。在第二道研磨工序中可以細(xì)磨，達(dá)到單顆晶粒的最終厚度，該最終厚度不在受劃片等工序的影響，因而相對與現(xiàn)有的封裝工藝可以做到更薄，滿足當(dāng)前輕薄化的技術(shù)方向。
【專利說明】一種封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從80年代中后期開始，電子產(chǎn)品外觀上朝著輕、薄、小型化方向發(fā)展，促使半導(dǎo)體器件及單個封裝體厚度也向小型化、薄型化方向發(fā)展。這就要求形成封裝體的各個部分，如基板、晶粒等的厚度不斷地減薄。但是對于晶粒而言，當(dāng)其厚度薄到一定程度后，會大大提高對整個封裝工藝的難度，降低封裝良品率。
[0003]如傳統(tǒng)的DRAM (Dynamic Random Access Memory,即動態(tài)隨機(jī)存取存儲器)芯片封裝工藝的主要流程為:研磨，劃片，上片，焊線，塑封，切割。由于對超薄的芯片及這種傳統(tǒng)的工藝流程來說，晶圓通常要研磨到150 μ m以下,甚至是100 μ m,晶圓質(zhì)地為娃,質(zhì)硬且脆，研磨太薄會增大后續(xù)工序的工藝難度。表現(xiàn)在一方面會增大晶圓破裂的風(fēng)險；另一方面將晶圓切割成單晶?；蛘哒f劃片工藝也可能會造成晶粒背崩，并在切割成單晶粒后，上片工序中，首先頂針要將單顆晶粒頂起來，吸嘴才可以抓取晶粒并粘附于基板上，若晶粒太薄，頂針很容易將晶粒頂碎，使封裝工藝難以進(jìn)行下去。
[0004]按照這種傳統(tǒng)的封裝工藝流程，難以制造超薄的晶粒厚度，成為繼續(xù)減薄DRAM封裝芯片厚度的封裝技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為突破晶粒繼續(xù)減薄的技術(shù)瓶頸，本申請?zhí)岢鲆环N新的封裝方法，借以產(chǎn)生更加輕薄的封裝結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種封裝方法，包括以下步驟:
1)提供一晶圓，該晶圓具有上表面和與該上表面相對的下表面；
2)在上表面貼附一層保護(hù)膜，然后進(jìn)行下表面的減薄，留出加工余量；其中加工余量為單顆晶粒最終厚度的0.7?5倍；
3)去除保護(hù)膜，并在下表面貼附保護(hù)膜，以上表面為進(jìn)刀面進(jìn)行劃片，形成具有正面和反面的單顆晶粒，其中正面與上表面相應(yīng)，反面與下表面相應(yīng)；
4)提供一基板，以選定的單顆晶粒的正面為貼裝面將該單顆晶粒貼裝在基板預(yù)定位置處，形成總成；
5)定位總成，研磨單顆晶粒的反面，至去除加工余量。
[0007]上述封裝方法，加工余量的厚度與單顆晶粒的最終厚度負(fù)相關(guān)。
[0008]具體地，在單顆晶粒的最終厚度小于等于100 μ m時，加工余量的厚度不小于單顆晶粒最終厚度的0.8倍，并在單顆晶粒的最終厚度小于等于50 μ m時，加工余量的厚度不小于單顆晶粒最終厚度的2.5倍。
[0009]具體地，步驟2)減薄后的晶圓厚度不小于180 μ m且不大于220 μ m。[0010]優(yōu)選地，在步驟2)進(jìn)行減薄時采用粗磨，而在步驟5)進(jìn)行研磨時進(jìn)行精磨。
[0011]優(yōu)選地，在步驟5)中定位總成前，若單顆晶粒的正面部分暴露出來，需要在對暴露出的部分進(jìn)行保護(hù)后再進(jìn)行總成的定位。
[0012]具體地，對單顆晶粒的正面進(jìn)行保護(hù)的方法是在暴露出的正面部分上貼保護(hù)膜，并在步驟5)結(jié)束后去除該保護(hù)膜。
[0013]優(yōu)選地，所述基板為中間開窗結(jié)構(gòu)，從而，單顆晶粒貼裝時貼裝在基板的反面，并在相應(yīng)于基板的開窗處的單顆晶粒上設(shè)有引線焊盤，以通過所述開窗與基板的正面進(jìn)行引線鍵合。
[0014]具體地，單顆晶粒與基板的貼裝為通過上片膠的粘合。
[0015]依據(jù)本發(fā)明，采用兩道研磨工序，并在第一道研磨工序后晶圓具有較厚的厚度，從而在劃片時，以及在上片前的工序中具有更高的機(jī)械強(qiáng)度，不容易在這些工序中發(fā)生背崩。在第二道研磨工序中可以細(xì)磨，達(dá)到單顆晶粒的最終厚度，該最終厚度不在受劃片等工序的影響，因而相對與現(xiàn)有的封裝工藝可以做到更薄，滿足當(dāng)前輕薄化的技術(shù)方向。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為習(xí)知的一種DRAM封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2a為習(xí)知的一種DRAM封裝工藝流程示意圖。
[0018]圖2b為依據(jù)本發(fā)明的封裝方法流程示意圖。
[0019]圖3為依據(jù)本發(fā)明關(guān)鍵封裝工序的原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面以DRAM封裝為例進(jìn)行說明，顯而易見的是，本發(fā)明所述及的封裝方法不限于DRAM的封裝，可用于研磨、劃片、上片后，單顆晶粒被研磨面，如反面暴露出來，仍然能夠被研磨的封裝對象。
[0021]一般而言，習(xí)知的DRAM單芯片封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示的封裝結(jié)構(gòu)，其包括一基板1，其為中心開窗結(jié)構(gòu)，開窗結(jié)構(gòu)用于晶粒2的正面(又稱有源面)與基板I的上表面11進(jìn)行引線鍵合，可減薄整體厚度，且引線9的長度相對較短。
[0022]具體如圖1所示，該基板I具有上表面11和下表面12，其鄰近開窗結(jié)構(gòu)的上表面具有引腳4，或者說在開窗結(jié)構(gòu)的周圍設(shè)有引腳4，用于鍵合。
[0023]基板I的上表面11上兩邊還均勻分布引出端，一般為焊盤(Pad) 6。
[0024]圖1中還包括一晶粒2,該晶粒2具有正面21 (圖中為晶粒2的上表面)和背22(與正面相對)，晶粒2正面21中心設(shè)有引出端3。
[0025]另包括引線9將基板上表面引腳4和晶粒掙面上的引出端3進(jìn)行信號互聯(lián)，其中引線主要使用金線，也可以采用其他不容易被氧化的良導(dǎo)體，整體稱之為鍵合線，于此結(jié)構(gòu)中，鍵合線的選擇不受約束。
[0026]該結(jié)構(gòu)還包括下塑料封裝體8以保護(hù)晶粒2，上塑料封裝體5以保護(hù)引線9不受外界干擾。
[0027]另外在焊盤6上進(jìn)行植球，形成錫球7，用于基板引出，形成該封裝結(jié)構(gòu)與外界信號傳輸?shù)耐ǖ馈0028]該習(xí)知的封裝體結(jié)構(gòu)的封裝工藝流程如圖2a所示:
提供一晶片。
[0029]晶圓研磨:研磨晶圓上表面至晶圓達(dá)到產(chǎn)品所要求的厚度。
[0030]然后晶圓劃片:將研磨好的晶圓切割分成單顆晶粒。
[0031]上片:從晶圓上抓取單顆晶粒，翻轉(zhuǎn)，使該單顆晶粒的正面21朝下貼附于基板I的下表面12的設(shè)定位置上。
[0032]焊線:用引絲9將晶粒引出端3和基板上的引腳4進(jìn)行信號互聯(lián)，或者說進(jìn)行鍵
八
口 ο
[0033]然后進(jìn)行塑封:用環(huán)氧樹脂等塑封料將封裝體的晶粒2和引絲9進(jìn)行包封，以保護(hù)該封裝結(jié)構(gòu)不受外界干擾。
[0034]植球:將錫球7固定于基板引出端，即焊盤6上，形成該封裝體與外界信號互聯(lián)的通道。
[0035]切單:將基板上封裝好的芯片一顆顆分離，形成DRAM單顆封裝成品。
[0036]為得到一種超薄的DRAM封裝體結(jié)構(gòu)，并克服晶粒2磨薄時或者后續(xù)工序造成的破損、背崩等造成的破損等良率下降等缺點，本發(fā)明對上訴習(xí)知的DRAM芯片封裝工藝流程做了一定的改進(jìn)與調(diào)整，如圖2b所示:
I)提供一晶圓，該晶圓具有上表面和與該上表面相對的下表面。
[0037]2)在上表面貼附一層保護(hù)膜，然后進(jìn)行上表面的減薄，稱為晶圓粗研磨，簡稱粗磨:研磨晶圓背面至安全厚度，該厚度下無破片風(fēng)險，安全厚度等于流出了加工余量，可稱之為精磨加工余量，在此處理論上應(yīng)稱精磨加工余量，并在此處簡稱為加工余量，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對此有應(yīng)清楚的理解。
[0038]其中，加工余量為單顆晶粒最終厚度的0.7飛倍。最終厚度又稱目標(biāo)厚度，下文類同。
[0039]3)去除保護(hù)膜，進(jìn)而在晶圓的下表面貼附保護(hù)膜，以上表面為進(jìn)刀面對晶圓劃片，注意，進(jìn)刀面在此處指從該面向另一面進(jìn)行劃片，從而將上述粗研磨后的晶圓切割分成單顆晶粒。為區(qū)分上下表面，在此處，與晶圓上表面相應(yīng)的面稱為單顆晶粒的正面，反之，相應(yīng)于下表面，稱為單顆晶粒的背面，因而，相對而言，背面也就承接了加工余量，從而，從承接關(guān)系上，下面的精磨就是對單顆晶粒背面的精磨，或者說對單顆晶粒上加工余量的去除。
[0040]4)然后就是上片:從晶圓上抓取單顆晶粒，翻轉(zhuǎn)，使其上表面朝下貼附于基板I的下表面12的設(shè)定位置上，此時晶粒2厚度比要求的要厚，但是本工藝條件下無晶粒破碎的風(fēng)險。上片之后形成一個總成。
[0041]5)然后就是精磨，即晶粒背面細(xì)磨:將上好片的基板上表面11固定,細(xì)磨輪10磨晶粒下表面22，使晶粒2的厚度達(dá)到要求的超薄狀態(tài)，其原理圖如圖3所示。
[0042]6)引線鍵合。
[0043]7)包覆。
[0044]由于采用了兩道研磨工序，及步驟2)和步驟5)，一道粗磨，用以節(jié)省工時，一道精磨，用以滿足所要求的表面質(zhì)量，整體效率降低較小。但降低了背崩等破碎的風(fēng)險，從而可以獲得更薄的單顆晶粒。
[0045]相對而目，加工余量的厚度與單顆晶粒的最終厚度負(fù)相關(guān)(negativecorrelat1n)，即單顆晶粒的最終厚度薄，則加工余量就大，單顆晶粒的最終厚度相對較厚，則但加工余量就可以相對較小，粗磨的加工效率較高，從而可以提高整體的效率。
[0046]整體而言，需要考慮在劃片時的整體厚度所滿足的強(qiáng)度條件，因而，更重要的影響因素是整體的強(qiáng)度條件。經(jīng)過長期的實驗發(fā)現(xiàn)，在單顆晶粒的最終厚度小于等于100 μ m時，加工余量的厚度不小于單顆晶粒最終厚度的0.8倍，并在單顆晶粒的最終厚度小于等于50 μ m時，加工余量的厚度不小于單顆晶粒最終厚度的2.5倍，在此條件下，具有良率的較好保證。
[0047]整體而目，最好的選擇是步驟2)減薄后的晶圓厚度不小于180μηι且不大于220 μ m。整體而言的總體厚度，用以在整套工藝設(shè)計時的安全厚度，利用后續(xù)的整體設(shè)計。
[0048]另外，關(guān)于精磨和粗磨，是一對相對的概念，其中的精磨，可參照現(xiàn)有的研磨工序，與其相同即可，粗磨相對而言相對較粗，通常所使用砂輪的粒度比精磨的砂輪粒度大一到兩個級別。
[0049]優(yōu)選地，用于粗磨的砂輪粗磨的顆粒度為300目，用于精磨的細(xì)磨的顆粒度為1000 目。
[0050]另外，需要注意，在有些封裝工序中，貼裝后，單顆晶粒的有源面部分的暴露出來，因此，在精磨中最好對暴露出來的部分有源面進(jìn)行保護(hù)。
[0051]所使用的保護(hù)措施一般采用貼保護(hù)膜的方式進(jìn)行保護(hù)，實現(xiàn)起來相對簡單，在精磨后，清除掉保護(hù)膜即可。
[0052]根據(jù)封裝方法的不同、封裝對象的不同，隨后進(jìn)行焊線、塑封、植球、切單等一系列工序，如采用倒裝工藝，就不在需要引線鍵合，上片后的工序與現(xiàn)有技術(shù)沒有區(qū)別，進(jìn)行工序匹配即可。
[0053]如單顆晶粒與基板的貼裝，可以通過上片膠進(jìn)行粘合，然后就需要匹配相應(yīng)的引線鍵合。而在一些封裝工藝中，利用倒裝工藝進(jìn)行上片，就沒有引線鍵合工序。
[0054]如上所述，本發(fā)明的DRAM單芯片封裝工藝流程得到超薄的晶粒，超薄的封裝體結(jié)構(gòu)，又保證工藝過程中的產(chǎn)品良率，大大提高封裝廠的生產(chǎn)成品率。
【權(quán)利要求】
1.一種封裝方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)提供一晶圓，該晶圓具有上表面和與該上表面相對的下表面； 2)在上表面貼附一層保護(hù)膜，然后進(jìn)行下表面的減薄，留出加工余量；其中加工余量為單顆晶粒最終厚度的0.7?5倍； 3)去除保護(hù)膜，并在下表面貼附保護(hù)膜，以上表面為進(jìn)刀面進(jìn)行劃片，形成具有正面和反面的單顆晶粒，其中正面與上表面相應(yīng)，反面與下表面相應(yīng)； 4)提供一基板，以選定的單顆晶粒的正面為貼裝面將該單顆晶粒貼裝在基板預(yù)定位置處，形成總成； 5)定位總成，研磨單顆晶粒的反面，至去除加工余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝方法，其特征在于，加工余量的厚度與單顆晶粒的最終厚度負(fù)相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝方法，其特征在于，在單顆晶粒的最終厚度小于等于100 μ m時，加工余量的厚度不小于單顆晶粒最終厚度的0.8倍，并在單顆晶粒的最終厚度小于等于50 μ m時，加工余量的厚度不小于單顆晶粒最終厚度的2.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封裝方法，其特征在于，步驟2)減薄后的晶圓厚度不小于180 μ m且不大于220 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的封裝方法，其特征在于，在步驟2)進(jìn)行減薄時采用粗磨，而在步驟5)進(jìn)行研磨時進(jìn)行精磨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的封裝方法，其特征在于，在步驟5)中定位總成前，若單顆晶粒的正面部分暴露出來，需要在對暴露出的部分進(jìn)行保護(hù)后再進(jìn)行總成的定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝方法，其特征在于，對單顆晶粒的正面進(jìn)行保護(hù)的方法是在暴露出的正面部分上貼保護(hù)膜，并在步驟5)結(jié)束后去除該保護(hù)膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的封裝方法，其特征在于，所述基板為中間開窗結(jié)構(gòu)，從而，單顆晶粒貼裝時貼裝在基板的反面，并在相應(yīng)于基板的開窗處的單顆晶粒上設(shè)有引線焊盤，以通過所述開窗與基板的正面進(jìn)行引線鍵合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝方法，其特征在于，單顆晶粒與基板的貼裝為通過上片膠的粘合。
【文檔編號】H01L21/02GK104037132SQ201410287694
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】孟新玲, 隋春飛, 劉昭麟 申請人:山東華芯半導(dǎo)體有限公司