[發明專利]解決封裝溢膠問題的無源器件砷化鎵貼膜方法及芯片

在審

• 申請號: 201810644904.6
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108695227A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 吳現偉;龍華;陳曉哲;宣凱;郭嘉帥
• 申請（專利權）人: 上海飛驤電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 阮攀;劉國偉

本發明涉及解決封裝溢膠問題的無源器件砷化鎵貼膜方法及芯片。所述方法包括如下步驟：砷化鎵晶圓在完成線路等級制作后，以675um厚度儲存于高潔凈度晶圓庫通有氮氣的箱柜內，按照排程放料作業；晶圓背面磨片減薄；中測，進行功能測試、交流參數和直流參數測試，根據測試結果篩選合格的砷化鎵晶圓；晶圓背面貼DAF膜；紫外光照射固化DAF膜；晶圓切割劃片，切割后將形成一顆顆孤立的芯片和DAF膜貼合在金屬環內基膜表面；包裝已切割晶圓運送至封裝廠；貼裝芯片到框架貼片區；烤箱固化使DAF膜固化為玻璃態；完成封裝后續流程。本發明避免了砷化鎵晶圓反復運輸過程碎片或裂片風險；降低了運輸成本，提高了作業良率及時效性。

技術領域

本發明涉及晶圓制造工藝領域，具體涉及解決封裝溢膠問題的無源器件砷化鎵貼膜方法及芯片。

背景技術

通常晶圓襯底不同對應功能也會不同，硅基晶圓應用廣泛，技術成熟，但針對射頻類高速處理功能，砷化鎵具有明顯優勢。例如：砷化鎵材料擁有一些比硅還要好的電子特性，使得砷化鎵可以用在頻率高于250GHz的場合；如果等效的砷化鎵和硅元件同時都操作在高頻時，砷化鎵會產生較少的噪音；砷化鎵有較高的擊穿電壓，所以砷化鎵比同樣的硅元件更適合操作在高功率的場合；砷化鎵溫度系數小，能在較高溫度下正常工作。因為這些特性，砷化鎵電路可以運用在移動電話、衛星通訊、微波點對點連線、雷達系統等高頻率應用系統。

在射頻開關應用領域，相比于絕緣體上硅開關，砷化鎵在開關頻率大于3GHz有明顯的性能優勢，而且砷化鎵開關有更大的功率能力，在3GHz以內，絕緣體上硅開關由于性價方面的優勢占市場主導。

應用在功率放大射頻領域通常采用芯片頂層金屬晶體管連接背金孔，接地導通到芯片底部整面或局部背金。芯片工作產生熱量通過芯片背金與導電膠連通，再導通到基板或框架接地焊盤，將熱量及時傳遞到元器件金屬表面，起到有效散熱的作用。

而在射頻開關應用中，砷化鎵芯片不需要背金孔散熱設計，主要原因是射頻開關一般選用高電壓低電流模式，不會產生高熱量釋放，通常被定義為：IPD，即集成電路無源器件

砷化鎵晶圓切單顆裂片后廢水含有有毒的砷化物，在廢液處理上存在較高要求，廢液處理設施復雜且昂貴，封裝廠通常不投入砷化鎵廢液處理資源。當前業內通常在砷化鎵晶圓制造廠完成整片晶圓制造后，繼續進行晶圓減薄和劃片切單顆工藝，由于砷化鎵材料較脆，通常劃片采用激光方式，整片砷化鎵晶圓單顆裂片后芯片按照設計陣列仍粘附保留在劃片膜上轉運到封裝廠進行后續制作。這樣操作方便封裝作業，但切割過程鐳射氣化切割道時將帶起切割道內砷化鎵襯底、電路層多種金屬離子、及隔離層多種有機成分等殘留物質吸附在芯片表面，會造成晶圓潔凈度變差，長期放置會導致離子污染或封裝作業良率下降等問題，不利于長期保存。

而硅晶圓則不存在以上問題，通常是以整片晶圓裸片固定在小容器內轉運到封裝廠進行晶圓減薄及切割裂片，除個別Low-K值設計晶圓需要鐳射切割外，大多硅晶圓都適合使用劃片刀切割，這樣操作的好處有利于延長晶圓潔凈度和保存壽命。

因此，在砷化鎵晶圓不確定使用時間時，盡可能的先保存在晶圓制造廠專用設施內。

然而，在砷化鎵開關芯片正面貼裝在沒有芯片的基座框架上，框架利用多個支撐引腳將砷化鎵芯片懸空支撐時，如圖2所示，不能通過封裝常用點膠方式將砷化鎵固定在半蝕刻懸空框架上，點膠會導致膠體流動擴散到框架底部，塑封后會看到膠體外露在固化樹脂表面，存在明顯顏色差異。

因此，需要在砷化鎵芯片背面貼雙面膠膜，再進一步貼裝在懸空支撐框架上。因雙面膠膜是具有彈性的固化形態，不會像點膠的流體形態流到框架底部，因此可以有效避免膠體外露在固化樹脂表面的問題。