[發(fā)明專利]一種提高N襯底單向負(fù)阻型TVS芯片封裝良率的膠水

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810887472.1
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN109119381A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王允;蔣騫苑;趙德益;蘇海偉;呂海鳳;張嘯;趙志方;馮星星;吳青青;張利明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海長園維安微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29
• 代理公司: 上海諾衣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31298
• 代理人: 衣然

本發(fā)明公開了一種提高N襯底單向負(fù)阻型TVS芯片封裝良率的膠水，其成分配比如下：銀粉70?85wt％；改性環(huán)氧樹脂7.5?15wt％；碳酸酯7.5?15wt％。本發(fā)明開發(fā)的新型膠水具有阻抗更小、散熱更好、流通性更低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用刷膠工藝，避免了側(cè)面溢膠問題，降低了短路風(fēng)險(xiǎn)，避免了浪涌沖擊時(shí)爆管和毛刺問題，提高了產(chǎn)品穩(wěn)定性，同時(shí)大大提升了封裝極限能力，能夠達(dá)到芯片版面與載體尺寸比例為1：1的水平，使得產(chǎn)品具有超低的正負(fù)向殘壓，能夠超越目前市面上的所有同類產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體芯片封裝工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高N襯底單向負(fù)阻型TVS芯片封裝良率的膠水。

背景技術(shù)

目前手機(jī)及其附屬產(chǎn)品作為當(dāng)下最受關(guān)注的行業(yè)，整個(gè)集成電路行業(yè)的中心都在朝著手機(jī)及其附屬產(chǎn)品行業(yè)偏移：最先進(jìn)的芯片工藝、最高端的制造工藝和最高效的組裝技術(shù)等都在向手機(jī)行業(yè)靠攏。隨著芯片工藝技術(shù)、高速快充技術(shù)、超薄超輕要求不斷提高，可靠性面臨著重大的挑戰(zhàn)，EOS和ESD、surge的失效越來越多，返修率也在急劇增加，這樣就使得整個(gè)電路系統(tǒng)中過壓保護(hù)就變得至關(guān)重要。在手機(jī)等消費(fèi)電子充電電路中，電池容量原來越大，導(dǎo)致充電電流、充電電壓越來越高，各種版本的快充都在不斷提高充電功率和充電效率，為了保證充電的安全性和可靠性，對保護(hù)器件提出了更高的要求，要求浪涌殘壓超低的單向器件才能滿足保護(hù)需求，為了滿足正負(fù)向浪涌殘壓超低的要求，同時(shí)兼容市場主流的N襯底芯片的要求，可行的方案有兩種：1.增大芯片面積，可以降低芯片的導(dǎo)通電阻，提升浪涌能力，達(dá)到降低殘壓的目的；2.使用N襯底的單向驟回TVS器件，正向浪涌時(shí)由于具有負(fù)阻特性可以有效的拉低殘壓值，負(fù)向浪涌時(shí)則有器件VF方向全部泄放掉，殘壓可以保持很低的水平。為了能夠達(dá)到最優(yōu)的方案，需要結(jié)合1和2兩種優(yōu)勢，使用最大版面的N襯底的單向驟回TVS器件就成了最有效的方案。

現(xiàn)有DFN2020封裝技術(shù)采用點(diǎn)膠工藝上芯，圖1為N襯底單向負(fù)阻型TVS芯片點(diǎn)膠上芯封裝結(jié)構(gòu)示意圖，N襯底單向負(fù)阻型TVS芯片通過導(dǎo)電膠51與基島61粘合在一起，然后通過Cu線71將芯片正面與載體62連接在一起，框架61和框架62形成一個(gè)電路通道；由于載體61與62距離很近，因此在進(jìn)行傳統(tǒng)點(diǎn)膠工藝上芯時(shí)，要求芯片邊緣距離載體邊緣要大于200um以上，保證橫向溢膠不會將框架61和62連接起來，導(dǎo)致短路；常規(guī)點(diǎn)膠工藝溢膠高度控制在芯片厚度的50％以下，如圖1中所示，導(dǎo)電膠水溢膠52溢出高度已經(jīng)超過芯片厚度50％以上，由于N襯底單向負(fù)阻型TVS芯片的PN是有襯底22和背面N擴(kuò)散區(qū)31組成，PN結(jié)位于芯片底部，此時(shí)的溢膠高度已經(jīng)將襯底22通過溢膠52形成了短路通道。上述描述的操作標(biāo)準(zhǔn)均為點(diǎn)膠工藝正常卡控標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際封裝良率得出，常規(guī)的點(diǎn)膠工藝封裝N襯底單向負(fù)阻型TVS芯片接近100％的短路不良。

為了實(shí)現(xiàn)最大版面N襯底的單向驟回TVS器件的最優(yōu)方案，將N襯底單向負(fù)阻型TVS芯片面積放大到與載體面積達(dá)到1:1的比例，封裝示意圖如圖2所示，由于點(diǎn)膠工藝上芯時(shí)需要卡控芯片的三個(gè)側(cè)面必須有溢膠出現(xiàn)(目的是為了防止大功率芯片在上芯時(shí)出現(xiàn)背面空洞的情況，空洞會導(dǎo)致成品的爆管和短路現(xiàn)象發(fā)生)，由于最大版面N襯底的單向驟回TVS芯片與載體61一樣大，此時(shí)溢膠52溢出方向主要為向下溢膠和橫向溢膠，向上溢膠會小很多，而由于載體61與載體62距離很近，因此會出現(xiàn)膠水溢膠52溢到載體62上的情況發(fā)生，使載體61與載體62發(fā)生短路，整個(gè)產(chǎn)品出現(xiàn)短路不良現(xiàn)象，實(shí)際封裝中，此類情況失效比例大約在50％以上。

名稱解釋：

殘壓：浪涌沖擊時(shí)特定電流下的鉗位電壓。

點(diǎn)膠：將導(dǎo)電膠點(diǎn)在封裝框架上，使芯片與框架結(jié)合在一起。

刷膠：將膠水刷到芯片背面，使芯片與框架結(jié)合在一起，對應(yīng)點(diǎn)膠。

溢膠：點(diǎn)膠上芯時(shí)，芯片下壓導(dǎo)致膠水溢出，爬到芯片側(cè)面。

單向驟回：一端為VF特性，一端為負(fù)阻特性的器件。