[發明專利]一種半導體芯片環氧樹脂封裝納米級縫隙的管控方法

在審

• 申請號: 202210147127.0
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114582738A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 肖南海;李進;張偉偉;楊斌;楊熊輝;洪海霞
• 申請（專利權）人: 上海音特電子有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/29;H01L23/31
• 代理公司: 上海創開專利代理事務所(普通合伙) 31374
• 代理人: 汪發成

1.一種半導體芯片環氧樹脂封裝納米級縫隙的管控方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將晶圓從真空包裝取出后進行劃片處理，經過固定芯片固定在框架或基島上，然后經過等離子清洗機清洗，清除殘留光刻膠和焊接區的臟污物質；使焊接體表面可焊性提高，進行打引線焊線；

S2、焊線完成后進行注塑，根據塑封材料的特性完成固化工序，固化完成進行致密性測試，使用超聲波掃描儀掃描塑封體內部，確認是否有分層問題；

S3、納米級縫隙的生長膜方法：在環氧樹脂灌封料中添加的填充劑包括二氧化硅、氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂材料，膜使用氫氧化鋁的材料特性，Al(OH)₃加熱到245±5℃，35-50S，內部將會形成Al₂O₃和H₂O；塑封體內部釋放出來小量水分子，在120分鐘內進行加上電場，使用器件持續工作電壓1.3倍的電壓，電化學Al₂O₃和二氧化硅將生成一層保護膜；

S4、確認生長致密膜：首先利用芯片金相切割CP設備，無損將器件解剖開，產品的芯片四個角部位，使用FIB聚焦離子顯微切割儀器；觀察確保內部生成保護膜；

S5、使用150℃烘烤55-65分鐘，確?？刂谱罡邷囟炔怀^156℃，低于塑封料的固化溫度，讓塑封體內的水氣全體烤干凈，確保內部水汽正常清除；

S6、正常安排激光去溢膠和電鍍工序，電鍍完成表面除水正常烘烤；

S7、切筋后，安排電氣特征參數測試，漏電流IR、正向壓降VF、VB雪崩電壓，所有參數指標應用一致性正態分布管控。

2.根據權利要求1所述的一種半導體芯片環氧樹脂封裝納米級縫隙的管控方法，其特征在于，所述S1步驟中，芯片在固定芯片完成后，使用等離子清洗機清除殘膠光刻膠和劃片過程殘留的硅粉顆粒，清洗到打引線流程不超過30分鐘，以防止氧化，等離子清洗機清洗不超過二次。

3.根據權利要求1所述的一種半導體芯片環氧樹脂封裝納米級縫隙的管控方法，其特征在于，所述S2步驟中，塑封料的注塑是否良好，按照AQL品質抽樣水平，使用超聲波掃描儀進行掃描，確保沒有分層現象，確保符合聯合工業國際標準(JEDEC JSTD020D)，沒有異常。

4.根據權利要求1所述的一種半導體芯片環氧樹脂封裝納米級縫隙的管控方法，其特征在于，使用的所述塑封材料中添加有阻燃材料氫氧化鋁，為一種無機物，利用其235℃的吸熱峰特性，受熱分解成Al₂O₃和H₂O，在器件兩端施加一個4±0.2V電場，經過電化學，吸熱峰分解出來的Al₂O₃與芯片表面的純化層二氧化硅或塑封料的二氧化硅，將會析出納米級一層膜。

5.根據權利要求1所述的一種半導體芯片環氧樹脂封裝納米級縫隙的管控方法，其特征在于，所述S4步驟中，觀察確保內部生成保護膜，具體使用雙球差校正透射電子顯微鏡，利用高性能的透射電子顯微鏡可以在原子尺度范圍內探測物質的結構和化學成份，根據美國材料實驗室協會出版了的ASTM卡片，參照PDF材料卡片，核對物質的結構和化學成份的正確性。

6.根據權利要求1所述的一種半導體芯片環氧樹脂封裝納米級縫隙的管控方法，其特征在于，利用軟件計算機統計產品的電子參數指標，所述參數指標使用3Sigma管控，參數規范落在正態分布的中間值3個標準差內，最后使用3D5S光檢工序，確保外觀復合規范。