一种芯片封装散热层防剥离工艺及结构

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，特别是涉及一种芯片封装散热层防剥离结构。

背景技术

半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片(Die)，然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板(引线框架)架的小岛上，再利用超细的金属(金锡铜铝)导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘(Bond Pad)连接到基板的相应引脚(Lead)，并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序，最后入库出货。

目前，在半导体封装过程中的散热层制作时，一般使用的是真空溅镀屏蔽层的工艺和涂镀散热层的工艺。其中，溅镀工艺在超高真空环境中，通过等离子体放电，将靶材金属直接轰击到材料表面；而涂镀工艺，是通过涂镀机，将导电金属直接涂镀到材料表面。如图1和图2所示，在产品1’切割的过程中，由于切割刀片2’接触镀层3’产生的剪切力，会导致溅镀/涂镀剥离的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种芯片封装散热层防剥离结构，以降低晶圆分割时产生剥离，提高产品的良品率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种芯片封装散热层防剥离工艺，对晶圆表面进行清洗，去除半导体晶片表面的污染物；

对清洗后的晶圆进行干燥，去除半导体晶片表面的清洗液；

通过半切削开设半槽，分离晶圆上相邻的芯片单元；

在晶圆表面进行镀膜，形成散热层，所述散热层至少位于所述芯片单元上和所述半槽中。

进一步的，采用去离子水对晶圆表面进行清洗。

进一步的，在对清洗后的晶圆进行干燥时，将晶圆放置在真空环境中，并驱动晶圆高速旋转，通过离心力去除晶圆表面水分。

进一步的，晶圆表面通过真空溅镀屏蔽层工艺或涂镀散热层工艺进行镀膜。

本发明还提供一种芯片封装散热层防剥离结构，包括晶圆、半槽以及散热层；

所述晶圆上设置有多个芯片单元；

所述半槽设置在所述晶圆上，且所述半槽用于切割分离所述晶圆上的单个芯片单元；

所述散热层设置在所述晶圆表面，且所述散热层在所述半槽隔离下处于非平面。

进一步的，所述芯片单元阵列分布。

进一步的，所述半槽截面呈矩形。

进一步的，所述半槽通过半切工艺形成，且所述半槽的切割深度为80-120μm。

进一步的，所述散热层为真空溅镀屏蔽层或涂镀散热层中的一种。

相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明对晶圆表面进行清洁处理后，能够增大晶圆表面与散热层之间的粘着力，同时在进行散热层加工工艺前，在芯片单元之间通过半切削工艺形成半槽，在后续切割过程中，能够减小切割刀与晶圆表面散热层之间的剪切力，进而能够降低晶圆切割时发生剥离的风险，从而大大提高晶圆切割的良品率。

(2)本发明通过在晶圆表面设置半槽，能够将晶圆表面整个平面的散热层进行分割，在进行单个芯片单元的切割时，不会造成散热层的剥离，从而大大提高了半导体封装的良品率。

附图说明

图1为现有技术芯片封装散热层切割结构示意图；

图2为现有技术芯片封装散热层切割后镀层剥离的结构示意图；

图3为本发明芯片封装散热层防剥离结构的整体结构示意图；

图4为本发明芯片封装散热层防剥离结构的切割后结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的芯片封装散热层防剥离结构进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

如图3所示，本发明实施例提出了一种芯片封装散热层防剥离工艺，包括如下步骤：

S100、对晶圆表面进行清洗，去除半导体晶片表面的污染物；

S200、对清洗后的晶圆进行干燥，去除半导体晶片表面的清洗液；

S300、通过半切削开设半槽，分离晶圆上相邻的芯片单元；

S400、在晶圆表面进行镀膜，形成散热层，所述散热层至少位于所述芯片单元上和所述半槽中。

以下列举所述芯片封装散热层防剥离工艺的较优实施例，以清楚的说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。

S100、对晶圆表面进行清洗，去除半导体晶片表面的污染物。

具体的，去离子水是指经过特殊处理的水，去除了其中的大部分离子和微量元素，使其电导率非常低，几乎可以看作是没有离子的纯水。将晶圆浸没到去离子水中后，通过超声波清洗对晶圆进行清洗。由于超声波清洗系统中的水必须保持干净，否则会对设备和被清洗物体造成损害。使用去离子水可以保证水的纯度，从而保护设备和被清洗物体不受损害。

S200、对清洗后的晶圆进行干燥，去除半导体晶片表面的清洗液。

具体的，晶圆采用旋转干燥的方式进行干燥，旋转干燥也被称为离心干燥法，是一种使晶圆高速旋转，通过离心力甩出水的方法。通常，与收纳晶圆的载体一起安装在转子的支架上进行旋转。采用旋转干燥的方式，能够利用离心力完全去除在亲水性氧化硅膜上形成的微小沟槽中的水的困难，从而大大提高晶圆的干燥效果。

S300、通过半切削开设半槽，分离晶圆上相邻的芯片单元。

具体的，半切削是一种加工方法，通过切削到工件的中间来产生凹槽。通过连续执行开槽过程，可以产生梳状和针尖形状。在半导体制造中，半切割用于DBG工艺，该工艺首先通过半切割产生凹槽，然后通过研磨同时进行减薄和芯片分离。

S400、在晶圆表面进行镀膜，获取散热层。

具体的，散热层通过真空溅镀屏蔽层工艺或涂镀散热层工艺进行镀膜形成，获得散热层。

相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：

本发明对晶圆表面进行清洁处理后，能够增大晶圆表面与散热层之间的粘着力，同时在进行散热层加工工艺前，在芯片单元之间通过半切削工艺形成半槽，在后续切割过程中，能够减小切割刀与晶圆表面散热层之间的剪切力，进而能够降低晶圆切割时发生剥离的风险，从而大大提高晶圆切割的良品率。

实施例二

如图3和图4所示，本发明实施例提出了一种芯片封装散热层防剥离结构，包括晶圆1、半槽3以及散热层4。

具体的，所述晶圆1上设置有多个芯片单元2，且所述芯片单元2阵列分布。

所述半槽3设置在所述晶圆1上，且所述半槽3用于切割分离所述晶圆1上的单个芯片单元2。

所述散热层4设置在所述晶圆1表面，且所述散热层4在所述半槽3隔离下处于非平面。

现有技术中，晶圆1表面的散热层4为连续的平面，在进行芯片单元2的切割时，由于切割刀片接触散热层4产生的剪切力，会导致溅镀/涂镀剥离的问题，导致产品的良品率下降。

而在本实施方式中，通过在晶圆1表面设置半槽3，半槽3将芯片单元2表面连续的平面分割成不平面，在进行芯片单元2的切割时，切割刀片与半槽3内的散热层4接触，不会造成晶圆1表面散热层4的剥离，从而提高了产品的良品率。

在一具体实施例中，所述半槽3截面呈矩形，所述半槽3通过半切工艺形成，且所述半槽3的切割深度为80-120μm。

具体为：半切削是一种加工方法，通过切削到工件的中间来产生凹槽。通过连续执行开槽过程，可以产生梳状和针尖形状。在半导体制造中，半切割用于DBG工艺，该工艺首先通过半切割产生凹槽，然后通过研磨同时进行减薄和芯片分离。

进一步的，所述散热层4为真空溅镀屏蔽层或涂镀散热层中的一种。

具体的，真空溅镀主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，等多种。蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来。并且沉降在基片表面，通过成膜过程(散点－岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。另外，是通过涂镀机，将导电金属直接涂镀到材料表面。

其中，散热层4工艺在半槽3加工后进行，散热层4完成后，由于晶圆1表面的散热层4被半槽3切割分离，使得散热层4平面处于非平面。在后续芯片单元2切割过程中，位于半槽3内的散热层4不会影响晶圆1表面散热层4的分离，进而大大提高了产品的良品率。

相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过在晶圆表面设置半槽，能够将晶圆表面整个平面的散热层进行分割，在进行单个芯片单元的切割时，不会造成散热层的剥离，从而大大提高了半导体封装的良品率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。