一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮、其制备方法及应用技术

本发明专利技术属于半导体封装材料加工技术领域，具体涉及一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮、其制备方法及应用。该砂轮由下述体积份数的原料制备而成：金刚石8‑15份，粒度为w5的碳化硅3‑7份，粒度w3.5为碳化硅5‑10份，细石墨1‑4份，酚醛树脂23‑30份，热膨胀性微胶囊3.5‑7份，偶联剂2‑4份，本发明专利技术制备的用于QFN半导体封装材料减薄的砂轮，其气孔率50‑60%，磨削出来的QFN半导体封装材料表面能够呈现镜面效果，工件粗糙度值Ra介于0.1‑0.2μm之间，提高了QFN半导体封装材料的加工效率。

A grinding wheel for grinding QFN semiconductor packaging materials, its preparation method and Application

The invention belongs to the field of semiconductor packaging material processing technology, in particular to a grinding wheel for grinding QFN semiconductor packaging material, a preparation method and application thereof. The grinding wheel is made of 8 15 diamond, 3 7 silicon carbide with W 5 particle size, 5 10 silicon carbide with w3.5 particle size, 1 4 fine graphite, 23 30 phenolic resin, 3.5 7 thermal expansive microcapsules and 2 4 coupling agents. The grinding wheel prepared by the invention is used for thinning QFN semiconductor packaging materials, with a porosity of 50 60% and a grinding QFN. Semiconductor packaging material surface can show mirror effect, the workpiece roughness value Ra is between 0.1 0.2 um, which improves the processing efficiency of QFN semiconductor packaging material.

【技术实现步骤摘要】
一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮、其制备方法及应用
本专利技术属于半导体封装材料加工
，具体涉及一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮、其制备方法及应用。
技术介绍
在目前的集成电路发展中，每种电子元器件（IC器件）都有对应的封装形式，IC器件的封装形式是指实现半导体集成电路芯片功能的装配技术和外形规格，主要包括TO、DIP、QFP、QFN、BGA、CSP六大类。近几年封装体的变化主要是向着两个方向发展，一是提高容纳能力方向，例如提高引脚数以容纳更多功能在同一个封装体中，以在减少产品数量的同时实现相同功能，从而实现降低成本的目的；二是变小、变薄、变简洁方向，例如用QFN代替BGA，于是QFN封装的需求就愈加明显。QFN封装具有散热性能好，成本低，更加轻薄短小，封装流程简洁的特点，符合了封装类型向着高性能、小尺寸、低成本发展的要求。目前对QFN封装进行加工的工艺主要是半精磨或者精磨工序与抛光工序相组合的工艺，即，封装工序中一般只有半精磨或者精磨、抛光划痕两道工序，其工艺中主要的加工过程是选择不同砂轮对QFN封装进行减薄磨削，QFN封装体原始尺寸一般是234mm*74mm，厚度大于或等于500μm。减薄的主要目的一方面是为了去量，另一方面是保证减薄后工件表面纹路的均一性以及不同批次工件之间纹路的稳定性。半精磨主要粒度集中在600#-1200#之间。
技术实现思路
本专利技术目的是设计一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮，并将其应用于QFN半导体封装材料的减薄工艺，主要用于尺寸234mm*74mm的长方形封装体减薄，所述砂轮可实现QFN半导体封装材料减薄到固定尺寸和保证磨纹一致性的同时，保证减薄的质量和较低划痕率。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮，该砂轮由下述体积份数的原料制备而成：金刚石8-15份，粒度为w5的碳化硅3-7份，粒度w3.5为碳化硅5-10份，细石墨1-4份，酚醛树脂23-30份，热膨胀性微胶囊3.5-7份，偶联剂2-4份。上述砂轮，具体配方的体积份数例如为：金刚石10份，粒度为w5的碳化硅5份，粒度w3.5为碳化硅8份，细石墨2份，酚醛树脂25份，热膨胀性微胶囊5.5份，偶联剂2份。其中，金刚石是粒度8-12μm的镀镍金刚石；热膨胀性微胶囊粒径80-110μm，耐热温度160-170℃，真比重0.13。优选的，偶联剂为3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。上述用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮的制备方法，包括以下步骤：（1）把镀镍金刚石和一半体积份数的偶联剂混合，并加入200-400mL丙酮，边搅拌边超声处理20-30min，将超声处理后的混合物于120℃电热丝烘箱内烘干，再与酚醛树脂混合物，过150目或180目筛2遍后备用，烘干的判断标准是用勺子搅拌混合料时，混合料是否起粉尘；（2）碳化硅w5、w3.5和细石墨过200目筛2遍后，与一半体积份数的偶联剂混合，再加入200-400mL丙酮，边搅拌边超声处理20-30min，将超声处理后的混合物于120℃电热丝烘箱内烘干后备用；（3）将步骤（1）得到的混合物与步骤（2）得到的混合物混合后过150目或180目筛2遍备用；（4）将步骤（3）最终得到的混合料与刚玉陶瓷球（陶瓷球直径4mm）在1L圆形桶内混料，在三维行星式球磨机上以50-60prm的转速混料1-2h，混合料后过60目或80目筛，再经料球分离后，将混合料与热膨胀性微胶囊混合过200目筛3遍后，再进行成型压制。具体的，步骤（4）中刚玉陶瓷球与混合粉料的重量比为1:2或1:3。具体的，步骤（4）中的成型压制步骤包括：根据需求组装模具，把成型料投入到模具内，将模具推入热压机压机板上，将热压成型机升温到180-200℃，在初始压力0.8-1.2Mpa的条件下保温保压1-3min，再将压力提升到5-6Mpa，在2min内放气4次，每次30s，然后保压保温60-80min后卸模成环形，环形砂轮加工成图纸要求形状。上述砂轮中在减薄QFN半导体封装材料中的应用。砂轮配方组成中，镀镍金刚石主要起到去除工件作用，镀镍层主要是增加把持作用；碳化硅主要是起到辅助磨料和增强树脂结合剂强度的作用；细石墨主要起到抛光和弱化结合剂桥的作用；酚醛树脂主要是把持作用；热膨胀性微胶囊主要起到造孔剂和补强树脂结合剂桥颈的作用；偶联剂具有无机和有机两种反应特性。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的用于QFN半导体封装材料减薄的砂轮，其气孔率50-60%，因工件材质主要是环氧树脂和陶瓷游离颗粒的混合物，磨屑主要是柔性和刚性混合物，所以砂轮需要极高的容屑力，同时保持较高的磨削力，磨削出来的QFN半导体封装材料表面能够呈现镜面效果，工件粗糙度值Ra介于0.1-0.2μm之间，提高了QFN半导体封装材料的加工效率。附图说明图1所示为实施例1制备的用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮低倍率SEM图；图2所示为实施例1制备的用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮高倍率SEM图；图3所示为实施例1制备砂轮减薄后QFN半导体封装材料表面质量图；图4所示为用实施例1中减薄后QFN封装工件表面哈量粗糙度值。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述。具体实施例中所用材料的规格为：镀镍金刚石购自河南惠丰金刚石有限公司，其粒度是8-12μm，镀镍增重30，单晶；碳化硅购自白鸽基团有限公司；1500号粒度细石墨，购自青岛金海石墨制品有限公司；热膨胀性微胶囊（购自仪征市富天贸易有限公司）型号是MFL-100CA，粒径80-110μm，耐热温度160-170℃，真比重0.13；酚醛树脂型号是NEOLITEN-3337；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，纯度为分析纯，其型号是550；QFN半导体封装材料的尺寸为234mm*74mm；丙酮市售，纯度为分析纯。实施例1一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮的制备方法，该砂轮由下述体积份数的原料制备而成：增重30的镀镍金刚石10份，粒度是w5的碳化硅5份，粒度w3.5的碳化硅8份，粒度是1500号的细石墨2份；酚醛树脂体积份数是25份；热膨胀性微胶囊体积份数是5.5份；偶联剂550，体积份数是2份；具体制备方法包括以下步骤：（1）把镀镍金刚石和一半体积份数的偶联剂550混合，加入300mL的丙酮，边搅拌边超声处理30min，将超声处理后的混合物于120℃电热丝烘箱内烘干，再与酚醛树脂混合物，过150目筛2遍后备用，烘干的判断标准是用勺子搅拌混合料时，混合料是否起粉尘；（2）碳化硅w5、w3.5和细石墨混合过200目筛2遍后，与一半体积份数的偶联剂550混合，再加入300mL丙酮，边搅拌边超声处理20min，将超声处理后的混合物于120℃电热丝烘箱内烘干后备用；（3）将步骤（1）得到的混合物与步骤（2）得到的混合物混合过150目筛2遍后备用；（4）将步骤（3）最终得到的混合料与刚玉陶瓷球（直径4mm）放入1L圆形桶内混合，刚玉陶瓷球总重量是混合粉料的一半，在三维行星式球磨机上以50prm的转速混料1h，混料后过60目筛进行料球分离，再与热膨胀性微胶囊MFL-100CA混合过200目筛3遍后备用，进行成型压制；具体的成型压制步骤包括：根据需求组装模具，把成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮，其特征在于，该砂轮由下述体积份数的原料制备而成：金刚石8‑15份，粒度为w5的碳化硅3‑7份，粒度为w3.5碳化硅5‑10份，细石墨1‑4份，酚醛树脂23‑30份，热膨胀性微胶囊3.5‑7份，偶联剂2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮，其特征在于，该砂轮由下述体积份数的原料制备而成：金刚石8-15份，粒度为w5的碳化硅3-7份，粒度为w3.5碳化硅5-10份，细石墨1-4份，酚醛树脂23-30份，热膨胀性微胶囊3.5-7份，偶联剂2-4份。2.如权利要求1所述用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮，其特征在于，该砂轮由下述体积份数的原料制备而成：金刚石10份，粒度为w5的碳化硅5份，粒度w3.5为碳化硅8份，细石墨2份，酚醛树脂25份，热膨胀性微胶囊5.5份，偶联剂2份。3.如权利要求1所述用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮，其特征在于，所述金刚石是粒度8-12μm的镀镍金刚石；热膨胀性微胶囊的粒径80-110μm，耐热温度160-170℃，真比重0.13。4.如权利要求1所述用于QFN半导体封装材料磨削的砂轮，其特征在于，偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。5.权利要求1-4任一所述用于Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵延军，闫宁，惠珍，熊华军，丁玉龙，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41