芯片封装方法及芯片封装设备技术

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种芯片封装方法及芯片封装设备。所述芯片封装方法包括如下步骤：形成导电凸块于芯片的焊垫表面；形成焊球于引线框架的管脚上；在保持所述管脚接地状态下自所述焊球向所述导电凸块拉线，形成电连接所述焊球与所述导电凸块的焊线。本发明专利技术有效避免了芯片在封装过程中易出现静电击穿的问题，相对于无ESD保护的单管器件封装良率可从之前的20％左右提升到目前的60％以上。

Chip packaging method and device

【技术实现步骤摘要】
芯片封装方法及芯片封装设备
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种芯片封装方法及芯片封装设备。
技术介绍
键合技术广泛应用于各种传统和先进的封装工艺中。基于键合设备的原理，封装工艺中的键合过程主要是通过焊臂输出电流、同时控制压力及温度等因素，使得焊线与芯片焊垫(PAD)之间形成可靠的电性连接。然而，很多用于基础研究的单管器件出于速度、体积等因素的考虑，是不会增加ESD(ElectroStaticDischarge，静电释放)保护结构的。对于无ESD保护结构的器件，在键合芯片与引线框架的过程中，焊臂的电流会全部输出到芯片焊垫上，特别是在引线框架上的焊球与芯片焊垫直接接触的瞬间，焊臂电流通过焊球输出到芯片焊垫上，由于焊球底部最芯片焊垫最先接触，初始接触瞬间的状态是点接触状态，此刻尖端放电效应明显，接触瞬间极易将无ESD保护结构的单管器件击穿，使得封装成品率仅有20％左右。因此，如何避免封装过程中出现芯片击穿，提高封装成品率，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种芯片封装方法及芯片封装设备，用于解决现有技术在芯片封装过程中易出现击穿的问题，以提高封装成品率。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种芯片封装方法，包括如下步骤：形成导电凸块于芯片的焊垫表面；形成焊球于引线框架的管脚上；在保持所述管脚接地状态下自所述焊球向所述导电凸块拉线，形成电连接所述焊球与所述导电凸块的焊线。优选的，形成导电凸块于芯片的焊垫表面的具体步骤包括：电镀金属球于所述芯片的焊垫表面，形成所述导电凸块。优选的，电镀金属球于所述芯片的焊垫表面的具体步骤包括：制作具有第一开口的掩膜版；覆盖所述掩膜版于所述芯片表面，通过所述第一开口暴露所述焊垫；电镀金属球于所述焊垫表面。优选的，所述芯片包括正面以及与所述正面相对的背面，所述焊垫位于所述正面；所述掩膜版的尺寸与所述芯片正面的尺寸相同。优选的，覆盖所述掩膜版于所述芯片表面的具体步骤包括：固定所述芯片于具有第二开口的模具腔中，所述第二开口暴露所述芯片的正面；沿所述第二开口覆盖所述掩膜版于所述芯片的正面，密封所述第二开口并通过所述第一开口暴露所述焊垫。优选的，所述金属球为金球、锡球或铜球。优选的，形成焊球于引线框架的管脚上的具体步骤包括：制备所述焊球；键合所述焊球于所述引线框架的管脚上。为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种芯片封装设备，包括：芯片，所述芯片表面具有焊垫以及沿垂直于所述芯片的方向凸设于所述焊垫表面的导电凸块；引线框架，具有管脚以及位于所述管脚上的焊球；接地结构，连接所述引线框架，用于使所述引线框架接地；焊线，一端与所述导电凸块电连接、另一端与所述焊球电连接；焊臂，用于自所述焊球向所述导电凸块拉线，以形成所述焊线。优选的，所述导电凸块沿垂直于所述芯片方向上的投影位于所述焊垫内。优选的，所述导电凸块为金球、锡球或铜球。本专利技术提供的芯片封装方法及芯片封装设备，通过在芯片的焊垫表面设置导电凸块，避免了封装过程中焊臂输出的电流直接与焊垫接触；同时，在拉线过程中，始终保持管脚接地，且拉线的方向为自所述管脚上的焊球至所述导电凸块，间接使得焊线始终处于接地状态，从而有效避免了芯片在封装过程中易出现静电击穿的问题，应用该方法后相对于无ESD保护的单管器件封装良率从之前的20％左右提升到60％以上。附图说明附图1是本专利技术具体实施方式中芯片封装方法的流程图；附图2A-2F是本专利技术具体实施方式中芯片在封装过程中的主要工艺结构示意图；附图3是本专利技术具体实施方式中芯片封装设备的截面示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的芯片封装方法及芯片封装设备的具体实施方式做详细说明。本具体实施方式提供了一种芯片封装方法，附图1是本专利技术具体实施方式中芯片封装方法的流程图。本具体实施方式提供的芯片封装方法尤其适合无ESD保护结构的芯片。如图1所示，本具体实施方式提供的芯片封装方法包括如下步骤：步骤S11，形成导电凸块27于芯片20的焊垫21表面，如图2D所示；步骤S12，形成焊球291于引线框架28的管脚29上；步骤S13，在保持所述管脚29接地状态下自所述焊球291向所述导电凸块27拉线，形成电连接所述焊球291与所述导电凸块27的焊线30，如图2E、图2F所示。具体来说，所述芯片20包括形成有器件结构的正面以及与正面相对的背面，所述焊垫21位于所述芯片20的正面，如图2A所示。所述导电凸块27沿垂直于所述芯片20的方向层叠于所述焊垫21表面，并与所述焊垫21电连接。本具体实施方式在连所述管脚29与所述焊垫21的过程中，通过焊臂自所述焊球291向所述导电凸块27拉线，即在通过所述焊臂焊接的过程中，以所述焊球291作为与所述焊线30焊接的初始焊点、以所述导电凸块27作为终止焊点。由于拉线过程是在所述管脚29接地的状态下进行的，因此所述焊臂中的所述焊线30也始终保持接地状态，因而所述焊臂与所述导电凸块27接触的瞬间不会出现过多电流输出至所述芯片20，有效防止了所述芯片20发生静电击穿。同时，当以所述导电凸块27作为终止焊点时，所述焊臂输出至所述导电凸块27的电流要远远小于输出至作为初始焊点的所述焊球291上的电流，从而进一步降低了所述芯片20发生静电击穿的概率，对所述芯片20进行了很好的保护。另外，本具体实施方式通过设置所述导电凸块27，避免了在焊接过程中所述焊臂与所述焊垫21的直接接触，进一步减小了静电击穿的概率。本具体实施方式由于不需要对键合设备(例如焊臂)做任何改变，在能有效预防所述芯片20发生静电击穿的同时，也不会导致芯片封装成本的显著增加。优选的，形成导电凸块27于芯片20的焊垫21表面的具体步骤包括：电镀金属球于所述芯片20的焊垫21表面，形成所述导电凸块27。采用电镀工艺于所述焊垫21的表面形成所述导电凸块27，从而可以有效避免所述导电凸块27在形成过程中击穿所述芯片20。为了提高导电性能，优选的，所述金属球可以为金球、锡球或铜球。优选的，电镀金属球于所述芯片20的焊垫21表面的具体步骤包括：制作具有第一开口的掩膜版26；覆盖所述掩膜版26于所述芯片20表面，通过所述第一开口暴露所述焊垫21；电镀金属球于所述焊垫21表面。优选的，覆盖所述掩膜版26于所述芯片20表面的具体步骤包括：固定所述芯片20于具有第二开口的模具腔中，所述第二开口暴露所述芯片20的正面；沿所述第二开口覆盖所述掩膜版26于所述芯片20的正面，密封所述第二开口并通过所述第一开口暴露所述焊垫21。具体来说，如图2B所示，提供下模22与上模23，所述下模22中具有下模腔221、所述上模23中具有上模腔231，首先将所述芯片20以背面与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片封装方法，其特征在于，包括如下步骤：/n形成导电凸块于芯片的焊垫表面；/n形成焊球于引线框架的管脚上；/n在保持所述管脚接地状态下自所述焊球向所述导电凸块拉线，形成电连接所述焊球与所述导电凸块的焊线。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
形成导电凸块于芯片的焊垫表面；
形成焊球于引线框架的管脚上；
在保持所述管脚接地状态下自所述焊球向所述导电凸块拉线，形成电连接所述焊球与所述导电凸块的焊线。


2.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，形成导电凸块于芯片的焊垫表面的具体步骤包括：
电镀金属球于所述芯片的焊垫表面，形成所述导电凸块。


3.根据权利要求2所述的芯片封装方法，其特征在于，电镀金属球于所述芯片的焊垫表面的具体步骤包括：
制作具有第一开口的掩膜版；
覆盖所述掩膜版于所述芯片表面，通过所述第一开口暴露所述焊垫；
电镀金属球于所述焊垫表面。


4.根据权利要求3所述的芯片封装方法，其特征在于，所述芯片包括正面以及与所述正面相对的背面，所述焊垫位于所述正面；
所述掩膜版的尺寸与所述芯片正面的尺寸相同。


5.根据权利要求4所述的芯片封装方法，其特征在于，覆盖所述掩膜版于所述芯片表面的具体步骤包括：
固定所述芯片于具有第二开口的模具腔中，所述第二开口暴露所述芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞斌，陈爱军，居健，
申请(专利权)人：上海新微技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31