用于增强半导体器件模塑料的粘着的涂覆制造技术

本发明专利技术提供了一种增强模塑料和半导体器件之间粘着的方法，该半导体器件包含有贴附于载体上的半导体芯片，如引线框，该方法通过在模塑半导体器件之前使用聚合物底漆涂覆该半导体器件来完成。这种涂覆可通过在聚合物溶液中或使用聚合物溶液浸入、下滴或喷射该半导体器件来完成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子器件的封装，尤其是涉及电子器件的灌封(encapsulation)，该电子器件包括集成电路芯片和它们地载体，例如引线框(lead frames)或其他的衬底(substrates)。
技术介绍
在晶圆制造之后，半导体芯片或者集成电路(IC)芯片必须经历几个步骤以准备可能的应用。在检查和分离(singulation)之后，单个的IC芯片被拾取并被贴附于它们的载体，如引线框。然后，IC芯片上的每个导电盘(conductive pads)通过精细的导电线连接到引线框的内引线(inner leads)，形成引线键合后的引线框组件。其后，该引线键合后的引线框组件将使用塑性模塑料(plastic molding compound)灌封，并且该灌封后的引线框组件在被安装到其他器件进行应用以前，将被进一步修整、标记和测试。通常被用来灌封电子器件或IC芯片的密封剂是塑料混合物(plastic compounds)，包括具有重量高达80％填充物(fillers)的环氧树脂(epoxy)和硅胶(silicone)塑料混合物。这种塑性模塑料具有4个基本功能(1)物理上支撑引线系统，将芯片上的集成电路和应用该芯片的外部元件系统进行电气连接；(2)保护IC芯片避免污染、不当操作(abuse)、机械损坏或破裂；(3)化学上保护IC芯片避免环境危险，例如影响IC芯片性能的潮湿、灰尘和气体；以及(4)提供用于散发当IC芯片工作时所产生热量的热通道。和一些其他的灌封技术相比较，塑料灌封具有较大的优点，如重量轻、制作效率高和生产成本低。但是，塑料灌封的一个缺点是关于在灌封后的电子器件或IC芯片周围的它的不气密的密封(non-hermetic sealing)，其可能导致由于塑料混合物的水吸附(water adsorption)或者通过该塑料混合物的湿气渗透(moisture permeation)。这样产生了当前的模塑料技术普遍存在的问题。该问题由于该塑料混合物和如引线框之类的载体之间的热膨胀系数(CTE)方面的较大差异而得到加剧。当灌封后的组件经历大而迅速的温度变化时，灌封体内部的热应力(thermal stress)可能在接口处激励出微细裂缝(fine crazes)，尤其是在接口之间的结合不是足够强的时候。该微细裂缝在循环的热冲击的条件下可能发展成破裂。这种破裂为湿气水分的渗透提供了通道。接着在灌封体内水的进入和堆积会更加容易。该吸附水对于一些IC芯片不仅加速化学或冶金反应(chemical or metallurgical interaction)，而且也导致应用或者甚至是安装过程中的器件故障。例如，在元件组件或器件使用过程中，当灌封后的引线框组件遭受快速加热的时候，吸附或吸入的水将会闪蒸成蒸气。这样局部体积将会产生快速增加。该快速膨胀将在三组接口处导致分离引线框/塑料混合物接口，IC芯片粘合剂/芯片贴附盘(paddle)接口，和IC芯片/塑料混合物接口。作为分离的后果是，正常的IC功能或者IC芯片和外部电路的连接遭到破坏。同样内部的分离也扰乱了灌封体内的应力和张力分布，其也更加导致了导线键合后的IC芯片的破裂或者合适的散热通道的破坏，藉此损坏了灌封电子器件的性能。在更极端的情形下，由于快速的水压膨胀，灌封体膨胀甚至破裂，尤其是当现在的电子封装件中载体和IC芯片的面积比值变得更小时。在灌封器件焊接中这种现象正常称之为“爆玉米花”(popcorn)，其更频繁地发生于表面安装组件上。塑料灌封相关的另一个问题是来自包含于密封剂中的添加剂(additives)。该添加剂包括连接剂(coupling agents)，阻燃剂(flame-retardants)，隔离剂(release agents)和其他物质。用于半导体封装的塑性模塑料中普遍使用的阻燃剂添加剂是锑化合物(antimonycompound)和溴化的环氧树脂(brominated epoxy)。阻燃剂混合于灌封混合物中是下述事实所要求的即过去一些灌封电子器件产生一些热量，藉此会达到模塑料的闪点(flash point)，而着火。在包含有这种阻燃剂系统的密封剂达到其闪点温度(flash temperature)的情形下，锑化合物和溴化的环氧树脂合成为三溴化锑(antimony tribromide)，一种厚重的阻燃气体。该气体阻止火势蔓延。上述所讨论的阻燃材料和其他公知阻燃材料的采用，给当今的塑料灌封技术带来了另一个问题。某些阻燃的化学制品，例如溴化的环氧树脂，当其开始和灌封的导线键合后的引线框组件接触时，将会降低导线节点(wire ioints)的可靠性。这种降低通常作为阻燃的结果出现，其导致接合导线和至少一个引线和/或芯片上的导电盘之间金属间节点(intermetallicjoints)老化(degradation)或者甚至故障。为了避免塑性模塑料从引线框或者衬底上分离，许多装置被计划来提高界面间的接合。这些装置包括包括使用机械闭锁(mechanicalinterlocks)和化学接合。机械闭锁包括压印(impressions)，如空洞、凹槽和半球，其被机械地形成于引线框上，其正如专利号为4,862,246、名称为“具有蚀刻通孔的半导体器件引线框”和专利号为6,501,158、名称为“用于固定模塑料到引线框盘的结构和方法”的美国专利所描述的。其说明了这些压印可提高引线框的表面面积，并提供了用于机械闭锁的缺口。因此引线框和塑性混合物的黏着得到了加强。在另一种方法中，黑氧化(black oxide)被成功地使用于制造印刷电路板一段时间。这种技术被转换到引线框的处理，例如专利号为4,946,518、名称为“用于提高塑性密封剂和包含铜的引线框的黏着的方法”的美国专利。该技术的主要难处是表面的铜在活性氧的环境中被氧化并生成黑色的氧化铜。该黑色的氧化铜在亚微细米(sub-microns)的尺寸下具有针状的结构。因此，该引线框的表面面积在处理后明显膨胀。可以选择地，通过电学或化学还原来改变反应条件或者将氧化铜局部转换为氧化亚铜(cuprous oxide)，在该表面上生成棕色氧化(brown oxide)，如公开于专利号为4,428,987、名称为“用于提高铜-环氧树脂黏着的方法”的美国专利。其说及棕色氧化和黑氧化相比具有更好的不规则结构。同时，连接剂很长一段时间也被用来黏着。通常，连接剂具有两种能够分别和衬底、粘合剂相互反应的功能群组，因此它们提供了衬底和粘合剂之间强大的化学接合，如公开于专利号为6,369,452、名称为“用于提高黏着的盖贴附表面”的美国专利。但是，铜-连接剂遇上了通常封装条件下的水解作用(hydrolysis)。因此，在不引起弱化引线框组件的导线节点的情形下，解决接口之间接合弱的问题是令人期望的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是在引线框组件上使用底漆，以增强塑性模塑料与引线框、IC芯片之间的接合。本专利技术的另一相关的目的是寻求增强塑性模塑料与引线框、IC芯片之间的接合，而不影响此处所形成的导线接合的可靠性。相应地，本专利技术提供一种在模塑半导体器件之前增强模塑料和半导体器件之间粘着的方法，该半导体器件包含有贴附于载体上的半导体芯片，该方法包括使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在模塑半导体器件之前增强模塑料和半导体器件之间粘着的方法，该半导体器件包含有贴附于载体上的半导体芯片，该方法包括：使用聚合物底漆涂覆该半导体器件的步骤。

【技术特征摘要】
US 2004-12-22 11/019,4211、一种在模塑半导体器件之前增强模塑料和半导体器件之间粘着的方法，该半导体器件包含有贴附于载体上的半导体芯片，该方法包括使用聚合物底漆涂覆该半导体器件的步骤。2、如权利要求1所述的方法，其中该半导体器件包括有形成于半导体芯片和载体之间的导线连接；而该涂覆步骤也包括在模塑之前使用该聚合物底漆涂覆该导线连接的步骤。3、如权利要求1所述的方法，其中该聚合物底漆包含有含氮的聚合物。4、如权利要求3所述的方法，其中该含氮的聚合物选自下列组群，该组群包括改性三聚酰胺酚醛树脂，丙烯酸共聚物和苯并咪唑共聚物。5、如权利要求4所述的方法，其中该酚醛树脂通过多官能酚和醛的反应来产生。6、如权利要求5所述的方法，其中该多官能酚选自下列组群，该组群包括酚，甲酚，双酚A，双酚F，双酚S和脂肪链酚。7、如权利要求1所述的方法，该聚合物底漆包含有溶液，该溶液由一个多个溶解于溶剂中的聚合物所构成。8、如权利要求7所述的方法，其中该溶液包含的聚合物重量为0.01％到50％。9、如权利要求8所述的方法，其中该溶液包含的聚合物重量为1.0％到10％。10、如权利要求7所述的方法，该聚合物包括改性三聚酰胺酚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建雄，周志聰，崔毅乾，刘德明，关耀辉，
申请(专利权)人：先进自动器材有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]