一种正装封装芯片的背面减薄方法技术

本发明专利技术公开了一种正装封装芯片的背面减薄方法，通过从芯片背后去挖孔、露出芯片背面进行减薄，集成激光刻蚀、区域研磨、精细抛光等多种制样技术，分别去除芯片背部的多种材料，解决芯片背面各种材料的去除问题。同时采用温度监测及制冷装置，对芯片制冷，将芯片温度控制在常温，解决减薄过程中产生的热量对芯片的影响问题。进一步地，对于带空腔的正装封装，注入环氧树脂并固封，形成保护层为芯片提供支撑，解决去除各种材料时芯片的受力问题。解决去除各种材料时芯片的受力问题。解决去除各种材料时芯片的受力问题。

【技术实现步骤摘要】
一种正装封装芯片的背面减薄方法


[0001]本专利技术实施例涉及集成电路
，具体涉及一种正装封装芯片的背面减薄方法。

技术介绍

[0002]正装封装芯片(如存储器、CPU等)在航空航天中应用广泛，芯片在太空中会面临太阳粒子、宇宙射线等的辐射，可能会导致芯片出现大电流烧毁、功能受损等问题。所以正装封装芯片在航天应用前必须在地面对芯片进行抗辐射能力的评估实验，通过施加各种射线在芯片上，记录观测性能的变化，为芯片的抗辐射加固提供实验支撑。该实验对于芯片的厚度有严格要求，芯片太厚会导致辐射源(通常为红外辐射或近红外辐射)穿不透，实验的准确度、可信度无法保证。因此需要将正装封装芯片减薄到红外或近红外辐射可以穿透的厚度以内，让辐照试验更加准确、可信。但与倒装封装芯片的减薄不同，正装封装芯片的电气面朝上，背面通常设置有粘接剂、芯片底座(一般为金属基座)、封装材料(采用陶瓷或金属材料封装，则封装结构内带有空腔；而采用塑料材料进行封装，一般不带有空腔)，需要将上述材料全部去除，才可以接触到芯片的背面并进行减薄。因此，现有的倒装封装芯片背面的减薄技术并不适用于正装封装芯片。
[0003]而且，正装封装芯片的减薄还存在以下问题，导致正装封装芯片难以实现减薄：
[0004]1、芯片背面可触及的问题，芯片背后有多种材料；
[0005]2、芯片背面各种材料的去除问题，包括封装外壳、芯片底座、芯片粘接剂、芯片本身；
[0006]3、去除各种材料时芯片的受力问题，包括芯片不能碎，芯片和键合引线之间的连接不能断；
[0007]4、厚度精确控制问题，除了芯片背面是露出来之外，由于芯片四周各面具有封装材料包裹(如若将封装材料去除，芯片可能会散架)，无法直接从外围封装侧面观察到芯片厚度的减薄进度。芯片从厚减到薄的过程中，芯片的颜色是不变的，也无法根据颜色的变化判断减薄的进度，因此传统的方法相当于盲减；
[0008]5、温度控制问题，在芯片减薄过程中温度不能过热，以免影响芯片本身性能，如陶瓷、金属封装很硬，用激光刻蚀方法去除会产生大量热量而损伤芯片，严重时甚至会烧毁芯片。

技术实现思路

[0009]为此，本专利技术实施例提供一种正装封装芯片的背面减薄方法，以解决现有技术中由于正装封装芯片的背面减薄问题多、难度大的问题。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种正装封装芯片的背面减薄方法，所述正装封装芯片由下至上包括金属基板、粘接层以及芯片主体，封装外壳将所述金属基板、粘接层以及芯片主体封装；所述方法包括以下步骤：
[0011]步骤S01：获取芯片主体的轮廓参数，所述轮廓参数至少包括：芯片主体的原始厚度、芯片主体的位置、芯片主体的形状、芯片主体的上表面积、金属基板的初始厚度；
[0012]步骤S02：刻蚀正装封装芯片背面的封装外壳，露出正装封装芯片的金属基板，得到芯片主体的粗轮廓；
[0013]步骤S03：对芯片主体的粗轮廓的背面进行钻头研磨法，使用钻头对芯片主体的粗轮廓背面的金属基板进行研磨处理，直至露出芯片主体粗轮廓背面的粘接剂，得到芯片主体的细轮廓；
[0014]步骤S04：在步骤03后，使用针状工具或抛光布去除芯片主体背面的粘接剂，得到露出背面的芯片主体；
[0015]步骤S05：选择与芯片主体的背面面积大小匹配的钻头，对芯片主体的背面进行研磨处理，将芯片主体减薄到目标厚度；
[0016]步骤S06：芯片主体减薄到目标厚度之后，采用羊毛磨头加抛光膏或研磨膏进行抛光处理，把芯片主体背面经研磨后留下的磨痕去除。
[0017]其中，所述步骤01中获取芯片主体的轮廓参数采用3D
‑
X射线检测方法或者金相切片法。
[0018]其中，所述步骤02中，使用50w～80w的激光束对正装封装芯片背面的封装外壳进行刻蚀处理，刻蚀范围为芯片主体轮廓上各面外扩至长度为d1的范围。
[0019]其中，在激光束刻蚀封装外壳的过程中，采用温度测试仪贴近正装封装芯片被刻蚀的表面，采集正装封装芯片被刻蚀表面的温度，若监测到表面温度异常时，使用制冷散热装置对正装封装芯片进行散热降温。
[0020]其中，在步骤02之后，步骤03之前，如果正装封装芯片有空腔的，则在常温下将环氧树脂与固化剂以2～5：1的质量配比来制备环氧树脂溶液，然后将该环氧树脂溶液通过吸管注入、滴入或倒入正装封装芯片的空腔内并使得环氧树脂溶液固化，形成芯片主体的保护层。
[0021]其中，在步骤03开始前，以金属基板的两条对角线的交叉点作为金属基板的中心，将钻头对准金属基板的中心位置，下降至和金属基板接触；根据步骤01所获得的金属基板的初始厚度，设置一个向下将要减薄的厚度，该将要减薄的厚度不大于金属基板的初始厚度。
[0022]其中，所述步骤02刻蚀正装封装芯片背面的封装外壳后所形成的凹槽的宽度D1、步骤03中研磨金属基板后所形成的凹槽的宽度D2、步骤04中去除芯片主体背面的粘接剂后所形成的凹槽的宽度D3、步骤05中对芯片主体的背面研磨后形成的凹槽的宽度D4；上述D1至D4满足以下条件：D1≤D2≤D3≤D4。
[0023]其中，步骤05的所述目标厚度为不大于100微米。
[0024]其中，芯片主体背面去除了减薄部分(21)后残留一侧壁(211)；所述侧壁(211)的厚度满足：其所在边的长度的3％至5％。
[0025]本专利技术实施例具有如下优点：
[0026]本专利技术实施例所述的一种正装封装芯片的背面减薄方法通过从芯片背后去挖孔、露出芯片背面进行减薄，集成激光刻蚀、区域研磨、精细抛光等多种制样技术，分别去除芯片背部的多种材料，解决芯片背面各种材料的去除问题。同时采用温度监测及制冷装置，对
芯片制冷，将芯片温度控制在常温，解决减薄过程中产生的热量对芯片的影响问题。
[0027]本专利技术实施例所述的一种正装封装芯片的背面减薄方法对于带空腔的正装封装，注入环氧树脂并固封，形成保护层为芯片提供支撑，解决去除各种材料时芯片的受力问题。
[0028]本专利技术实施例所述的一种正装封装芯片的背面减薄方法采用3D
‑
X射线检测方法或金相切片等方法，实现正装封装芯片的多点厚度测量监测，获得芯片内部各部分材质的厚度。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0030]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正装封装芯片的减薄方法，所述正装封装芯片(10)由下至上包括金属基板(3)、粘接层(4)以及芯片主体(2)，封装外壳(1)将所述金属基板(3)、粘接层(4)以及芯片主体(2)封装；其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S01：获取芯片主体(2)的轮廓参数，所述轮廓参数至少包括：芯片主体(2)的原始厚度、芯片主体(2)的位置、芯片主体(2)的形状、芯片主体(2)的上表面积、金属基板(3)的初始厚度；步骤S02：刻蚀正装封装芯片(10)背面的封装外壳(1)，露出正装封装芯片(10)的金属基板(3)，得到芯片主体(2)的粗轮廓；步骤S03：对芯片主体(2)的粗轮廓的背面进行钻头研磨法，使用钻头对芯片主体(2)的粗轮廓背面的金属基板(3)进行研磨处理，直至露出芯片主体(2)粗轮廓背面的粘接剂(4)，得到芯片主体(2)的细轮廓；步骤S04：在步骤03后，使用针状工具或抛光布去除芯片主体(2)背面的粘接剂(4)，得到露出背面的芯片主体(2)；步骤S05：选择与芯片主体(2)的背面面积大小匹配的钻头(6)，对芯片主体(2)的背面进行研磨处理，将芯片主体(2)减薄到目标厚度；步骤S06：芯片主体(2)减薄到目标厚度之后，采用羊毛磨头加抛光膏或研磨膏进行抛光处理，把芯片主体(2)背面经研磨后留下的磨痕去除。2.如权利要求1所述的一种正装封装芯片的减薄方法，其特征在于：所述步骤01中获取芯片主体(2)的轮廓参数采用3D
‑
X射线检测方法或者金相切片法。3.如权利要求1所述的一种正装封装芯片的减薄方法，其特征在于：所述步骤02中，使用50w～80w的激光束对正装封装芯片(10)背面的封装外壳(1)进行刻蚀处理，刻蚀范围为芯片主体(2)轮廓上各面外扩至长度为d1的范围。4.如权利要求3所述的一种正装封装芯片的减薄方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓玲，梁朝辉，陈航，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：