專利名稱：一種bt基板的懸梁式ic芯片堆疊封裝件及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子信息自動化元器件制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種IC芯片堆疊封裝件，尤其涉及一種BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件；本發(fā)明還涉及該堆疊封裝件的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隨著微型化以及性能提升趨勢的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)人員不斷尋求在盡可能小的空間內(nèi)獲得盡可能高的電氣功能和性能。在這一過程中存在的兩個關(guān)鍵限制因素通常是集成度和I/o引腳限制。芯片空間和連接限制可從兩個不同的層次來解決第一種方法是通過片芯(或稱裸片)層次的工藝尺度縮小來實(shí)現(xiàn)更高的集成度；第二種方法是通過堆疊多個片芯，即堆疊式封裝或堆疊式電路板來實(shí)現(xiàn)更高的集成度。在現(xiàn)有芯片制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，芯片堆疊方式是利用現(xiàn)有技術(shù)獲得下一代存儲器密度的首選方法，并且可以實(shí)現(xiàn)不同類型(如數(shù)字、模擬、邏輯等)芯片間堆疊封裝，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性功能。隨著芯片、晶圓和封裝水平的提高，在疊層封裝中，低外形絲焊技術(shù)(或懸梁式絲焊技術(shù))高度限制及疊層技術(shù)構(gòu)形增加的復(fù)雜性對在疊層芯片應(yīng)用中的絲悍技術(shù)提出了一些特殊的挑戰(zhàn)。當(dāng)芯片厚度減小時，不同線環(huán)形層之間的間隙相應(yīng)減少。需要降低較低層的引線鍵合環(huán)形高度，以避免不同環(huán)形層之間的線短路。環(huán)形頂層也需要保持低位，以消除在模塑化合物外部暴露出焊線的現(xiàn)象。器件最大的環(huán)形高度，不應(yīng)高于保持環(huán)形層之間最佳縫隙的芯片厚度。另外，模塑技術(shù)疊層芯片封裝中線密度和線長度的增加，使模塑疊層封裝比傳統(tǒng)的單芯片封裝更加困難。不同層的引線鍵合的環(huán)形，受到變化的各種牽引力的影響，可形成焊線偏差的各種改變，從而增加了焊線短路的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，無翹曲無交絲短路現(xiàn)象，用以解決尺寸大小相同芯片的堆疊封裝及單邊焊線問題。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述堆疊封裝件的生產(chǎn)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，包括基板載體，基板載體上粘貼有基板，基板上堆疊粘貼有IC芯片，基板載體背面設(shè)有基板背面焊盤，基板背面焊盤與位于基板載體正面的基板正面焊盤相連接，基板背面焊盤表面依次設(shè)有凸點(diǎn)和錫球，其特征在于，基板為BT基板，IC芯片 至少為三層，相鄰的兩層IC芯片沿水平方向錯位設(shè)置，且錯位距離相同，所有IC芯片的外形尺寸相同，相鄰兩層IC芯片通過鍵合線相連接，粘貼于基板上的一層IC芯片通過第三鍵合線與基板正面焊盤相連接。所述相鄰兩層IC芯片之間的錯位距離為0. 35mm 2. 5mm。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是一種BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件的生產(chǎn)方法，具體按以下步驟進(jìn)行
步驟I :晶圓減薄
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為90Mm IlOMm的用于3層堆疊封裝的晶圓和最終厚度為50Mm 75Mm的用于4層、5層堆疊封裝的晶圓；采用具有腐蝕拋光功能的減薄機(jī)減薄晶圓，得到背面為鏡面拋光效果的最終厚度為35Mm 50Mm的用于5層以上封裝的晶圓；
步驟2 :劃片
對步驟I減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度 < 5 8mm/min ；
步驟3 :上芯
在基板上通過絕緣膠粘貼第一個IC芯片，然后根據(jù)需要堆疊的層數(shù)，在該IC芯片上采用絕緣膠或膠膜片依次堆疊粘貼相應(yīng)數(shù)量的IC芯片，所有IC芯片的外形尺寸相同，在第一個IC芯片上堆疊的所有IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離相同，該錯位距離為0.35 mm 2. 5mm;上芯后進(jìn)行烘烤，烘烤設(shè)備和工藝同普通BGA上芯后烘烤；
步驟4 :采用BT基板單芯片封裝清洗設(shè)備及工藝進(jìn)行等離子清洗；
步驟5 :壓焊
用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲或銅絲，從最高層IC芯片開始打線，先壓最上層IC芯片焊盤到次上層IC芯片焊盤間焊線，接著在次上層IC芯片的焊點(diǎn)上疊球拱絲拉弧在該芯片相鄰的下層芯片焊盤上打線，依次類推，最后從最下層IC芯片焊線上疊球拱絲拉弧到基板焊盤上的焊線，焊線采用BGA弧，形成多層鍵合線；
或者，用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲或銅絲，從最下層IC芯片開始打線，先壓最低層IC芯片焊盤到BT基板焊盤上的焊線，接著在最下層IC芯片焊點(diǎn)上疊球，拱絲拉弧在與最下層IC芯片相鄰的第二層IC芯片焊盤上打一球，然后在其上疊球拱絲拉弧下壓在與第二層IC芯片相鄰的第三層IC芯片焊盤上打一球，依次類推，最后的焊點(diǎn)落在最上層IC芯片的焊盤上；焊線采用BGA弧，形成多層鍵合線；
步驟6:塑封及后固化
使用全自動包封系統(tǒng)，采用膨脹系數(shù)al < I、吸水率< 0. 25%的環(huán)保型材料，應(yīng)用多段注塑模型軟件，調(diào)整優(yōu)化工藝進(jìn)行塑封及后固化；塑封需滿足沖線率< 5%、無離層、翹曲度
<0. I的要求，后固化設(shè)備和工藝普通BT基板單芯片封裝；
步驟7:植球及回流焊
在基板載體背面的基板背面焊盤上植球，整條基板背面焊盤上植完錫球后，自動檢測記錄，并送到收料夾；采用同樣方法植完本批全部錫球后，送至回流焊的上料機(jī)，該上料機(jī)依次將植完球的半成品基板放置于回流焊的傳遞帶，送入回流焊爐，按設(shè)定的溫度曲線預(yù)先調(diào)好溫度，設(shè)定進(jìn)行時間，持續(xù)通入一定流量和壓力的氮?dú)?，進(jìn)行回流焊；，
植球完成后進(jìn)行清洗；
步驟8 :使用與普通基板單芯片封裝產(chǎn)品打印相同設(shè)備和工藝進(jìn)行打??；
步驟9 :切割分尚
步驟10:同普通BGA測試、檢驗(yàn)、包裝、入庫，制得BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件。
本發(fā)明封裝件中的IC芯片錯位堆疊，形成懸梁結(jié)構(gòu)，且只有粘貼于基板上的IC芯片通過鍵合線與基板焊盤相連，使得各層鍵合線的高度最大限度降低，避免了不同環(huán)形層鍵合線之間的線短路。同時使得頂層鍵合線也保持低位，消除了模塑化合物外部暴露出焊線的現(xiàn)象。另外，還避免了不同層的引線鍵合的環(huán)形受變化的各種牽引力的影響，減少了焊線短路的可能性，解決了尺寸相同芯片的堆疊封裝及單邊焊線問題。


圖I是本發(fā)明堆疊封裝件中3層IC芯片堆疊封裝的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明堆疊封裝件中4層IC芯片堆疊封裝的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明堆疊封裝件中5層IC芯片堆疊封裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明堆疊封裝件中6層IC芯片堆疊封裝的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I.基板載體，2.第一粘片，3.第一 IC芯片，4.第二粘片，5.基板，6.第二 IC芯片，7.第三粘片，8.第三IC芯片，9.第一鍵合線，10.第二鍵合線，11.第三鍵合線，12.塑封體，13.基板正面焊盤，14.基板背面焊盤，15.凸點(diǎn)，16.錫球，17.焊料，18.第四IC芯片，19.第四粘片，20.第四鍵合線，21.第五粘片，22.第五IC芯片，23.第五鍵合線，24.第六鍵合線，25.第六IC芯片，26.第六粘片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明懸梁式IC芯片堆疊封裝件有3層懸梁式IC芯片堆疊、4層懸梁式IC芯片堆疊、5層懸梁式IC芯片堆疊、5層以上懸梁式IC芯片堆疊等幾種封裝形式。如圖I所示，本發(fā)明堆疊封裝件中3層IC芯片堆疊封裝的結(jié)構(gòu)，包括基板載體1，基板載體I上粘貼有基板5，基板5采用BT基板；基板5上粘貼有第一 IC芯片3，第一 IC芯片3通過第一粘片2與基板I粘接，第一 IC芯片3上粘貼有第二 IC芯片6，第二 IC芯片6通過第二粘片4與第一 IC芯片3粘接，第二 IC芯片6上粘貼有第三IC芯片8，第三IC芯片8通過第三粘片7與第二 IC芯片6粘接；第一 IC芯片3的外形尺寸、第二 IC芯片6的外形尺寸和第三IC芯片8的外形尺寸相同；第一 IC芯片3、第二 IC芯片6和第三IC芯片8沿水平方向錯位設(shè)置，形成臺階，該臺階的水平距離a為0. 35mm 2. 5mm ;使得堆疊IC芯片的一側(cè)為臺階結(jié)構(gòu)，另一側(cè)為懸梁結(jié)構(gòu)；基板5上設(shè)有基板正面焊盤13，第一 IC芯片3通過第三鍵合線11與基板正面焊盤13相連接，第二 IC芯片6通過第二鍵合線10與第一 IC芯片3相連接，第三IC芯片8通過第一鍵合線9與第二 IC芯片6相連接，所有鍵合線位于IC芯片形成的臺階結(jié)構(gòu)的一側(cè)；基板載體I背面設(shè)有基板背面焊盤14，基板背面焊盤14與基板正面焊盤13相連接，基板背面焊盤14的表面設(shè)有凸點(diǎn)(UBM) 15，凸點(diǎn)15通過焊料17焊接有錫球16 ;基板I的上面封裝有塑封體12 ;基板I的上面、所有的鍵合線、所有的IC芯片、所有的粘片膠和基板正面焊盤13均封裝于塑封體12內(nèi)。3層IC芯片堆疊封裝件中的第一粘片2、第一 IC芯片3、第二 IC芯片6、第二粘片
4、第二鍵合線10、第三粘片7、第三IC芯片8、第一鍵合線9、第三鍵合線11、基板背面焊盤14、凸點(diǎn)15、錫球16、焊料17和基板5構(gòu)成了電路整體。塑封體12對第一 IC芯片3、基板正面焊盤13、第二 IC芯片6、第三IC芯片8、第一鍵合線9、第二鍵合線10和第三鍵合線11起到保護(hù)和支撐作用。由基板載體I、基板正面焊盤13、第一 IC芯片3、第二 IC芯片6、第三IC芯片8、第一鍵合線9、第二鍵合線10、第三鍵合線11、基板背面焊盤14、凸點(diǎn)15、錫球16和焊料17構(gòu)成了 3層IC芯片堆疊封裝件電路和電源的信號通道。本發(fā)明堆疊封裝件中的4層IC芯片堆疊封裝件，如圖2所示，其結(jié)構(gòu)與圖I所示的3層IC芯片堆疊封裝的結(jié)構(gòu)基本相同，兩者的區(qū)別在于第三IC芯片8上粘貼有第四IC芯片18，第四IC芯片18通過第四粘片19與第三IC芯片8粘接，第四IC芯片18通過第四鍵合線20與第三IC芯片8相連接；第四IC芯片18與第三IC芯片8錯位設(shè)置，且錯 位方向和錯位距離均與其它IC芯片的錯位方向和錯位距離相同；第四IC芯片18的外形尺寸與其它IC芯片的外形尺寸相同。4層IC芯片堆疊封裝件中的第一粘片2、基板正面焊盤13、第一 IC芯片3、第二粘片4、第二 IC芯片6、第一鍵合線9、第二鍵合線10、第三粘片7、第三IC芯片8、第三鍵合線11、第四粘片19、第四IC芯片18、第四鍵合線20、基板背面焊盤14、凸點(diǎn)15、錫球16、焊料17和基板5構(gòu)成了電路整體。4層IC芯片堆疊封裝件中的塑封體12對第一 IC芯片3、第二 IC芯片6、第三IC芯片8、第四IC芯片18、第一鍵合線9、基板正面焊盤14、第二鍵合線10、第三鍵合線11和第四鍵合線20起到了保護(hù)和支撐作用。由基板載體I、基板正面焊盤13、第一 IC芯片3、第二 IC芯片6、第三IC芯片8、第四IC芯片18、第一鍵合線9、第二鍵合線10、第三鍵合線11、第四鍵合線20基板背面焊盤14、凸點(diǎn)15、錫球16和焊料17構(gòu)成了 4層IC芯片堆疊封裝件電路和電源的信號通道。本發(fā)明堆疊封裝件中的5層IC芯片堆疊封裝件，如圖3所示，其結(jié)構(gòu)與圖2所示的4層IC芯片堆疊封裝的結(jié)構(gòu)基本相同，兩者的區(qū)別在于第四IC芯片18上粘貼有第五IC芯片22，第五IC芯片22通過第五粘片21與第四IC芯片18粘接，第五IC芯片22通過第五鍵合線23與第四IC芯片18相連接；第五IC芯片22與第四IC芯片18錯位設(shè)置，且錯位方向和錯位距離均與其它IC芯片的錯位方向和錯位距離相同；第五IC芯片22的外形尺寸與其它IC芯片的外形尺寸相同。5層IC芯片堆疊封裝件中的第一粘片2、第一 IC芯片3、基板正面焊盤13、第二粘片4、第二 IC芯片6、第二鍵合線10、第三粘片7、第三IC芯片8、第三鍵合線11、第四粘片19、第四IC芯片18、第四鍵合線20、第五粘片21、第五IC芯片22、第五鍵合線23、第一鍵合線9、基板背面焊盤14、凸點(diǎn)15、錫球16、焊料17和基板5構(gòu)成了電路整體。5層IC芯片堆疊封裝件中的塑封體12對第一 IC芯片3、第二 IC芯片6、第三IC芯片8、第四IC芯片18、第五IC芯片22、第一鍵合線9、第二鍵合線10、第三鍵合線11、第四鍵合線20、第五鍵合線23和基板正面焊盤13，起到了保護(hù)和支撐作用。由基板載體I、基板正面焊盤13、第一 IC芯片3、第二 IC芯片6、第三IC芯片8、第四IC芯片18、第五IC芯片22、第一鍵合線9、第二鍵合線10、第三鍵合線11、第四鍵合線20、第五鍵合線23、基板背面焊盤14、凸點(diǎn)15、焊料17和錫球16構(gòu)成了 5層IC芯片堆疊封裝件電路和電源的信號通道。如圖4所示，本發(fā)明堆疊封裝件中的6層IC芯片堆疊封裝件，其結(jié)構(gòu)與圖3所示的5層IC芯片堆疊封裝的結(jié)構(gòu)基本相同，兩者的區(qū)別在于第五IC芯片22上粘貼有第六IC芯片25，第六IC芯片25通過第六粘片26與第五IC芯片22相粘接，第六IC芯片25通過第六鍵合線24與第五IC芯片22相連接，第六IC芯片25與第五IC芯片22錯位設(shè)置，且錯位方向和錯位距離均與其它IC芯片的錯位方向和錯位距離相同；第六IC芯片25的外形尺寸與其它IC芯片的外形尺寸相同。6層IC芯片堆疊封裝件中的第一粘片2、 第一 IC芯片3、基板正面焊盤13、第二粘片4、第二 IC芯片6、第二鍵合線10、第三粘片7、第三IC芯片8、第三鍵合線11、第四粘片19、第四IC芯片18、第四鍵合線20、第五粘片21、第五IC芯片22、第五鍵合線23、第六粘片26、第六IC芯片25、第六鍵合線24、第一鍵合線9、基板背面焊盤14、凸點(diǎn)15、焊料17、錫球16和基板5構(gòu)成了電路整體。6層IC芯片堆疊封裝件中的塑封體12對第一 IC芯片3、第二 IC芯片6、第三IC芯片8、第四IC芯片18、第五IC芯片22、第六IC芯片25、第一鍵合線9、第二鍵合線10、第三鍵合線11、第四鍵合線20、第五鍵合線23、第六鍵合線25、基板正面焊盤13等起到了保護(hù)和支撐作用。由基板載體I、基板正面焊盤13、第一 IC芯片3、第二 IC芯片6、第三IC芯片8、第四IC芯片18、第五IC芯片22、第六IC芯片25、第一鍵合線9、第二鍵合線10、第三鍵合線11、第四鍵合線20、第五鍵合線23、第六鍵合線25、基板背面焊盤14、凸點(diǎn)15、焊料17和錫球16構(gòu)成了 6層IC芯片堆疊封裝電路和電源的信號通道。第一粘片2采用絕緣膠。第二粘片4、第三粘片7、第四粘片19、第五粘片21和第六粘片26采用絕緣膠或膠膜片。使用時，第二粘片4、第三粘片7、第四粘片19、第五粘片21和第六粘片26同時采用絕緣膠；或者第二粘片4、第三粘片7、第四粘片19、第五粘片21和第六粘片26同時采用膠膜片。本發(fā)明懸梁式IC芯片堆疊封裝件的工藝流程如下
I) 3層懸梁式IC芯片堆疊封裝
減薄一劃片一第一次上芯一第二次上芯一第三次上芯及烘烤一等離子清洗一壓焊一塑封及后固化一植球及回流焊一清洗一打印一切割分離一測試一檢驗(yàn)一包裝一入庫。2) 4層懸梁式IC芯片堆疊封裝
減薄一劃片一第一次上芯一第二次上芯一第三次上芯一第四次上芯及烘烤一等離子清洗一壓焊一塑封及后固化一植球及回流焊一清洗一打印一切割分離一測試一檢驗(yàn)一包裝一入庫。3) 5層懸梁式IC芯片堆疊封裝
減薄一劃片一第一次上芯一第二次上芯一第二次上芯一四次上芯一第五次上芯及烘烤一等離子清洗一壓焊一塑封及后固化一植球及回流焊一清洗一打印一切割分離一測試一檢驗(yàn)一包裝一入庫。4) 6層懸梁式IC芯片堆疊封裝
減薄一劃片一第一次上芯一第二次上芯一第二次上芯一第四次上芯一第五次上芯一第六次上芯及烘烤一等離子清洗一壓焊一塑封及后固化一植球及回流焊一清洗一打印一切割分尚一測試一檢驗(yàn)一包裝一入庫。六層以上懸梁式IC芯片堆疊封裝時，每增加一層IC芯片就增加一次上芯工序，并在最后一次上芯后進(jìn)行烘烤，其余工序按6層懸梁式IC芯片堆疊封裝流程進(jìn)行。
本發(fā)明還提供了一種上述懸梁式IC芯片堆疊封裝件的生產(chǎn)方法，具體按以下步驟進(jìn)行
步驟I :晶圓減薄
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為90 IlOMm的用于3層堆疊封裝的晶圓和最終厚度為50 75Mm的用于4層、5層 堆疊封裝的晶圓；采用具有腐蝕拋光功能的減薄機(jī)減薄晶圓，得到背面為鏡面拋光效果的最終厚度為35 50Mm的用于5層以上封裝的晶圓；晶圓減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到晶圓最終厚度+65Mm+膠膜厚度，粗磨速度3層堆疊封裝為50 120Mm/min, 3層以上堆疊封裝為40 100Mm/min ;細(xì)磨范圍從晶圓最終厚度+65Mm+膠膜厚度到晶圓最終厚度+膠膜厚度+5Mm，細(xì)磨速度為11 14Mm/min ;拋光范圍從晶圓最終厚度+膠膜厚度+5Mm到晶圓最終厚度+膠膜厚度，拋光速度為0. 025 0. 035Mm/s。晶圓減薄技術(shù)在疊層式芯片封裝技術(shù)方面至關(guān)重要，因?yàn)樗档土朔庋b貼裝高度，芯片疊加而不增加疊層式芯片系統(tǒng)的總高度。由于本封裝件是多層懸梁式芯片堆疊封裝，芯片厚度要求在35Mm llOMffl，屬于超薄芯片減薄，而且晶圓尺寸為8英寸及其以上，以
12英寸為主。因此，減薄工藝的挑戰(zhàn)性很強(qiáng)，工藝難度較大，特別是12英寸晶圓，75Mm薄如紙，對設(shè)備和工藝要求較高。一般選擇具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)如PRG300R，全自動貼膜揭膜機(jī)如DR3000 III等，細(xì)磨、拋光厚度比平常增加了 15Mm，目的是為了減少研磨損傷層；
步驟2 :劃片
對步驟I減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度< 5 8mm/min ；
超薄型晶圓劃片主要是要能夠預(yù)防裂紋和碎片，采用A-WD-300TXB或DAD3350劃片機(jī)。步驟3:上芯
在基板5上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后根據(jù)需要堆疊的層數(shù)，在該IC芯片上采用絕緣膠或膠膜片依次堆疊粘貼相應(yīng)數(shù)量的IC芯片，所有IC芯片的外形尺寸相同，在第一個IC芯片上堆疊的所有IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離相同，該錯位距離為0. 35 2. 5mm ;全部上芯后烘烤3小時，其烘烤設(shè)備和工藝同普通BGA上芯后烘烤，但工藝根據(jù)粘片材料和堆疊層數(shù)進(jìn)行調(diào)整，即采用絕緣膠作為粘貼材料時，烘烤溫度是175°C ;采用膠膜片作為粘貼材料時，烤溫度是150°C ；
由于是堆疊封裝，采用絕緣膠和膠膜片兩種材料，因此需要粘片膠和膠膜片兩種材料的粘片機(jī)。懸梁式芯片堆疊封裝上芯的特點(diǎn)是多層芯片分別上芯，一次烘烤，并且下層芯片表面留出0. 35mm 2. 5mm (即a尺寸),上層芯片右端懸空0. 35mm 2. 5mm (即a尺寸)。一般第一層使用絕緣膠粘片，第二層及其以上使用絕緣膠或膠膜片粘片，采用絕緣件粘貼時，相鄰兩層IC芯片之間所用絕緣膠的量保證覆蓋兩層IC芯片之間接觸的部位膠層厚度均勻，不向外溢出(一旦溢出既影響焊線，又造成芯片背面和基板污染，致使塑封料與粘片膠結(jié)合不好容易產(chǎn)生離層)。烘烤時所用的烘烤設(shè)備和工藝同普通BGA上芯后烘烤，但工藝根據(jù)粘片材料和堆疊層數(shù)進(jìn)行調(diào)整。步驟4:等離子清洗
采用BT基板單芯片封裝清洗設(shè)備及工藝進(jìn)行等離子清洗；步驟5 :壓焊
用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲或銅絲，從最高層IC芯片開始打線，先壓最上層IC芯片焊盤到次上層IC芯片焊盤間焊線，接著在次上層IC芯片的焊點(diǎn)上疊球拱絲拉弧在該芯片相鄰的下層芯片焊盤上打線，依次類推，最后從最下層IC芯片焊線上疊球拱絲拉弧到基板焊盤上的焊線，焊線基本上采用BGA弧(高低弧)；形成多層鍵合線，最上層鍵合線的弧高為80Mm lOOMm，其余每層鍵合線的弧高為70Mm 90Mm，避免線與線之間交線短路或焊點(diǎn)脫落；
或者，用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲或銅絲，從最下層IC芯片開始打線，先壓最低層IC芯片焊盤到BT基板焊盤上的焊線，接著在最下層IC芯片焊點(diǎn)上疊球，拱絲拉弧在與最下層IC芯片相鄰的第二層IC芯片焊盤上打一球，然后在其上疊球拱絲拉弧下壓在與第二層IC芯片相鄰的第三層IC芯片焊盤上打一球，依次類推，最后的焊點(diǎn)落在最上層IC芯片的焊盤上；焊線基本上采用BGA弧(高低弧);形成多層鍵合線，最上層鍵合線的弧高為80Mm lOOMm，其余每層鍵合線的弧高為70Mm 90Mm，避免線與線之間交線短路或焊點(diǎn)脫落；
步驟6:塑封及后固化
使用全自動包封系統(tǒng)，采用低應(yīng)力(膨脹系數(shù)al < 1)、低吸水率(吸水率< 0. 25%)的環(huán)保型材料，應(yīng)用本申請人開發(fā)的多段注塑模型軟件(軟件登記號0276826)控制，調(diào)整優(yōu)化工藝進(jìn)行塑封及后固化；塑封工藝參數(shù)模溫165 °C 185 °C，合模壓力85kgf/cm2 125kgf/cm2,注塑壓力38kgf/cm2 46kgf/cm2,塑封需滿足沖線率< 5%、無離層、翅曲度
<0. I的要求，后固化設(shè)備和工藝普通BT基板單芯片封裝；
步驟7:植球及回流焊
在基板載體I的背面植球，植球流程為回流焊爐爐溫檢測一植球一植球及檢查一回流焊一水清洗一錫球推力檢測一離子及深度測試一轉(zhuǎn)序。具體是采用AuSOO植球機(jī)、WF-6400助焊劑和直徑O 35mm的M705錫球，先在基板背面焊盤14上印刷助焊劑，在基板背面焊盤14上形成焊料17，將M705錫球?qū)?zhǔn)放置在焊料17上，成為錫球16 ;在整條基板背面焊盤14上植完錫球16后，先自動檢測記錄，然后送到收料夾；采用上述同樣方法，植完本批全部錫球16后，送至回流焊的上料機(jī)，該上料機(jī)依次將植完球的半成品基板放置于回流焊的傳遞帶，送入PrRMAXlOON回流焊爐，按設(shè)定的溫度曲線預(yù)先調(diào)好溫度(8溫區(qū)，120°C 255°C，每20°C—個溫區(qū)，4、5區(qū)為180°C )，設(shè)定進(jìn)行時間(回流焊爐長4. 5 4. 6m,傳送帶速度0. 71 0. 84 m/min),持續(xù)通入一定流量和壓力的氮?dú)?氮?dú)鈮毫?. 14Mpa 0. 16Mpa，氮?dú)饬髁?60 280L/min。)進(jìn)行回流焊，利用錫球16在高溫下的自動復(fù)位效應(yīng)，使錫球16、焊料17和基板背面焊盤14緊密結(jié)合在一起，滿足錫球的剪切力要求；持續(xù)通入氮?dú)獗Ｗo(hù)防止氧化，保證良好的可靠性。植球及回流焊是基板封裝區(qū)別于框架(LF)封裝的主要特征及其主要工序。其質(zhì)量的好壞不僅決定了產(chǎn)品的最終成品率，而且對產(chǎn)品的可靠性和整機(jī)裝配的可靠性起到主要作用。因而在植球時需進(jìn)行來料檢驗(yàn)及控制，植球夾具清洗檢查，回流焊爐溫度曲線固定及檢測，錫球推力檢測，水清洗溫度、電阻率檢測，離子污染度檢測等。
植球工藝參數(shù)如下
撿助焊劑動作Z軸下降速度140 160mm/s ；
Z軸下降后與助焊劑保持接觸時間70 90ms ；
助焊劑放置動作
Z軸下降后與基板保持接觸時間140 160ms ；
啟程0.37 0.49mm;
Z軸與基板分離時間 370 430ms 植球
Z軸下降速度140 160mm/s
撿球動作
Z軸下降時間80 120ms ；Z軸下降后撿球時間270 330ms ；
真空開啟延時時間45 55ms ； 真空持續(xù)時間370 430ms ；
真空破壞延時開啟時間80 120ms ；
真空破壞持續(xù)時間 170 230ms ；
鋪球振蕩開啟延時80 120ms ;鋪球振蕩持續(xù)時間170 230ms ；
錫球放置動作
Z軸下降時間80 120ms ； Z軸與基板接觸時間470 530ms ；
Z軸放置錫球振蕩開啟延時時間0 120ms ；
Z軸放置錫球振蕩持續(xù)時間 0 120ms ；
真空破壞延時開啟時間80 120ms ;真空破壞持續(xù)時間80 120ms ；
Z軸與基板分離距離(mm) 0.0; Z軸與基板分離所用時間0 ms ;
振蕩延時開啟時間135 165ms ;振蕩延時持續(xù)時間80 120ms ；
植球完成后使用BL-370水清洗機(jī)進(jìn)行清洗，清洗時傳送帶速度為0. 45±0. 05m/min,三槽清洗液溫度為45±5°C，清洗水壓為3. Ikg 3. 5kg，風(fēng)干溫度為60°C ；
步驟8 :打印
采用基板專用的打印夾具，使錫球不受擦傷，其使用的設(shè)備和工藝同普通基板單芯片封裝產(chǎn)品打?。?br> 步驟9 :切割分尚
采用專用基板切割夾具和DAD3350切割系統(tǒng)，控制切割槽寬、槽深、進(jìn)刀尺寸，防止裂
片;
步驟10 :測試、檢測、包裝、入庫
同普通BGA測試、檢驗(yàn)、包裝、入庫，制得BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件。本封裝件是芯片多層堆疊封裝，是在BT基板上實(shí)現(xiàn)多層懸梁式IC芯片堆疊封裝。其特點(diǎn)是所有IC芯片的大小相同，并且上層芯片向右移動，使下層芯片表面留出0. 35
2.5mm的距離，使得上層芯片右端懸空0. 35 2. 5mm，堆疊的IC芯片呈懸梁式結(jié)構(gòu)。通過膠量控制術(shù)控制點(diǎn)膠量不影響下層打線和防止膠溢出，并且采用多次上芯、一次烘烤和一次焊線。上層芯片采用絕緣膠和膠膜片兩種方式粘片，打線方式是下層芯片焊線堆疊在上層焊點(diǎn)上面或上層焊點(diǎn)堆疊在下層焊點(diǎn)上，只有第一層芯片的焊盤直接和基板上的焊線相連，采用懸梁式絲焊技術(shù)。塑封采用QFN防翹曲模型軟件和多段注塑模型軟件控制塑封工藝過程，調(diào)整優(yōu)化塑封工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)多層懸梁式IC芯片堆疊無翹曲無交絲短路封裝。實(shí)施例I
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為90Mm的晶圓，減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到155Mm+膠膜厚度，粗磨速度為50Mm/min ;細(xì)磨范圍從155Mm+膠膜厚度到95Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為llMm/min ;拋光范圍從95Mm +膠膜厚度到90Mm +膠膜厚度，拋光速度為0. 025Mm/s。采用A-WD-300TXB劃片機(jī)對減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度< 5mm/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用絕緣膠在該IC芯片上堆疊兩層IC芯片，相鄰兩IC芯片之間所用的絕緣膠的量保證覆蓋兩層IC芯片之間接觸的部位膠層厚度均勻，不向外溢出，在第一個IC芯片上堆疊的兩層IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，包括第一個IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離均為0. 35mm ;上芯后，在175°C的溫度下烘烤3小時，所用烘烤設(shè)備和其它烘烤工藝同普通BGA上芯后的烘烤；采用BT基板單芯片封裝清洗設(shè)備及工藝進(jìn)行等離子清洗；用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲從最高層IC芯片開始打線，先壓最上層IC芯片焊盤到次上層IC芯片焊盤間焊線，接著在次上層IC芯片的焊點(diǎn)上疊球拱絲拉弧在該芯片相鄰的下層芯片焊盤上打線，依次類推，最后從最下層IC芯片焊線上疊球拱絲拉弧到基板焊盤上的焊線，焊線采用BGA?。恍纬啥鄬渔I合線，最上層鍵合線的弧高為SOMffl，其余每層鍵合線的弧高為70Mm，避免線與線之間交線短路或焊點(diǎn)脫落；使用全自動包封系統(tǒng)，采用膨脹系數(shù)al < I、吸水率< 0. 25%的環(huán)保型材料，應(yīng)用多段注塑模型軟件控制調(diào)整優(yōu)化工藝進(jìn)行塑封及后固化；塑封時的模溫165°C、合模壓力85kgf/cm2、注塑壓力38kgf/cm2，塑封需滿足沖線率< 5%、無離層、翹曲度< 0. I的要求，后固化設(shè)備和工藝普通BT基板單芯片封裝；采用Au800植球機(jī)，在基板背面焊盤上印刷助焊劑WF-6400，形成焊料，將直徑O 35mm的M705錫球?qū)?zhǔn)放置在焊料上，在整條基板背面焊盤上植完錫球后，自動檢測記錄，然后送到收料夾；采用上述同樣方法，植完本批全部錫球后，送至回流焊的上料機(jī)，該上料機(jī)依次將植完球的半成品基板放置于回流焊的傳遞帶，送入回流焊爐，按設(shè)定的溫度曲線預(yù)先調(diào)好溫度，設(shè)定進(jìn)行時間，氮?dú)饬髁?壓力，利用錫球在高溫下的自動復(fù)位效應(yīng)，使錫球、焊料和焊盤緊密結(jié)合在一起，滿足錫球剪切力要求，持續(xù)的N2保護(hù)防止氧化，保證良好的可靠性。植球工藝參數(shù)如下
點(diǎn)助焊劑；
撿助焊劑動作
Z軸下降速度140mm/s;
Z軸下降后與助焊劑保持接觸時間70ms ；
助焊劑放置動作
Z軸下降速度160ms ；
啟程0.37mm;
Z軸與基板分離時間370ms 植球
Z軸下降速度 140mm/s 撿球動作Z軸下降時間80ms; Z軸下降后撿球時間270ms ;
真空開啟延時時間45ms ;真空持續(xù)時間370ms ；
真空破壞延時開啟時間80ms ;真空破壞持續(xù)時間170ms ；
鋪球振蕩開啟延時80ms ;鋪球振蕩持續(xù)時間170ms ； 錫球放置動作
Z軸下降時間80ms ； Z軸與基板接觸時間470ms ；
Z軸放置錫球振蕩開啟延時時間80ms ；
Z軸放置錫球振蕩持續(xù)時間 80ms ；
真空破壞延時開啟時間80ms ;真空破壞持續(xù)時間70ms ；
Z軸與基板分離距離(mm) 0 ； Z軸與基板分離所用時間(ms) 0 ；
振蕩延時開啟時間43ms ;振蕩延時持續(xù)時間135 ms ；
植球完成后使用BL-370水清洗機(jī)進(jìn)行清洗，清洗時傳送帶速度為0. 45m/min，三槽清洗液溫度為45°C，清洗水壓為3. 1kg，風(fēng)干溫度為60°C ;使用同普通基板單芯片封裝產(chǎn)品打印的設(shè)備和工藝進(jìn)行打印，打印過程中防止錫球不受擦傷；采用專用基板切割夾具和DAD3350切割系統(tǒng)，進(jìn)行切割分離；然后測試、檢驗(yàn)、包裝、入庫，制得BT基板的懸梁式3層IC芯片堆疊封裝件。實(shí)施例2
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為IlOMm的晶圓，減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到175Mm+膠膜厚度，粗磨速度為85Mm/min，細(xì)磨范圍從175Mm+膠膜厚度到115Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為12Mm/min ;拋光范圍從115Mm +膠膜厚度到IlOMm +膠膜厚度，拋光速度為0. 035Mm/
So采用DAD3350劃片機(jī)對減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片時采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度< 6. 5mm/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用膠膜片在該IC芯片上堆疊粘貼兩層IC芯片，該兩層IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，包括第一個IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離均為2. 5mm ;上芯后在150°C的溫度下烘烤3小時，所用烘烤設(shè)備和其它烘烤工藝同普通BGA上芯后烘烤，采用BT基板單芯片封裝清洗設(shè)備及工藝進(jìn)行等離子清洗；用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲從最高層IC芯片開始打線，先壓最上層IC芯片焊盤到次上層IC芯片焊盤間焊線，接著在次上層IC芯片的焊點(diǎn)上疊球拱絲拉弧在該芯片相鄰的下層芯片焊盤上打線，依次類推，最后從最下層IC芯片焊線上疊球拱絲拉弧到基板焊盤上的焊線，焊線采用BGA??；形成多層鍵合線，最上層鍵合線的弧高為90Mffl，其余每層鍵合線的弧高為90Mffl，避免線與線之間交線短路或焊點(diǎn)脫落；使用全自動包封系統(tǒng)，膨脹系數(shù)al < I、吸水率<0. 25%的環(huán)保型材料，應(yīng)用多段注塑模型軟件控制調(diào)整優(yōu)化工藝進(jìn)行塑封及后固化；塑封時的模溫175°C、合模壓力125kgf/cm2、注塑壓力42kgf/cm2，塑封需滿足沖線率< 5%、無離層、翹曲度< 0. I的要求，后固化設(shè)備和工藝普通BT基板單芯片封裝。采用Au800植球機(jī)將WF-6400助焊劑印刷在基板背面焊盤上，將直徑O 35mm的M705錫球?qū)?zhǔn)放置在焊料上，在整條基板背面焊盤上植完錫球后，自動檢測記錄，送到收料夾；采用上述同樣方法，植完本批全部錫球后，送至回流焊的上料機(jī)，該上料機(jī)依次將植完球的半成品基板放置于回流焊的傳遞帶，送入PrRMAXlOON回流焊爐，按設(shè)定的溫度曲線預(yù)先調(diào)好溫度(8溫區(qū)，120°C 255°C，每20°C—個溫區(qū)，4、5區(qū)為1800C ),設(shè)定進(jìn)行時間(回流焊爐長4. 6m,傳送帶速度0. 71 m/min),持續(xù)通入一定流量和壓力的氮?dú)?氮?dú)鈮毫?. 14Mpa，氮?dú)饬髁?60L/min)，利用錫球在高溫下的自動復(fù)位效應(yīng)，使錫球、焊料和焊盤緊密結(jié)合在一起，滿足錫球剪切力要求，持續(xù)的N2保護(hù)防止氧化，保證良好的可靠性。植球完成后使用BL-370水清洗機(jī)進(jìn)行清洗，清洗時傳送帶速度為0. 50m/min，三槽清洗液溫度為40°C，清洗水壓為3. 3kg，風(fēng)干溫度為60°C ;使用普通基板單芯片封裝產(chǎn)品打印的設(shè)備和工藝進(jìn)行打印，使錫球不受擦傷；采用專用基板切割夾具和DAD3350切割系統(tǒng)進(jìn)行切割分離，之后測試、檢測、包裝、入庫，制得BT基板的懸梁式3層IC芯片堆疊封裝件實(shí)施例3
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為IOOMm的晶圓減薄時，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到165Mm+膠膜厚度，粗磨速度為120Mm/min，細(xì)磨范圍從165Mm+膠膜厚度到105Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為13Mm/min ;拋光范圍從105Mm+膠膜厚度到IOOMm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為0. 025Mm/s ；
采用A-WD-300TXB劃片機(jī)對減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度< 8mm/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用絕緣膠在該IC芯片上堆疊粘貼兩層IC芯片，堆疊的該兩層IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，包括弟Iv IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距尚均為I. 43mm ;上芯后在175 C的溫度下烘烤3小時，所用烘烤設(shè)備和其它工藝同普通BGA上芯后烘烤，采用BT基板單芯片封裝清洗設(shè)備及工藝進(jìn)行等離子清洗；用具備lOOMm以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲從最下層IC芯片開始打線，先壓最低層IC芯片焊盤到BT基板焊盤上的焊線，接著在最下層IC芯片焊點(diǎn)上疊球，拱絲拉弧在與最下層IC芯片相鄰的第二層IC芯片焊盤上打一球，然后在其上疊球拱絲拉弧下壓在與第二層IC芯片相鄰的第三層IC芯片焊盤上打一球，依次類推，最后的焊點(diǎn)落在最上層IC芯片的焊盤上；焊線采用BGA?。恍纬啥鄬渔I合線，最上層鍵合線的弧高為lOOMm，其余每層鍵合線的弧高為SOMffl，避免線與線之間交線短路或焊點(diǎn)脫落；使用全自動包封系統(tǒng)，采用膨脹系數(shù)al < I、吸水率<0. 25%的環(huán)保型材料，應(yīng)用多段注塑模型軟件控制調(diào)整優(yōu)化工藝進(jìn)行塑封及后固化；塑封時的模溫185°C，合模壓力105kgf/cm2，注塑壓力46kgf/cm2，塑封需滿足沖線率< 5%、無離層、翹曲度< 0. I的要求，后固化設(shè)備和工藝普通BT基板單芯片封裝；采用Au800植球機(jī)在基板背面焊盤上印刷WF-6400助焊劑，將直徑O35mm的M705錫球?qū)?zhǔn)放置在焊料上；在整條基板背面焊盤上植完錫球后，自動檢測記錄，送到收料夾；采用上述同樣方法，植完本批全部錫球后，送至回流焊的上料機(jī)，該上料機(jī)依次將植完球的半成品基板放置于回流焊的傳遞帶，送入回流焊爐，按設(shè)定的溫度曲線預(yù)先調(diào)好溫度(8溫區(qū)，120°C 255°C，每20°C —個溫區(qū)，4、5區(qū)為180°C)，設(shè)定進(jìn)行時間(爐長4. 6m,傳送帶速度0. 78 m/min),持續(xù)通入一定流量和壓力的氮?dú)?氮?dú)鈮毫?. 15Mpa，氮?dú)饬髁?0L/min)，利用錫球在高溫下的自動復(fù)位效應(yīng)，使錫球、焊料和焊盤緊密結(jié)合在一起，滿足錫球剪切力要求，持續(xù)的N2保護(hù)防止氧化，保證良好的可靠性。植球完成后使用BL-370水清洗機(jī)進(jìn)行清洗，清洗時傳送帶速度為0. 40m/min，三槽清洗液溫度為50°C，清洗水壓為3. 5kg，風(fēng)干溫度為60°C;采用普通基板單芯片封裝產(chǎn)品打印設(shè)備和工藝進(jìn)行打印，使錫球不受擦傷；采用專用基板切割夾具和DAD3350切割系統(tǒng)，進(jìn)行切割分離，之后進(jìn)行測試、檢測、包裝、入庫，制得BT基板的懸梁式3層IC芯片堆疊封裝件。實(shí)施例4
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為50Mm的晶圓減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到115Mm+膠膜厚度，粗磨速度為40Mm/min，細(xì)磨范圍從115Mm+膠膜厚度到55Mm +膠膜厚度；細(xì)磨速度為14Mm/min ;拋光范圍從55Mm +膠膜厚度到50Mm +膠膜厚度，拋光速度為0. 025Mm/s ； 采用DAD3350劃片機(jī)對減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度< 6mm/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用膠膜片在該IC芯片上堆疊粘貼3層IC芯片，在第一個IC芯片上堆疊的3層IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，包括第一個IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離均為2mm ;上芯后在150°C的溫度下烘烤3小時，所用烘烤設(shè)備和其它烘烤工藝同普通BGA上芯后烘烤；采用BT基板單芯片封裝清洗設(shè)備及工藝進(jìn)行等離子清洗；用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用銅絲從最下層IC芯片開始打線，先壓最低層IC芯片焊盤到BT基板焊盤上的焊線，接著在最下層IC芯片焊點(diǎn)上疊球，拱絲拉弧在與最下層IC芯片相鄰的第二層IC芯片焊盤上打一球，然后在其上疊球拱絲拉弧下壓在與第二層IC芯片相鄰的第三層IC芯片焊盤上打一球，依次類推，最后的焊點(diǎn)落在最上層IC芯片的焊盤上；焊線采用BGA弧；形成多層鍵合線，最上層鍵合線的弧高為85Mm，其余每層鍵合線的弧高為75Mm，避免線與線之間交線短路或焊點(diǎn)脫落；采用與實(shí)施例I相同的方法制得BT基板的懸梁式4層IC芯片堆疊封裝件。實(shí)施例5
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為75Mm的晶圓，減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到140Mm+膠膜厚度，粗磨速度為100Mm/min ;細(xì)磨范圍從140Mm+膠膜厚度到80Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為llMm/min ;拋光范圍從80Mm +膠膜厚度到75Mm +膠膜厚度，拋光速度為0. 035Mm/s ；
采用A-WD-300TXB劃片機(jī)對減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度< 7mm/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用絕緣膠在該IC芯片上堆疊粘貼4層IC芯片，在第一個IC芯片上堆疊的4層IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，包括第一個IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離均為0. 5mm ;上芯后在175°C的溫度下烘烤3小時，采用BT基板單芯片封裝清洗設(shè)備及工藝進(jìn)行等離子清洗；用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲或銅絲，從最下層IC芯片開始打線，先壓最低層IC芯片焊盤到BT基板焊盤上的焊線，接著在最下層IC芯片焊點(diǎn)上疊球，拱絲拉弧在與最下層IC芯片相鄰的第二層IC芯片焊盤上打一球，然后在其上疊球拱絲拉弧下壓在與第二層IC芯片相鄰的第三層IC芯片焊盤上打一球，依次類推，最后的焊點(diǎn)落在最上層IC芯片的焊盤上；焊線基本上采用BGA弧(高低弧)；形成多層鍵合線，最上層鍵合線的弧高為95Mm，其余每層鍵合線的弧高為85Mm，避免線與線之間交線短路或焊點(diǎn)脫落；然后采用實(shí)施例2的方法制得BT基板的懸梁式5層IC芯片堆疊封裝件。實(shí)施例6
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為63Mm的晶圓，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓+膠膜厚度到128Mm+膠膜厚度，粗磨速度為70Mm/min ;細(xì)磨范圍從128Mm+膠膜厚度到68Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為14Mm/min ;拋光范圍 從68Mm+膠膜厚度到63Mm +膠膜厚度，拋光速度為0. 025Mm/s ；
對減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度(7. 5mm/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用膠膜片在該IC芯片上堆疊粘貼3層IC芯片,在第一個IC芯片上堆疊3層IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置,包括第一個IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離均為Imm ;上芯后在150°C的溫度下烘烤3小時；之后采用實(shí)施例3的方法制得BT基板的懸梁式4層IC芯片堆疊封裝件。實(shí)施例7
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為35Mm的晶圓減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到IOOMm+膠膜厚度，粗磨速度為50Mm/min ;細(xì)磨范圍從IOOMm+膠膜厚度到40Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為12Mm/min ;拋光范圍從40Mm +膠膜厚度到35Mm +膠膜厚度，拋光速度為0. 035Mm/s ；對薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度< 8_/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用絕緣膠在該IC芯片上堆疊粘貼5層IC芯片，在第一個IC芯片上堆疊的5層IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，包括第一個IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離均為2. 2mm ;上芯后在175°C的溫度下烘烤3小時；之后采用實(shí)施例3的方法制得BT基板的懸梁式6層IC芯片堆疊封裝件。實(shí)施例8
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為50Mm的晶圓；減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到115Mm+膠膜厚度，粗磨速度為90Mm/min ;細(xì)磨范圍從115Mm+膠膜厚度到55Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為13Mm/min ;拋光范圍從55Mm+膠膜厚度到50Mm +膠膜厚度，拋光速度為0. 03Mm/s;
對減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度(5mm/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用膠膜片在該IC芯片上堆疊粘貼6層IC芯片，在第一個IC芯片上堆疊的所有IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，包括第一個IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離均為0. 55mm ;上芯后在150°C的溫度下烘烤3小時；之后按實(shí)施例I的方法制得BT基板的懸梁式7層IC芯片堆疊封裝件。實(shí)施例9
采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為43Mm的晶圓；減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到108Mm+膠膜厚度，粗磨速度為80Mm/min ;細(xì)磨范圍從108Mm+膠膜厚度到48Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為14Mm/min ;拋光范圍從48Mm+膠膜厚度到43Mm +膠膜厚度，拋光速度為0. 025Mm/s ；
對減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度(5. 5mm/min ;在基板上通過絕緣膠粘貼一個IC芯片，然后采用絕緣膠在該IC芯片上堆疊粘貼9層IC芯片，在第一個IC芯片上堆疊的所有IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，包括第一個IC芯片在內(nèi)的相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離均為I. 5mm ;上芯后在175°C的溫度下烘烤3小時，其烘烤設(shè)備和工藝同普通BGA上芯后烘烤；之后按實(shí)施例I的方法制得BT基板的懸梁式10層IC芯片堆疊封裝件。
權(quán)利要求
1.一種BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，包括基板載體(1)，基板載體(I)上粘貼有基板(5 )，基板(5 )上堆疊粘貼有IC芯片，至少三層IC芯片，基板載體(I)背面設(shè)有基板背面焊盤(14)，基板背面焊盤(14)與位于基板載體(I)正面的基板正面焊盤(13)相連接，基板背面焊盤(14)表面依次設(shè)有凸點(diǎn)(15)、焊料(17)和錫球(16)，其特征在于，所述的基板(5)為BT基板，所述的IC芯片至少為三層，相鄰的兩層IC芯片沿水平方向錯位設(shè)置，且錯位距離相同，所有IC芯片的外形尺寸相同，相鄰兩層IC芯片通過鍵合線相連接，粘貼于基板(5)上的一層IC芯片通過第三鍵合線(11)與基板正面焊盤(13)相連接。
2.如權(quán)利要求I所述的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，其特征在于，所述的相鄰兩層IC芯片之間的錯位距離為O. 35mm 2. 5mm。
3.—種權(quán)利要求I所述BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件的生產(chǎn)方法，其特征在于，該生產(chǎn)方法具體按以下步驟進(jìn)行 步驟I :晶圓減薄 采用具備精磨、拋光功能的8吋及其以上的超薄芯片減薄機(jī)進(jìn)行晶圓減薄，得到最終厚度為90Mm IlOMm的用于3層堆疊封裝的晶圓和最終厚度為50Mm 75Mm的用于4層、5層堆疊封裝的晶圓；采用具有腐蝕拋光功能的減薄機(jī)減薄晶圓，得到背面為鏡面拋光效果的最終厚度為35Mm 50Mm的用于5層以上封裝的晶圓； 步驟2 :劃片 對步驟I減薄的晶圓進(jìn)行劃片，得到IC芯片；劃片過程中采用防碎片軟件控制進(jìn)刀速度< 5 8mm/mi η ； 步驟3 :上芯 在基板上通過絕緣膠粘貼第一個IC芯片，然后根據(jù)需要堆疊的層數(shù)，在該IC芯片上采用絕緣膠或膠膜片依次堆疊粘貼相應(yīng)數(shù)量的IC芯片，所有IC芯片的外形尺寸相同，在第一個IC芯片上堆疊的所有IC芯片均向同一方向錯位設(shè)置，相鄰兩個IC芯片之間的錯位距離相同，該錯位距離為0.35 mm 2. 5mm;上芯后進(jìn)行烘烤，烘烤設(shè)備和工藝同普通BGA上芯后烘烤； 步驟4 :采用BT基板單芯片封裝清洗設(shè)備及工藝進(jìn)行等離子清洗； 步驟5 :壓焊 用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲或銅絲，從最高層IC芯片開始打線，先壓最上層IC芯片焊盤到次上層IC芯片焊盤間焊線，接著在次上層IC芯片的焊點(diǎn)上疊球拱絲拉弧在該芯片相鄰的下層芯片焊盤上打線，依次類推，最后從最下層IC芯片焊線上疊球拱絲拉弧到基板焊盤上的焊線，焊線采用BGA弧，形成多層鍵合線； 或者，用具備IOOMffl以下的低弧度鍵合機(jī)，用金絲或銅絲，從最下層IC芯片開始打線，先壓最低層IC芯片焊盤到BT基板焊盤上的焊線，接著在最下層IC芯片焊點(diǎn)上疊球，拱絲拉弧在與最下層IC芯片相鄰的第二層IC芯片焊盤上打一球，然后在其上疊球拱絲拉弧下壓在與第二層IC芯片相鄰的第三層IC芯片焊盤上打一球，依次類推，最后的焊點(diǎn)落在最上層IC芯片的焊盤上；焊線采用BGA弧，形成多層鍵合線； 步驟6:塑封及后固化 使用全自動包封系統(tǒng)，采用膨脹系數(shù)al < I、吸水率< O. 25%的環(huán)保型材料，應(yīng)用多段注塑模型軟件，調(diào)整優(yōu)化工藝進(jìn)行塑封及后固化；塑封需滿足沖線率< 5%、無離層、翹曲度< O. I的要求，后固化設(shè)備和工藝普通BT基板單芯片封裝； 步驟7:植球及回流焊 在基板載體背面的基板背面焊盤上植球，整條基板背面焊盤上植完錫球后，自動檢測記錄，并送到收料夾；采用同樣方法植完本批全部錫球后，送至回流焊的上料機(jī)，該上料機(jī)依次將植完球的半成品基板放置于回流焊的傳遞帶，送入回流焊爐，按設(shè)定的溫度曲線預(yù)先調(diào)好溫度，設(shè)定進(jìn)行時間，持續(xù)通入一定流量和壓力的氮?dú)猓M(jìn)行回流焊； 植球完成后進(jìn)行清洗； 步驟8 :使用與普通基板單芯片封裝產(chǎn)品打印相同設(shè)備和工藝進(jìn)行打??； 步驟9 :切割分尚 步驟10 同普通BGA測試、檢驗(yàn)、包裝、入庫，制得BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件。
4.如權(quán)利要求3所述的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，其特征在于，所述步驟I的晶圓減薄過程中，晶圓的粗磨范圍從原始晶圓厚度+膠膜厚度到晶圓最終厚度+65Mm+膠膜厚度，粗磨速度3層堆疊封裝為50Mm/min 120Mm/min, 3層以上堆疊封裝為40Mm/min IOOMm/min ;細(xì)磨范圍從晶圓最終厚度+65Mm+膠膜厚度到晶圓最終厚度+5Mm +膠膜厚度，細(xì)磨速度為llMm/min 14Mm/min ;拋光范圍從晶圓最終厚度+5Mm+膠膜厚度到晶圓最終厚度+膠膜厚度，拋光速度為O. 025Mm/min O. 035Mm/min。
5.如權(quán)利要求3所述的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，其特征在于，所述步驟3中上芯后進(jìn)行烘烤時若絕緣膠作為粘貼材料，則在175°C的溫度下烘烤3小時；若采用膠膜片作為粘貼材料，則在150°C的溫度下烘烤3小時。
6.如權(quán)利要求3所述的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，其特征在于，所述步驟5壓焊后形成的鍵合線中最上層鍵合線的弧高為80Mm lOOMm，其余每層鍵合線的弧高為70Mm 90Mm。
7.如權(quán)利要求3所述的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，其特征在于，所述步驟6塑封過程中的工藝參數(shù)為模溫165°C 185°C、合模壓力85kgf/cm2 125kgf/cm2、注塑壓力38kgf/cm2 46kgf/cm20
8.如權(quán)利要求3所述的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，其特征在于，所述步驟7中植球時采用Au800植球機(jī)、WF-6400助焊劑和直徑Φ35ι πι的Μ705錫球。
9.如權(quán)利要求3所述的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，其特征在于，所述步驟7中清洗時傳送帶速度為O. 45±0. 05m/min，三槽清洗液溫度為45±5°C，清洗水壓為3. Ikg 3. 5kg，風(fēng)干溫度為60°C。
10.如權(quán)利要求3所述的懸梁式IC芯片堆疊封裝件，其特征在于，所述步驟9中采用專用基板切割夾具和DAD3350切割系統(tǒng)進(jìn)行切割分離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種BT基板的懸梁式IC芯片堆疊封裝件及其生產(chǎn)方法，封裝件包括粘貼有BT基板的基板載體，基板上堆疊粘貼有至少三層外形尺寸相同的IC芯片，基板載體背面設(shè)有基板背面焊盤，基板背面焊盤與基板正面焊盤相連，基板背面焊盤表面依次設(shè)有凸點(diǎn)、焊料和錫球，相鄰兩層IC芯片沿水平方向錯位設(shè)置，且錯位距離相同，并通過鍵合線相連接，基板上的一層IC芯片通過鍵合線與基板正面焊盤相連。該堆疊封裝件通過晶圓減薄、劃片、上芯烘烤、等離子清洗、壓焊、塑封及后固化和植球及回流焊等工序制成。本封裝件最大限度降低了各層鍵合線的高度，避免了不同環(huán)形層鍵合線之間的線短路，解決了尺寸相同芯片的堆疊封裝及單邊焊線問題。
文檔編號H01L21/60GK102629604SQ20121009885
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者慕蔚, 朱文輝, 李習(xí)周, 郭小偉 申請人:華天科技(西安)有限公司, 天水華天科技股份有限公司