CN111106015B - 方便csp焊接的侧壁电极增大制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，包括：将芯片排列成矩阵结构，所述芯片的电极朝上；将白墙膜与芯片进行热压，定高后放置到氮气烤箱中进行烘烤；对芯片的电极表面的白墙膜进行钻孔，对钻孔后的电极表面进行金属沉积外延生长处理，生长方式为磁控溅射、电镀，电铸或者化学镀中的一种或多种；将荧光膜热压到芯片的出光面上并在控制厚度后，将带有荧光膜的工件放置到氮气烤箱中进行烘烤；使用钻石切割刀或者树脂切割刀切割上述工件得到CSP灯珠。本发明采用金属沉积外延生长的方式对芯片的电极进行延伸扩大，有效解决了的倒装芯片中因电极尺寸小而导致的不易贴片和焊接的问题。
Description
技术领域
本发明涉及芯片封装领域，特别涉及一种浅沟槽隔离结构的制造方法。
背景技术
CSP(Chip Scale Package，芯片级尺寸封装)，它由位于中心的倒装芯片、围绕倒装芯片四周的荧光胶组成。使用时直接将CSP光源通过焊料焊接在基板上即可实现出光，省去焊线工序，因而提高了封装效率。CSP LED最显著的优点是光效高，但目前市面上的CSP灯珠都存在一些问题：
1、倒装芯片受电极的尺寸限制，不易于贴片和焊接操作；
2、芯片电极小，焊接后，灯珠易发生转动；
3、芯片电极尺寸小，因而传热面积也小，导致芯片产生的热量无法及时散出，继而加速了光衰，降低了光源信赖性、安全性，最终使得光源寿命缩短。
发明内容
本发明提供一种方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，包括：将芯片排列成矩阵结构，所述芯片的电极朝上，芯片的出光面通过固晶膜贴合于定位玻璃上；将预制好的白墙膜与排列好的芯片进行热压，使用定高片对白墙膜定高后，将带有白墙膜和芯片的光罩玻璃放置到氮气烤箱中进行烘烤；对芯片的电极表面的白墙膜进行钻孔，其中，电极表面处的钻孔的开孔面积为电极表面积的1.1～1.5倍，钻孔至完全漏出电极后再继续向下钻孔1-2μm；对钻孔后的电极表面进行金属沉积外延生长处理，外延生长方式为磁控溅射、电镀，电铸或者化学镀中的一种或多种；将荧光膜热压到芯片的出光面上并在控制厚度后，将带有荧光膜的工件放置到氮气烤箱中进行烘烤；使用钻石切割刀或者树脂切割刀切割上述工件得到CSP灯珠。
作为优选，在对芯片表面和相邻两芯片之间的白墙膜进行钻孔之前，还包括：将定位玻璃置于真空吸盘上，并使用塑料板插入固晶膜与定位玻璃之间，从而将固晶膜与定位玻璃分离，接着，将真空吸盘吸附在所述白墙膜上，并将固晶膜与带芯片的白墙膜分离。
作为优选，所述真空吸盘的材质为多空隙陶瓷，并且所述真空吸盘的真空度在100Pa以下。
作为优选，还包括：使用滚轮推动白墙膜，使所述白墙膜紧密贴附于排片膜上。
作为优选，排列芯片时，所述芯片的排列精度为±5μm，角度偏转小于1°，芯片与芯片之间的间距为0.376～0.466mm或0.5～0.52mm。
作为优选，所述固晶膜为两面均涂刷有热解胶的PET膜，所述白墙胶采用有机硅、环氧树脂和二氧化钛中的一种或两种。
作为优选，两次烘烤的温度均为150°，烘烤时间为3h。
作为优选，进行金属沉积外延生长处理时，采用的沉积材料为Cu、Ni、Pt和Au中的一种或多种，沉积的厚度为5～20μm。
作为优选，进行金属沉积外延生长处理时，在芯片的两个电极之间白墙膜进行贴膜或喷涂化学试剂，使白墙膜表面无金属沉积。
作为优选，切割时，采用的切割机为钻石砂轮切割机，转速为10000r/min，切割速度为100mm/s。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用金属沉积外延生长的方式对芯片的电极进行延伸扩大，有效解决了的倒装芯片中因电极尺寸小而导致的不易贴片和焊接的问题。
2、电极的扩大可以增加芯片与基板的接触面积，因而芯片的散热性能也有较大改善，CSP光衰以及使用寿命也有较好的改善。电极增大后芯片的热导率由2.2W/cm ·K增加至5W/cm ·K。灯珠1000h老化光衰由0.6％降至0.2％。提高了光源信赖性、安全性，最终提高了光源的寿命。
3、本发明焊接后，CSP灯珠更为稳定，不会发生转动。
附图说明
图1～8为本发明实施例1中的工艺流程示意图；
图9～17为本发明实施例2中的工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1
本实施例的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺包括以下步骤：
如图1所示，在定位玻璃1上利用精密排片机将芯片2排列成20×20矩阵，要求芯片2排列精度为±5μm，角度偏转＜1°。
具体地，芯片2与芯片2之间的间距为0.376～0.466mm，芯片2的电极朝上，出光面通过固晶膜粘贴在定位玻璃1上。具体地，所述固晶膜是一种两面粘性PET膜，两面均涂刷有厚度为2～5μm的热解胶。固晶膜一面紧密贴合于定位玻璃1上，另一面粘附芯片2。
接着，如图2所示，将预制好的白墙膜3与上述步骤中排列好的倒装芯片2进行热压，并利用定高片将总厚度控制为0.16mm。热压完成后将带有白墙膜3和芯片2的定位玻璃1放入到氮气烤箱中进行烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤时间为3h。所述白墙膜3的材料为有机硅、二氧化钛和环氧树脂中的一种或两种。
如图3所示，烘烤结束后，将定位玻璃1置于真空吸盘上，利用高能激光束对芯片的电极表面处的白墙膜3进行定点钻孔处理。钻孔的孔径为电极表面积的120％～150％，钻孔至完全漏出电极后，再继续向下钻孔1-2μm。
如图4所示，在电极表面钻孔结束后，继续利用高能激光束对相邻两组芯片2之间的部位进行钻孔处理，相邻芯片2之间钻孔的孔径为0.25-0.31mm，钻孔深度与电极处的钻孔深度一致。
接着，对上述工件的表面进行金属沉积外延生长处理。其中，外延生长方式为磁控溅射、电镀、电铸和化学镀中的一种或多种。沉积材料4可以是Cu、Ni、Pt和Au中的一种或多种，沉积材料4的厚度为5-20μm。
对于同一颗芯片中，不同电极(P极和N极)之间的白墙膜3处无需进行金属沉积，故在进行外延生长时，在此处贴膜或者喷涂化学试剂，来确保无金属沉积。沉积效果如图5所示。
接着，将上述工件从定位玻璃1表面分离，并将其倒膜至另一块贴有排片膜的定位玻璃1上。倒膜后出光面朝上，电极与排片膜接触。如图6所示。
接着，将预制好的荧光膜5与上述工件进行热压，利用定高片控制总厚度为0.35mm，热压完成后放入氮气烤箱烘烤3h，烘烤温度150℃。如图7所示。
接着，烘烤结束后将上述工件转移至切割蓝膜上，使电极朝上，出光面与蓝膜接触。
接着，利用切割刀对其进行横向和纵向切割，所述切割刀为树脂薄刀，厚度为0.035mm。切割时从芯片2中间划切，并切到底得到一系列独立的具有大电极的CSP灯珠。进一步的，所述切割刀安装在切割机上，切割机为钻石砂轮切割机，转速10000r/min，切割速度100mm/s。如图8所示。
本实施例采用金属沉积外延生长的方式对芯片的电极进行延伸扩大，有效解决了倒装芯片中因电极尺寸小而导致的不易贴片和焊接的问题。电极的扩大可以增加芯片与基板的接触面积，因而芯片的散热性能也有较大改善，CSP光衰以及使用寿命也有较好的改善。电极增大后芯片的热导率由2.2W/cm ·K增加至5W/cm ·K。灯珠1000h老化光衰由0.6％降至0.2％。提高了光源信赖性、安全性，最终提高了光源的寿命。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，部分工艺顺序不同。
首先，如图9所示，在定位玻璃1上利用精密排片机将35mil芯片2排列成50×50矩阵。其中，芯片2排列精度为±5μm，角度偏转＜1°。进一步的，芯片2与芯片2之间的间距为0.5～0.52mm。与实施例1相同，芯片2的电极朝上，出光面通过固晶膜与定位玻璃1粘贴。
接着，将预制好的高反射白墙膜3与排列好的倒装芯片2热压，利用定高片控制白墙膜3的厚度为0.2mm，热压完成后放入氮气烤箱烘烤3h，烘烤温度为150℃。
如图10所示，烘烤结束后，将定位玻璃1置于真空吸盘上，抽真空使定位玻璃固定在真空吸盘上，将厚度为1mm左右的塑料板插入到固晶膜与定位玻璃1之间，将固晶膜与定位玻璃分离。其中，真空吸盘的材质为多空隙陶瓷，尺寸为Φ152mm，真空吸盘的真空度在100Pa以下。
接着，将真空吸盘吸住白墙膜3，并将固晶膜与带芯片2的白墙膜3分离。
接着，如图11所示，将带有芯片2的白墙膜3粘贴于排片膜上，并用滚轮沿同一个方向推动所述白墙膜3使所述白墙膜3紧密贴附于排片膜上。粘贴时要求芯片2的出光面朝上。
如图12所示，接着，将预制好的荧光膜5贴于芯片2表面并利用定高块将厚度控制为0.35mm，接着再对上述工件进行热压。热压完成后放入氮气烤箱烘烤3h，烘烤温度为150℃。
接着，将上述工件粘贴在排片膜上，并使芯片2的电极一侧朝上。如图13所示。
接着，利用激光束对每一颗芯片2的正、负电极处分别进行钻孔，漏出电极。钻孔的孔径通常较电极的尺寸大10％～30％。如图14所示。
接着，采用化学镀的方式在电极表面沉积Au。要求孔内全部沉积Au，且控制白墙膜3表面的Au层厚度为0.05～0.1mm。如图15所示。
接着，利用电浆蚀刻技术将正负电极间Au清除，露出白墙膜3。如图16所示。
接着，利用钻石切割刀从相邻芯片2之间切割，得到若干独立CSP灯珠，如图17所示。
本实施例制备了电极增大的CSP LED灯珠，不仅方便后续回流焊制程，且电极增大后有效降低了蓝光的泄露，对光效提升以及出光一致性控制均有积极效应。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明采用金属沉积外延生长的方式对芯片的电极进行延伸扩大，有效解决了的倒装芯片中因电极尺寸小而导致的不易贴片和焊接的问题。
2、电极的扩大可以增加芯片与基板的接触面积，因而芯片的散热性能也有较大改善，CSP光衰以及使用寿命也有较好的改善。电极增大后芯片的热导率由2.2W/cm ·K增加至5W/cm ·K。灯珠1000h老化光衰由0.6％降至0.2％。提高了光源信赖性、安全性，最终提高了光源的寿命。
3、本发明焊接后，CSP灯珠更为稳定，不会发生转动。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，包括：
将芯片排列成矩阵结构，所述芯片的电极朝上，芯片的出光面通过固晶膜贴合于定位玻璃上；
将预制好的白墙膜与排列好的芯片进行热压，使用定高片对白墙膜定高后，将带有白墙膜和芯片的光罩玻璃放置到氮气烤箱中进行烘烤；
对芯片的电极表面的白墙膜进行钻孔，其中，电极表面处的钻孔的开孔面积为电极表面积的1.1～1.5倍，钻孔至完全漏出电极后再继续向下钻孔1-2μm；
对钻孔后的电极表面进行金属沉积外延生长处理，外延生长方式为磁控溅射、电镀、电铸或者化学镀中的一种或多种；
将荧光膜热压到芯片的出光面上并在控制厚度后，将带有荧光膜的工件放置到氮气烤箱中进行烘烤；
使用钻石切割刀或者树脂切割刀切割上述工件得到CSP灯珠。
2.如权利要求1所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，在对芯片表面和相邻两芯片之间的白墙膜进行钻孔之前，还包括：将定位玻璃置于真空吸盘上，并使用塑料板插入固晶膜与定位玻璃之间，从而将固晶膜与定位玻璃分离，接着，将真空吸盘吸附在所述白墙膜上，并将固晶膜与带芯片的白墙膜分离。
3.如权利要求2所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，所述真空吸盘的材质为多空隙陶瓷，并且所述真空吸盘的真空度在100Pa以下。
4.如权利要求1或2所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，还包括：使用滚轮推动白墙膜，使所述白墙膜紧密贴附于排片膜上。
5.如权利要求1所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，排列芯片时，所述芯片的排列精度为±5μm，角度偏转小于1°，芯片与芯片之间的间距为0.376～0.466mm或0.5～0.52mm。
6.如权利要求1所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，所述固晶膜为两面均涂刷有热解胶的PET膜，所述白墙胶采用有机硅、环氧树脂和二氧化钛中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，两次烘烤的温度均为150°，烘烤时间为3h。
8.如权利要求1所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，进行金属沉积外延生长处理时，采用的沉积材料为Cu、Ni、Pt和Au中的一种或多种，沉积的厚度为5～20μm。
9.如权利要求1所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，进行金属沉积外延生长处理时，在芯片的两个电极之间白墙膜进行贴膜或喷涂化学试剂，使白墙膜表面无金属沉积。
10.如权利要求1所述的方便CSP焊接的侧壁电极增大制作工艺，其特征在于，切割时，采用的切割机为钻石砂轮切割机，转速为10000r/min，切割速度为100mm/s。
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