半导体器件的封装方法、装载板和半导体器件

摘要

本发明公开一种半导体器件的封装方法，包括步骤：取待切割的电路整板按预设划分参数切割划分为多个电路板单体；取具有多个安装孔的装载板，将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内；取待装配的芯片和外壳分别一一对应的贴设于所述电路板单体上；在所述外壳内填充灌封胶以覆盖所述芯片，制备得到多个所述半导体器件。本发明还提供了一种装载板和半导体器件。本发明通过先切割电路整板，再安装芯片、外壳和罐装胶，防止后续切割过程中产生的碎屑杂质损坏灌封胶表面。

权利要求

1.一种半导体器件的封装方法，其特征在于，所述半导体器件的封装方法包括：取待切割的电路整板按预设划分参数切割划分为多个电路板单体；

取具有多个安装孔的装载板，将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内；

取待装配的芯片和外壳分别一一对应的贴设于所述电路板单体上；

在所述外壳内填充灌封胶以覆盖所述芯片，制备得到多个所述半导体器件。

2.如权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于，所述安装孔为通孔；所述取具有多个安装孔的装载板，将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内的步骤包括：取所述装载板放置于具有粘贴层的操作平台上，以使所述粘贴层通过所述安装孔外露；

将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内，并使所述电路板单元的第一表面接触所述粘贴层。

3.如权利要求2所述的半导体器件的封装方法，其特征在于，所述安装孔为通孔；所述取具有多个安装孔的装载板，将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内的步骤包括：在装载板的表面上贴设粘贴层，以使所述粘贴层通过所述安装孔外露；

将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内，并使所述电路板单元的第一表面接触所述粘贴层。

4.如权利要求2或3所述的半导体器件的封装方法，其特征在于，所述在所述外壳内填充灌封胶以覆盖所述芯片，制备得到多个所述半导体器件的步骤之后包括：翻转所述装载板，以使制备得到的多个所述半导体器件与所述粘贴层分离并掉落。

5.如权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于，所述取待装配的芯片和外壳分别一一对应的贴设于所述电路板单体上的步骤包括：取待装配的芯片一一对应的贴设于所述电路板单体上，将所述芯片和所述电路板通过导线电连接；

取外壳一一对应的设置在所述芯片外侧。

6.如权利要求5所述的半导体器件的封装方法，其特征在于，所述取外壳一一对应的设置在所述芯片外侧的步骤包括：在各所述电路板单体的预设区域内涂覆锡膏，将所述外壳放置于所述预设区域上，以通过锡膏固定所述外壳和所述电路板单体，所述芯片通过所述外壳的开口外露，所述预设区域围绕所述芯片设置。

7.如权利要求5所述的半导体器件的封装方法，其特征在于，所述外壳的相对两端具有开口，一个所述开口的边沿与所述电路板单体连接；所述在所述外壳内填充灌封胶以覆盖所述芯片的步骤包括：通过所述外壳的开口向所述外壳内填充灌封胶，以使得灌封胶覆盖所述芯片和所述导线。

8.如权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于，所述取待切割的电路整板按预设划分参数切割划分为多个电路板单体的步骤之前，包括：在待切割的电路整板的第一表面设置多个识别标签，以使切割划分得到的各所述电路板单体至少具有一个所述识别标签，所述第一表面与所述所述芯片间隔设置。

9.一种装载板，其特征在于，所述装载板用于如权利要求1至8中任一项所述的半导体器件的封装方法，所述装载板上开设有多个尺寸与切割的电路板单体适配的安装孔。

10.一种如权利要求1至8中任一项所述的半导体器件的封装方法制备的半导体器件。

说明书

半导体器件的封装方法、装载板和半导体器件

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体加工技术领域，特别涉及一种半导体器件的封装方法、装载板和半导体器件。

背景技术

[0002] 半导体器件是导电性介于良导电体与绝缘体之间，利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件，可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。现有的部分半导体器件需要具有防水功能，在后划切半导体封装工艺中，需要先在一张电路板上装配多个半导体结构，在该结构上通过覆盖防水胶达到防水，再划切为单体。划切过程中需要使用砂轮刀和去离子水，去离子水和划切过程中产生的飞溅物会对防水胶面产生损伤，影响产品品质。

发明内容

[0003] 本发明的主要目的是提出一种半导体器件的封装方法、装载板和半导体器件，旨在解决现有半导体器件生产划切工艺会对防水胶面产生损伤的技术问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提出一种半导体器件的封装方法，包括：

[0005] 取待切割的电路整板按预设划分参数切割划分为多个电路板单体；

[0006] 取具有多个安装孔的装载板，将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内；

[0007] 取待装配的芯片和外壳分别一一对应的贴设于所述电路板单体上；

[0008] 在所述外壳内填充灌封胶以覆盖所述芯片，制备得到多个所述半导体器件。

[0009] 可选地，所述安装孔为通孔；所述取具有多个安装孔的装载板，将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内的步骤包括：

[0010] 取所述安装板放置于具有粘贴层的操作平台上，以使所述粘贴层通过所述安装孔外露；

[0011] 将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内，并使所述电路板单元的第一表面接触所述粘贴层。

[0012] 可选地，所述安装孔为通孔；所述取具有多个安装孔的装载板，将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内的步骤包括：

[0013] 在安装板的表面上贴设粘贴层，以使所述粘贴层通过所述安装孔外露；

[0014] 将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内，并使所述电路板单元的第一表面接触所述粘贴层。

[0015] 可选地，所述取外壳一一对应的设置在所述芯片外侧，并在所述外壳内填充灌封胶以覆盖所述芯片的步骤之后包括：

[0016] 翻转所述装载板，以使制备得到的多个所述半导体器件与所述粘贴层分离并掉落。

[0017] 可选地，所述取待装配的芯片和外壳分别一一对应的贴设于所述电路板单体上的步骤包括：

[0018] 取待装配的芯片一一对应的贴设于所述电路板单体上，将所述芯片和所述电路板通过导线电连接；

[0019] 取外壳一一对应的设置在所述芯片外侧。

[0020] 可选地，所述取外壳一一对应的设置在所述芯片外侧的步骤包括：

[0021] 在各所述电路板单体的预设区域内涂覆锡膏，将所述外壳放置于所述预设区域上，以通过锡膏固定所述外壳和所述电路板单体，所述芯片通过所述开口外露，所述预设区域围绕所述芯片设置。

[0022] 可选地，所述外壳的相对两端具有开口，一个所述开口的边沿与所述电路板单体连接；所述在所述外壳内填充灌封胶以覆盖所述芯片的步骤包括：

[0023] 通过所述外壳的开口向所述外壳内填充灌封胶，以使得灌封胶覆盖所述芯片和所述导线。

[0024] 可选地，所述取待切割的电路整板按预设划分参数切割划分为多个电路板单体的步骤之前，包括：

[0025] 在待切割的电路整板的第一表面设置多个识别标签，以使切割划分得到的各所述电路板单体至少具有一个所述识别标签，所述第一表面用于与安装所述芯片。

[0026] 本发明还提供了一种装载板，所述装载板用于如上述的半导体器件的封装方法，所述装载板上开设有多个尺寸与切割的电路板单体适配的安装孔。

[0027] 本发明还提供了一种如上述的半导体器件的封装方法制备的半导体器件。

[0028] 本发明半导体器件的封装方法中，通过先切割电路板，形成电路板单体，再填充灌封胶，避免后续切割步骤，从而避免后续切割过程中产生的碎屑杂质损坏灌封胶表面，进而保证产品品质；通过设置具有安装孔的装载板，从而可以固定电路板单体，方便装配芯片、外壳和灌封胶。

附图说明

[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

[0030] 图1为本发明一实施例防水气压计的剖面结构示意图；

[0031] 图2为本发明一实施例装载板的俯视结构示意图；

[0032] 图3为图2所示A部分的放大结构示意图；

[0033] 图4为本发明半导体器件的封装方法第一实施例的流程示意图；

[0034] 图5为本发明半导体器件的封装方法第二实施例的流程示意图。

[0035] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0037] 需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0038] 另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

[0039] 本发明提出一种半导体器件的封装方法。

[0040] 参照图4，为本发明半导体器件的封装方法第一实施例的流程示意图，该方法包括以下步骤：

[0041] 步骤S100，取待切割的电路整板按预设划分参数切割划分为多个电路板单体；

[0042] 由于半导体器件的尺寸较小，在实际生产中，为了提高工作效率，在一个待切割的电路整板上同时蚀刻有多个半导体器件的导电路径，需要通过切割划分，使得一个导电路径对应制备成一个半导体器件。预设划分参数为本领域技术人员根据待切割的电路整板的尺寸、电路板单体上导电路径尺寸、电路板单体上设置的元器件尺寸等预先计算得到的切割坐标、次数、力度等参数，以使得切割机可根据该预设划分参数对电路整板进行切割。当然也可以由工作人员根据电路整板上预先画出的分割线，对电路整板进行切割。

[0043] 步骤S200，取具有多个安装孔的装载板，将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内；

[0044] 在图2和图3所示实施例中，装载板10为不锈钢板，装载板10的翘曲度小于0.8mm，装载板10上开设有11*20个安装孔20，各安装孔20呈阵列排列开设。在装载板10上还设置有行号编码、列号编码、半导体器件识别编码等，以方便工作人员区分制备不同半导体器件的装载板10。在装载板10上还通过激光打黑了多个定位标识40，以方便后续加工设备的识别模块识别装载板10和定位加工时的加工起始位置。安装孔20的尺寸可以与电路板单体的尺寸一致，也可以安装孔20的尺寸略大于电路板单体，以确保电路板单体可以放置在安装孔20内，同时电路板单体可以受到安装孔20的侧壁限位，避免后续加工过程中电路板单体移位，以方便后续在电路板单体的加工。在一实施例中，安装孔20为长为4.22mm，宽为4.16mm的矩形孔，电路板单体的边长为3.65mm。

[0045] 在一实施例中，步骤S200包括：

[0046] 取所述安装板放置于具有粘贴层的操作平台上，以使所述粘贴层通过所述安装孔外露；

[0047] 将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内，并使所述电路板单元的第一表面接触所述粘贴层。

[0048] 通过操作平台上设置粘贴层，从而可以保证安装板与操作平台之间的相对位置关系，同时确保放置在安装孔内的电路板单板不会由于加工线流转、工作人员触碰等原因轻易移出至安装孔外。本领域技术人员可以理解的是，在本发明中，粘贴层的粘性仅需要保证安装板在移动过程中颠簸、倾斜时，电路板单板不会移出至安装孔外，在封装完成时，工作人员可以直接通过施加一个力取出即可。

[0049] 在另一实施例中，步骤S200包括：

[0050] 在安装板的表面上贴设粘贴层，以使所述粘贴层通过所述安装孔外露；

[0051] 将多个所述电路板单体一一对应的放置于所述安装孔内，并使所述电路板单元的第一表面接触所述粘贴层。

[0052] 与上一实施例不同之处在于，本实施例中的粘贴层贴附在安装板上，当需要替换该粘贴层时，工作人员仅需要撕掉安装板上的粘贴层后，重新贴附新的粘贴层即可。

[0053] 步骤S300，取待装配的芯片和外壳分别一一对应的贴设于所述电路板单体上；

[0054] 本实施例中，制备得到的半导体器件为防水气压计。请参阅图1，为防水气压计的剖面结构示意图。该防水气压计100包括设有导电路径的电路板单体1、设于电路板单体1上的芯片2、围绕芯片2设置的外壳3和填充于外壳3内的灌封胶4，芯片2与电路板单体1通过导线5或引脚电连接，外壳3的一端与电路板单体1固定连接，灌封胶4覆盖在芯片2和导线上，以隔绝外部空气、水汽，达到防水效果。需要说明的是，防水气压计的各元器件相互配合使用，通过各元器件之间的配合实现防水气压计对气压的测量。需要强调的是，由于本发明的创新点在于对半导体器件封装方法进行的改进，因此，这里仅介绍一种半导体器件的结构，以方便理解本发明提供的半导体器件封装方法；同时关于防水气压计的工作原理，已为现有技术，在此不再赘述。

[0055] 步骤S300中根据需要制备的半导体器件，在电路板单体上设置芯片和外壳。在本发明中，一个电路板单体对应的芯片和外壳的数量不作限制，即一个电路板单体上至少设置一个芯片和一个外壳。请参阅图5，在一实施例中，步骤S300包括：

[0056] 步骤S310，取待装配的芯片一一对应的贴设于所述电路板单体上，将所述芯片和所述电路板通过导线电连接；

[0057] 可以通过控制固晶机将待装配的芯片贴设在电路板单体上，芯片和电路板单体还可以直接通过引脚实现电连接。芯片可以包括多个叠设的子芯片，在图1所示的防水气压计100中，芯片包括MEMS芯片和IC芯片。MEMS芯片的电容会随着输入压力信号的不同产生相应的变化，再利用IC芯片对变化的电容信号进行处理和输出从而实现对压力的拾取。

[0058] 步骤S320，取外壳一一对应的设置在所述芯片外侧。

[0059] 可以通过在电路板单体或外壳上打胶，以将外壳固定在电路板单体上，从而通过外壳和电路板单体围成一个空间，以方便后续步骤S400填充灌封胶。

[0060] 步骤S400，在所述外壳内填充灌封胶以覆盖所述芯片，制备得到多个所述半导体器件。

[0061] 灌封胶的材质具体可以是丙烯酸酯、UV环氧树脂胶、AB混合甲基苯基硅胶和AB混合甲基硅胶等。目前灌封胶商品型号一般有Dow Corning OE‑7841、Dow Corning OE‑6370以及Panacol 1619，其中，型号为Dow Corning OE‑7841的材质为甲基苯基硅胶，颜色透明，粘度为3200mPA·S，线性热膨胀系数为200ppm/K，硬度为48，固化条件为150℃烘烤120min；型号为Dow Corning OE‑6370的材质为甲基硅胶，颜色透明，粘度为3800mPA·S，线性热膨胀系数为200ppm/K；硬度为71，固化条件为150℃烘烤120min；型号为Panacol 1619的材质为环氧树脂，颜色透明，粘度为3000～5000mPA·S，线性热膨胀系数为160ppm/K；硬度为60
2
～80，固化条件为UV光辐射照度为600mW/cm下照射60s以及在105℃烘烤30min。本领域技术人员可以根据实际需要选择不同材质的灌封胶，并根据材质不同选择不同的固化条件，以使得喷入外壳内的胶水灌封胶可以固化覆盖在芯片上，达到防水效果。

[0062] 所述外壳的相对两端具有开口，一个所述开口的边沿与所述电路板单体连接，步骤S400包括：

[0063] 通过所述外壳的开口向所述外壳内填充灌封胶，以使得灌封胶覆盖所述芯片和所述导线。

[0064] 本领域技术人员可以理解的是，对于常用的灌封胶而言，为延长其使用寿命，一般都需要将其存储在冷冻室内进行冷冻保存，因此，在进行填充灌封胶前，需要对低温的灌封胶进行回温处理，使其回温至室温，从而变成液态，便于填充。

[0065] 在本实施例中通过点胶机进行填充灌封胶。工作人员根据实际需要控制点胶机的喷射范围、喷点角度、点胶高度以及针头大小等工作参数。在进行填充灌封胶之前，还需要对点胶机进行清洗，清洗掉点胶机胶体管路和容器中的杂质，以使得填充的灌封胶无异物、分布均匀。

[0066] 可以一次性注入所需的灌封胶于外壳内，也可以分为多次注入灌封胶。在一实施例中，先向外壳内填充一半体积的所需灌封胶，通过静置一段时间，比如30s后，待灌封胶在外壳内分布均匀，并使得灌封胶内部气泡自动排除后，再进行二次灌胶，即向外壳内灌入剩下一半体积的灌封胶，进而完成填充灌封胶。完成灌胶后，根据灌封胶材质可选择先通过UV照射后再进行烘烤固化，或者也可直接进行烘烤固化，制备形成半导体器件。

[0067] 本发明半导体器件的封装方法中，通过先切割电路板，形成电路板单体，再填充灌封胶，避免后续切割步骤，从而避免后续切割过程中产生的碎屑杂质损坏灌封胶表面，进而保证产品品质；通过设置具有安装孔的装载板，从而可以固定电路板单体，方便装配芯片、外壳和灌封胶。

[0068] 进一步的，基于上述第一实施例，所述步骤S400之后包括：

[0069] 翻转所述装载板，以使制备得到的多个所述半导体器件与所述粘贴层分离并掉落。

[0070] 具体地，当粘贴层位于操作平台上时，可以直接翻转操作平台，使得装载板随着一并翻转，在重力的作用下，半导体器件与粘贴层分离落下。

[0071] 当粘贴层位于装载板上时，可以直接翻转装载板，在重力的作用下，半导体器件与粘贴层分离落下。在装载板的下方可以设置收集箱，以收集掉落的半导体器件。当然也可以不翻转装载板，工作人员手动取下各个安装孔内的半导体器件，还可以通过机械臂的夹钳夹取半导体器件或吸盘吸取半导体器件。本领域技术人员可以根据半导体器件的结构确定采用何种操作原理的机械臂取下半导体器件。

[0072] 进一步的，基于上述第一实施例，所述步骤S320包括：

[0073] 在各所述电路板单体的预设区域内涂覆锡膏，将所述外壳放置于所述预设区域上，以通过锡膏固定所述外壳和所述电路板单体，所述芯片通过所述开口外露，所述预设区域围绕所述芯片设置。

[0074] 预设区域为预备与外壳连接的位置。本领域技术人员可以理解的是，锡膏一般存储于低温环境下，所以在涂覆锡膏之前，同样需要对低温的锡膏进行回温处理，得到具有一定流动性的锡膏。通过焊锡机的喷头将锡膏涂覆在预设区域内。在另一实施例中，还可以在电路板单体上放置钢板，钢板上开设有孔隙结构与预设区域对应，工作人员将锡膏涂覆在钢板上，使得部分锡膏通过孔隙结构落在电路板单体上的预设区域内。外壳与锡膏接触后，静置一段时间，以使得锡膏固化，完成固定外壳和电路板单体的步骤。

[0075] 进一步的，基于上述第一实施例，所述步骤S100之前包括：

[0076] 在待切割的电路整板的第一表面设置多个识别标签，以使切割划分得到的各所述电路板单体至少具有一个所述识别标签，所述第一表面与所述所述芯片间隔设置。

[0077] 电路整板包括相对设置的第一表面和第二表面，第二表面用于安装芯片、与外壳连接。识别标签为可区别各个半导体器件的编码和/或符号，以使得可以通过识别标签追溯加工过程，方便品质和审查进度管控。

[0078] 请参阅图2和3本发明还提供了一种装载板10，所述装载板10用于如上述的半导体器件的封装方法，所述装载板10上开设有多个尺寸与切割的电路板单体适配的安装孔20。在所述装载板10上还开设有多个应力孔30，以适应步骤S200～步骤S400过程中升温降温，避免由于升温降温导致装载板发生弯曲、开裂等。在图2所示实施例中，每个安装孔的一侧均设置有应力孔。

[0079] 本发明装载板的具体实施例与上述半导体器件的封装方法各实施例基本相同，在此不作赘述。

[0080] 本发明还提供了一种如上述的半导体器件的封装方法制备的半导体器件。本发明半导体器件的具体实施例与上述半导体器件的封装方法各实施例基本相同，在此不作赘述。半导体器件具体可以为图1所示的防水气压计，还可以是其它采用上述半导体器件的封装方法制备的器件，例如麦克风、MEMS温湿度计、MEMS气体传感器等。

[0081] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。