一种改善大颗GaAs芯片在上芯过程中裂片的治具结构的制作方法

一种改善大颗gaas芯片在上芯过程中裂片的治具结构
技术领域
1.本实用新型涉及半导体制造技术领域，具体为一种改善大颗gaas芯片在上芯过程中裂片的治具结构。


背景技术：

2.gaas一种重要的半导体材料，砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料用来制作集成电路衬底、红外探测器、v光子探测器等。由于其电子迁移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小抗辐射能力强等优点。此外，还可以用于制作转移器件
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体效应器件。砷化镓是半导体材料中兼具多方面优点的材料但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。但由于基站射频类使用的gaas的尺寸较大，基于gaas芯片比较薄和脆的特性，在die attach工艺制程上同样也具有很大的挑战性。
3.如何进一步改善大颗gaas芯片在die attach过程中产生的crack问题，增强工艺制程，提升产品性能，是目前亟待解决的问题。此处大颗gaas芯片可定义为尺寸》2*2mm，芯片薄可定义为75um左右


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种改善大颗gaas芯片在上芯过程中裂片的治具结构，结构简单，操作方便，可有效的根据gaas芯片面积大而薄的特性进行设计装配，提高了工作效率。
5.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
6.一种改善大颗gaas芯片在上芯过程中裂片的治具结构，包括分别设置在gaas芯片顶底两侧的平面吸嘴和顶针组件，所述平面吸嘴在gaas芯片的顶侧，且对gaas芯片进行吸附设置；所述顶针组件在gaas芯片的底侧并将 gaas芯片顶起设置；所述gaas芯片的底侧贴附有蓝膜；
7.所述顶针组件包括若干顶针、顶针杆、顶针帽和顶针座；所述顶针座装配在机台上，顶针帽的一端装配在顶针座上，顶针帽的另一端与gaas芯片底侧蓝膜接触，且在顶针帽与gaas芯片底侧蓝膜接触的一端分布有若干顶针孔，所述顶针杆设置在顶针帽内，且顶针杆的一端端面分布有若干顶针孔，且顶针杆端面的顶针孔与顶针帽端面的顶针孔的位置一一对应设置，若干顶针分别装配在顶针杆的顶针孔内，且通过顶针杆在顶针帽内顶起，使得若干顶针通过顶针帽端面的顶针孔穿出顶在gaas芯片的底侧四周。
8.优选的，顶针帽与gaas芯片底侧蓝膜接触的端面呈高低阶梯平台设置，其中在端面中部设有高平台，高平台四周为低平台，所述高平台和低平台上均布置有若干顶针孔，高平台在顶针帽上对应gaas芯片设置。
9.进一步的，高平台的尺寸大小与gaas芯片的大小对应设置，且高平台的高度是
gaas芯片厚度的1/3。
10.进一步的，高平台的边沿设有凹槽，所述凹槽的宽度为晶圆切割道宽度的 1/3～2/3。
11.进一步的，顶针帽端面的顶针孔与高平台上的顶针孔的位置一一对应设置。
12.优选的，平面吸嘴的截面呈梯形结构，在平面吸嘴的端面开设有真空孔。
13.优选的，顶针的顶尖呈圆弧状。
14.优选的，机台上设有弹射装置，所述弹射装置在顶针座内与顶针杆连接设置，通过在弹射装置带动顶针杆在顶针帽内顶起，使得若干顶针通过顶针帽端面的顶针孔穿出顶在gaas芯片的底侧四周。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
16.本实用新型提供了一种改善大颗gaas芯片在上芯过程中裂片的治具结构，根据目前esec2100上芯机器的装置，进行改装顶针帽等治具，分析芯片的真空受力面，通过调整顶针，真空孔的分布，平衡芯片受力，达到一种可批量性生产大颗gaas的die attach的工艺技术流程，通过顶针组件中对顶针帽的设计，可以更好地满足gaas芯片面积大而薄的特性。
17.进一步的，顶针帽与gaas芯片底侧蓝膜接触的端面呈高低阶梯平台设置，其中在端面中部设有高平台，高平台四周为低平台，高平台和低平台上均布置有若干顶针孔；高平台在顶针帽上对应gaas芯片设置，其中，高平台的尺寸大小与gaas芯片的大小对应设置，且高平台的高度是gaas芯片厚度的1/3，便于芯片四周利用平台针孔和导气沟槽的真空吸力使芯片四周和膜之间优先剥离；圆形区域为顶针帽的低平台，周围真空孔排列尽量避开周围芯片边缘，减少开孔数量及排布以足够吸住周围膜片不漏气不变形。
18.更进一步的，高平台的边沿设有切割道，所述切割道的宽度小于晶圆切割道的宽度，降低了对其他芯片的影响。
19.更进一步的，顶针帽端面的顶针孔与高平台上的顶针孔的位置一一对应设置，便于顶针通过高平台上的顶针孔后穿出顶起gaas芯片。
20.进一步的，平面吸嘴的截面呈梯形结构，在平面吸嘴的端面开设有真空孔，所述真空孔的大小根据gaas芯片的大小进行调整，便于合理避开顶起针相对应受力面，减少芯片顶起时形变。
21.进一步的，顶针的顶尖呈圆弧度，尽量避免穿透膜及过于尖锐对芯片背面造成冲击，顶针的直径要根据芯片的具体尺寸来进行调整。
22.进一步的，弹射装置用于对顶针杆进行弹起，使得若干顶针通过顶针帽端面的顶针孔穿出顶在gaas芯片的底侧四周。
附图说明
23.图1为本实用新型中治具结构的整体示意图；
24.图2为本实用新型中顶针帽的俯视图；
25.图3为本实用新型中平面吸嘴俯视图；
26.图4为本实用新型中顶针结构示意图。
27.图中：1-平面吸嘴；2-gaas芯片；3-顶针；4-顶针杆；5-顶针帽；6-顶针座；7-弹射设备。
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
29.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
30.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
31.参见图1，本实用新型一个实施例中，提供了一种改善大颗gaas芯片在上芯过程中裂片的治具结构，结构简单，操作方便，可有效的根据gaas芯片面积大而薄的特性进行设计装配，提高了工作效率。
32.具体的，该改善大颗gaas芯片在管芯连接中造成裂缝的治具结构，包括分别设置在gaas芯片2顶底两侧的平面吸嘴1和顶针组件，所述平面吸嘴1 在gaas芯片2的顶侧，且对gaas芯片2进行吸附设置；所述顶针组件在 gaas芯片2的底侧并将gaas芯片2顶起设置；所述gaas芯片2的底侧贴附有蓝膜；
33.顶针组件包括若干顶针3、顶针杆4、顶针帽5和顶针座6；所述顶针座6 装配在机台上，顶针帽5的一端装配在顶针座6上，顶针帽5的另一端与gaas 芯片2底侧蓝膜接触，且在顶针帽5与gaas芯片2底侧蓝膜接触的一端分布有若干顶针孔，所述顶针杆4设置在顶针帽5内，且顶针杆4的一端端面分布有若干顶针孔，且顶针杆4端面的顶针孔与顶针帽5端面的顶针孔的位置一一对应设置，若干顶针3分别装配在顶针杆4的顶针孔内，且通过顶针杆4在顶针帽5内顶起，使得若干顶针3通过顶针帽5端面的顶针孔穿出顶在gaas芯片2的底侧四周。
34.具体的，根据图2所示，顶针帽5与gaas芯片2底侧蓝膜接触的端面呈高低阶梯平台设置，其中在端面中部设有高平台，高平台四周为低平台，所述高平台和低平台上均布置有若干顶针孔，高平台在顶针帽5上对应gaas芯片 2设置，其中高平台的尺寸大小与gaas芯片2的大小对应设置，且高平台的高度是gaas芯片2厚度的1/3，便于芯片四周利用平台针孔和导气沟槽的真空吸力使芯片四周和膜之间优先剥离；圆形区域为顶针帽的低平台，周围真空孔排列尽量避开周围芯片边缘，减少开孔数量及排布以足够吸住周围膜片不漏气不变形。
35.具体的，高平台的边沿设有凹槽，所述凹槽的宽度大概是晶圆切割道宽度的1/3～2/3。
36.具体的，顶针帽5端面的顶针孔与高平台上的顶针孔的位置一一对应设置，便于顶针通过高平台上的顶针孔后穿出顶起gaas芯片。
37.具体的，根据图3所示，平面吸嘴1的截面呈梯形结构，在平面吸嘴1的端面开设有
真空孔，真空孔的大小根据gaas芯片的大小进行调整，便于合理避开顶起针相对应受力面，减少芯片顶起时形变。
38.具体的，根据图4所示，顶针3的顶尖呈圆弧状，尽量避免穿透膜及过于尖锐对芯片背面造成冲击，顶针的直径要根据芯片的具体尺寸来进行调整。
39.具体的，机台上设有弹射装置7，所述弹射装置7在顶针座6内与顶针杆 4连接设置，通过在弹射装置7带动顶针杆4在顶针帽5内顶起，使得若干顶针3通过顶针帽5端面的顶针孔穿出顶在gaas芯片2的底侧四周。
40.本实用新型顶针帽能更好的根据gaas芯片面积大而薄的特性，使得顶针帽5高低阶梯平台设计，便于芯片四周利用平台针孔和导气沟槽的真空吸力使芯片四周和膜之间优先剥离，并使用凸式顶针，尽量避免穿透膜及过于尖锐对芯片背面造成冲击；在封装上面能配合目前传统的die attach流程工艺进行批量生产。
41.主要在于将顶针帽改装成高低阶梯平台设计，中心区域高平台便于芯片四周利用平台针孔和导气沟槽的真空吸力使芯片四周和膜之间优先剥离，四周区域低平台吸附蓝膜不漏气不形变，平衡受力；同步需要减低工艺制程中使用的工艺制程参数，达到一个工艺参数与使用治具之间的配合平衡点。
42.本实用新型一种改善大颗gaas芯片在上芯过程中裂片的治具结构在使用时：
43.弹射装置7带动顶针杆4在顶针帽5内顶起，使得若干顶针3通过顶针帽 5的高平台的端面的顶针孔穿出顶在gaas芯片2的底侧四周，便于芯片四周利用平台针孔和导气沟槽的真空吸力使芯片四周和膜之间优先剥离。
44.综上所述，本实用新型提供了一种改善大颗gaas芯片在上芯过程中裂片的治具结构，根据目前上芯机器的装置，进行改装顶针帽等治具，分析芯片的真空受力面，通过调整顶针，真空孔的分布，平衡芯片受力，达到一种可批量性生产大颗gaas的die attach的工艺技术流程，通过顶针组件中对顶针帽的设计，可以更好地满足gaas芯片面积大而薄的特性。
45.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。