本發(fā)明涉及集成電路先進(jìn)封裝，具體涉及一種用于板級封裝的載板尺寸轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
1、板級扇出型封裝（foplp）作為先進(jìn)封裝技術(shù)的重要發(fā)展方向，近年來在人工智能、高性能計(jì)算等需求的推動下，進(jìn)展顯著。它通過在更大尺寸的方形面板上同時封裝多顆芯片，追求更高的生產(chǎn)效率、更低的成本以及更強(qiáng)的異構(gòu)集成（heterogeneous?integration）能力。因其特殊的技術(shù)優(yōu)勢與驅(qū)動力，得以廣泛應(yīng)用于ai/hpc、消費(fèi)電子、汽車、電源管理等領(lǐng)域。
2、目前板級封裝載板尺寸越來越大、同一片載板上芯片封裝的數(shù)量越來越多、芯片之間的差異越來越明顯，需要使用的貼裝設(shè)備各不相同：不同種類、尺寸的芯片需要具有相應(yīng)能力的貼裝設(shè)備；同一類型的芯片在不同領(lǐng)域有不同的貼裝精度需求，也需要使用不同精度范圍的貼裝設(shè)備，而在芯片封裝制程全流程中，各種不同功能的設(shè)備所支持的載板尺寸也不盡相同。
3、因此，固定不變的載板尺寸已經(jīng)不滿足目前芯片封裝需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種用于板級封裝的載板尺寸轉(zhuǎn)換方法，解決現(xiàn)有固定載板尺寸無法滿足不同設(shè)備加工能力的問題。
2、具體方案如下：
3、第一方面，本發(fā)明提供一種用于板級封裝的載板尺寸轉(zhuǎn)換方法，其特征在于包括以下步驟：
4、一種用于板級封裝的載板尺寸轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟：
5、s10?獲取拼版，設(shè)計(jì)分割線，分割線將拼版劃分為多個子拼版區(qū)域；
6、本發(fā)明所指拼版通過以下工藝獲得：通過下料，將雙面覆銅板原材料裁切為大尺寸的面板，此處的大尺寸一般是根據(jù)現(xiàn)有的板級封裝工藝確定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，目前主流標(biāo)準(zhǔn)尺寸有406mm*508mm（16”*20”）、457mm*610mm（18”*24”）、533mm*610mm（21”*24”）、610mm*610mm（24”*24”）；此外還有專為先進(jìn)板級封裝工藝優(yōu)化的下列尺寸：510mm*515mm（20”*20.3”）、600mm*600mm、650mm*650mm等；還有代表板級封裝更大型化發(fā)展路線的大尺寸：730mm*920mm、1100mm*1300mm等，除此之外，此大尺寸的面板也可以是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝特別設(shè)計(jì)的其他尺寸。
7、在大尺寸的面板上，根據(jù)待封裝芯片的規(guī)格參數(shù)，通過機(jī)械鉆孔、開窗、激光鉆通孔、去鉆污沉銅、全板填孔電鍍、圖形蝕刻、激光開槽等步驟，制作出數(shù)百至數(shù)萬個封裝單元的電路圖形后獲得拼版。
8、同一拼版上封裝的芯片因?yàn)榉N類、尺寸乃至應(yīng)用領(lǐng)域的不同，往往需要使用不同的芯片貼裝設(shè)備進(jìn)行芯片貼裝；與此同時，將大的拼版裁切為多個子拼版分別在不同的貼裝設(shè)備同時進(jìn)行，也能增加生產(chǎn)效率。因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)分割線，將大尺寸的拼版設(shè)計(jì)為可分割為小尺寸的子拼版，用于分別進(jìn)行芯片貼裝。
9、s20?在拼板邊緣加工限位槽，按分割線將拼版分割為多個子拼版，分割線使得子拼版的邊緣具有可與相鄰子拼版相互嵌合的互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)；
10、此時待加工的載板由拼版的大尺寸轉(zhuǎn)換為子拼版的小尺寸；
11、限位槽和限位孔以及分割工藝均可采用數(shù)控銑工藝實(shí)現(xiàn)。由于加工時不可避免的會去除切割線部分的拼版材料，導(dǎo)致后續(xù)子拼版相互嵌合連接時，連接處存在一定寬度的縫隙，運(yùn)輸、加工時的震動會讓子拼版在縫隙范圍內(nèi)來回活動導(dǎo)致偏位，設(shè)置限位槽可以用于定位子拼版的位置。
12、數(shù)控銑設(shè)備的工作原理是使用高速旋轉(zhuǎn)的銑刀先向下鉆孔，再橫向切削，因此銑刀的寬度決定了分割線也具有一定的寬度，而分割線的寬度決定了后續(xù)兩塊相鄰的子拼版重新連接時連接處的縫隙，當(dāng)該縫隙過大時，需要大量的塑封料來填充，壓合過程容易產(chǎn)生氣泡和缺陷，且由于固化后的塑封料自身較脆，最終造成結(jié)構(gòu)脆弱易斷裂的不良情況；而小的縫隙則需要更細(xì)的銑刀，銑刀過細(xì)容易斷裂，且加工時間會大幅延長，不利于提高生產(chǎn)效率；本發(fā)明將設(shè)定分割線的寬度設(shè)定于數(shù)控銑的工作能力范圍內(nèi)，也能實(shí)現(xiàn)較窄的縫隙。
13、s30?在子拼版上完成芯片貼裝；
14、為了適用于各貼裝設(shè)備，可以在設(shè)計(jì)分割線時就將子拼版的尺寸設(shè)計(jì)為適用于不同設(shè)備的尺寸，此時子拼版可以通過各自適用的設(shè)備進(jìn)行最佳精度的芯片貼裝加工，使用合適的芯片貼裝設(shè)備能夠滿足芯片尺寸要求、提高固晶對位精度、降低晶圓過程損耗、保證芯片掃描良率；或是將不同的子拼版同時在多臺設(shè)備進(jìn)行芯片貼裝，在同樣的生產(chǎn)時間內(nèi)完成更多的芯片貼裝工序，提高生產(chǎn)效率。
15、芯片貼裝完成后，由于芯片實(shí)際貼裝的位置與設(shè)計(jì)位置有所偏移，為防止后續(xù)重布線層制造過程中鉆孔、圖形轉(zhuǎn)移等步驟造成芯片損傷失效，需要進(jìn)行芯片掃描校正：根據(jù)掃描獲得的芯片實(shí)際位置，校正原設(shè)計(jì)圖紙中的芯片位置坐標(biāo)，并輸出校正后的圖紙資料供后續(xù)鉆孔、圖形轉(zhuǎn)移等工序參考使用，即芯片掃描校正、鉆孔以及圖形轉(zhuǎn)移等工序需要根據(jù)原始設(shè)計(jì)圖紙尺寸規(guī)格進(jìn)行，因此，需要將上述若干個小尺寸的子拼版按分割前的布局和位置重新還原為拼版的尺寸。子拼版通過特定治具實(shí)現(xiàn)尺寸還原。
16、s40?獲取治具，治具包括板狀本體和開設(shè)于板狀本體中部的容納槽，容納槽槽壁與槽底交界處凸設(shè)有限位塊，限位塊的數(shù)量、位置及尺寸與子拼版的限位槽一一對應(yīng)，子拼版放入容納槽時，限位塊與限位槽卡接，形成第一定位裝置，第一定位裝置用于子拼版的定位；
17、容納槽的的長、寬、深分別與拼版的長、寬、高基本一致，將多個子拼版放置于容納槽中，子拼版之間通過互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)相互嵌合；
18、放置于容納槽中后，各子拼版的布局和相互之間的相對位置與切割前保持一致，第一定位裝置能使每個子拼版的分布盡量還原其原本在拼版上的相對位置，不至于因?yàn)榍懈罹€處的縫隙產(chǎn)生過大的偏位與誤差，便于芯片掃描校正和兼容后續(xù)的封裝工藝。
19、s50?將治具與放置于容納槽的多個子拼版轉(zhuǎn)移至真空壓膜設(shè)備進(jìn)行壓膜塑封，塑封完成后容納槽中所有子拼版被塑封料粘合成為一個整體，即合成拼版，合成拼版的尺寸與拼版大致相同；
20、塑封過程中，塑封料在特定的溫度、壓力以及真空條件下，變成具有流動性和粘度的膠態(tài)，膠態(tài)塑封料會覆蓋所有子拼版表面，并填充兩個子拼版邊緣互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)之間以及子拼版邊緣與容納槽槽壁之間的縫隙，冷卻固化后，容納槽中的所有子拼版被塑封料粘合包封為一個整體的合成拼版。此時由于塑封料填充了容納槽內(nèi)部除了子拼版以外的所有空間，因此合成拼版的長、寬與容納槽的長、寬基本相同，也就是與拼版的長、寬基本相同，而所有的子拼版也由第一定位裝置或第二定位裝置固定，其在合成拼版中的相對位置與分割前在拼版中的相對位置基本一致，芯片在合成拼版中的相對位置與分割前芯片在拼版中的相對位置也基本一致，此時待加工的載板被還原為切割前拼版的大尺寸。
21、塑封過程同時完成了芯片封裝工藝的一次增層，此過程并未增加額外的工序，而是巧妙的利用現(xiàn)有工序?qū)⒍鄠€小尺寸載板重新還原為一個大尺寸載板。
22、各子拼版具有的互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)與塑封料的接觸截面積比常規(guī)的直線分割線大幅增加，在提高與塑封料結(jié)合力的同時；在固化完成后，還可以分散嵌合位置在后續(xù)加工過程中，因?yàn)檩d板運(yùn)輸、轉(zhuǎn)移，上下料時所受的剪切應(yīng)力，提高合成拼版的剛性。
23、s60?將合成拼版與治具分離后轉(zhuǎn)移至高溫設(shè)備進(jìn)行高溫交聯(lián)固化，固化后的塑封料具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和隔絕水汽的功能，可以用于后續(xù)背面塑封、重布線層制作等芯片封裝制程。固化完成后取出合成拼版，此時，合成拼版可進(jìn)入后續(xù)封裝流程。
24、此時待加工的載板由子拼版的小尺寸還原為與拼版相同的大尺寸，且芯片在合成拼版中的相對位置與芯片在拼版中的相對位置基本相同，能很好的兼容后續(xù)封裝工藝。
25、進(jìn)一步的，步驟s10還包括：在子拼版背面加工限位孔，步驟s40還包括：槽底凸設(shè)有限位銷，與限位孔銷接形成第二定位裝置，用于子拼版的定位。
26、當(dāng)子拼版的三條邊或四條邊都具有切割線形成的互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)時，第一定位裝置難以達(dá)到定位效果，本發(fā)明通過子拼版背面的限位孔和容納槽槽底的定位銷形成第二定位裝置，用于對上述子拼版的定位。為了不影響芯片貼裝以及子拼版的相互嵌合，限位孔的位置避開封裝單元和分割線區(qū)域一定距離，限位孔為盲孔，具有一定深度，可與定位銷配合不至于使子拼版加工、運(yùn)輸時滑脫。
27、進(jìn)一步的，使用至少3個定位裝置定位每個子拼版，定位裝置為第一定位裝置、第二定位裝置或第一定位裝置與第二定位裝置的組合。
28、具體來說，限位槽和限位孔用于在后續(xù)尺寸還原時，將子拼版重新定位至原有的位置，每個子拼版具有的限位槽數(shù)量和限位孔數(shù)量總和為3個時，三個點(diǎn)構(gòu)成穩(wěn)定的三角幾何結(jié)構(gòu)，能穩(wěn)定確定一個子拼版的水平位置。
29、根據(jù)子拼版對應(yīng)于拼版的相對位置，可以采用第一定位裝置與第二定位裝置不同的組合進(jìn)行定位：①至少3個第一定位裝置；②至少1個第一定位裝置和至少1個第二定位裝置，第一定位裝置與第二定位裝置的總數(shù)至少為3個；③至少3個第二定位裝置。如此，3個第一定位裝置或第二定位裝置形成三角幾何結(jié)構(gòu)，將子拼版重新精確定位固定至分割前的拼版的相對位置。
30、進(jìn)一步的，限位塊33的高度為拼版1厚度的1/3到1/2。
31、限位塊高度過高，會使得限位塊上方的塑封料過薄，合成拼版轉(zhuǎn)移、加工過程中易破損，造成合成拼版的尺寸不完整，影響后續(xù)工序的加工；高度不足時，限位塊33與限位槽22卡接時容易滑脫，導(dǎo)致載板偏位。本實(shí)施例限定的限位塊33的高度，即能與限位槽22穩(wěn)定卡接，也能保證上方塑封料的厚度，使得合成拼版尺寸保持完整。
32、進(jìn)一步的，步驟s10之前，還包括步驟s00：拼版預(yù)留分割線區(qū)域，分割線區(qū)域與全部電路物理隔離，無電氣連接；去除分割線左右兩側(cè)部分區(qū)域的銅箔，暴露出基材表面；
33、步驟s20之后還包括步驟s21：對基材表面以及分割截面進(jìn)行表面刻蝕處理。
34、尺寸還原后，合成拼版受到磕碰、撞擊等外力時，由塑封料粘接固化的互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)區(qū)域是應(yīng)力最為集中的區(qū)域，由于塑封料與金屬銅箔之間的結(jié)合強(qiáng)度遠(yuǎn)低于塑封料與載板基材之間的結(jié)合強(qiáng)度，在不去除銅箔的情況下，塑封料僅在分割截面處與基材接觸，受到撞擊等外力后，基材與銅箔可能因?yàn)榻Y(jié)合力不足發(fā)生剝離，進(jìn)而將應(yīng)力傳遞到截面處，造成塑封料斷裂等不良問題。
35、在拼版的上下表面去除了分割線及分割線左右兩側(cè)的部分銅箔后，暴露出基材，此時塑封料與基材的接觸面積大幅增加，結(jié)合力也大大增加，在受到外力的情況下，塑封料與基材的結(jié)合界面吸收和傳遞應(yīng)力的能力增強(qiáng)，互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)區(qū)域的應(yīng)力由基材表面與塑封料的結(jié)合面和分割截面與塑封料的結(jié)合面以及塑封料本身共同承擔(dān)，使合成拼版的機(jī)械強(qiáng)度也相應(yīng)的大幅增加。
36、進(jìn)一步的，步驟s20還包括：在經(jīng)過刻蝕處理后的載板基材表面和分割截面涂布一層功能性底涂劑，功能性底涂劑為含有柔性鏈段的環(huán)氧基或氨基硅烷偶聯(lián)劑。
37、硅烷偶聯(lián)劑是雙官能團(tuán)分子，其通用結(jié)構(gòu)為?y—r—si(or’)3,其中有機(jī)官能團(tuán)y（如氨基、環(huán)氧基），與塑封料和基材中的部分環(huán)氧表面反應(yīng)，環(huán)氧基團(tuán)與基材中環(huán)氧樹脂表面有極好的相容性和浸潤性，可以通過范德華力和分子鏈的纏結(jié)緊密吸附，與塑封料在塑封高溫下發(fā)生共聚反應(yīng)，形成的界面層與塑封料本體高度一致；硅氧烷基團(tuán)si(or’)3與基材中的玻璃纖維和部分環(huán)氧表面反應(yīng)形成牢固的si-o-si共價鍵和交聯(lián)的硅氧烷網(wǎng)絡(luò)；硅烷的柔性r鏈?zhǔn)侵冈诠柰榕悸?lián)劑中引入的柔性烷基長鏈，如直鏈烷基，可以提供良好的柔韌性。
38、作為基材的環(huán)氧玻纖板材與塑封料是兩種模量、熱膨脹系數(shù)不同的材料，在在溫度變化、濕度變化或外力作用下，界面會產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力。如果界面層是剛性的，應(yīng)力無法釋放，會不斷累積直至產(chǎn)生微裂紋，最終導(dǎo)致界面脫粘或分層。含柔性鏈段的環(huán)氧基或硅烷偶聯(lián)劑能分別與基材和塑封料形成牢固的化學(xué)鍵，同時其柔性結(jié)構(gòu)能在硬質(zhì)基材和硬質(zhì)塑封料之間形成一個柔性過渡層，當(dāng)應(yīng)力傳遞到界面時，該柔性過渡層中的柔性鏈段可以通過旋轉(zhuǎn)、扭曲、伸縮等輕微的變形以吸收和分散應(yīng)力，防止硬質(zhì)塑封料在較大應(yīng)力作用下發(fā)生破裂。加入柔性底涂劑對提升合成拼版的機(jī)械性能有明顯的提升作用。
39、進(jìn)一步的，互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)由多個嵌合單元周期性排列構(gòu)成，嵌合單元包括相互連接的端部和連接部，端部的寬度大于連接部，端部最大寬度cmax與連接部最小寬度cmin之差大于分割線寬b的兩倍。上述設(shè)計(jì)使得相鄰的兩個子拼版相互嵌合時嵌合結(jié)構(gòu)不至于從水平方向相互脫出，在尺寸還原時能更好的固定子拼版的位置。?嵌合單元的折角處采用圓角過渡結(jié)構(gòu)，避免應(yīng)力集中。
40、第二方面，本發(fā)明提供一種治具，具有板狀本體和開設(shè)于板狀本體中部的容納槽，容納槽槽壁與槽底交界處凸設(shè)有若干限位塊，容納槽槽底設(shè)有若干限位銷，限位塊用于與開設(shè)于子拼版邊緣的限位槽卡接形成第一定位裝置，限位銷用于與限位孔銷接形成第二定位裝置，第一定位裝置和第二定位裝置均用于子拼版的定位。
41、進(jìn)一步的，將槽底劃分為邊緣保護(hù)區(qū)、分割線保護(hù)區(qū)和若干個拼版區(qū)，拼版區(qū)為邊緣保護(hù)區(qū)和分割線保護(hù)區(qū)圍成的區(qū)域，邊緣保護(hù)區(qū)的寬度大于子拼版邊緣與槽壁之間縫隙，分割線保護(hù)區(qū)的寬度大于嵌合連接后的兩個互補(bǔ)式嵌合結(jié)構(gòu)的總寬度，邊緣保護(hù)區(qū)、分割線保護(hù)區(qū)、槽壁、限位塊和限位銷的外表面粘貼有離型膜。
42、進(jìn)一步的，拼版區(qū)開設(shè)有若干通孔，用于在真空平臺作業(yè)時供氣流通過，以在載板下方形成真空吸附定位效果。
43、采用上述方案，本發(fā)明的有益效果在于：
44、1.在通過實(shí)施多個步驟之后，即可實(shí)現(xiàn)載板的大小尺寸自由轉(zhuǎn)換，解決了固定不變的載板尺寸無法滿足目前芯片封裝需求的問題；
45、2.從小尺寸還原為大尺寸后和載板尺寸和原尺寸基本一致，誤差小；封裝單元位置與原位置基本一致，不影響后續(xù)鉆孔、布線等加工工藝；
46、3.多個小尺寸載板能夠同時在不同設(shè)備進(jìn)行芯片貼裝后，減少芯片貼裝時間，提高生產(chǎn)效率；
47、4.能根據(jù)不同設(shè)備的加工能力設(shè)計(jì)不同尺寸的小尺寸載板，滿足各種芯片差異化需求；
48、5.能很好的兼容現(xiàn)有加工工藝，不影響產(chǎn)品現(xiàn)有加工流程，不破壞產(chǎn)品生產(chǎn)過程追溯邏輯，在不增加設(shè)備成本的同時實(shí)現(xiàn)尺寸轉(zhuǎn)換。
49、為能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的保護(hù)范圍作任何的限制。