关于针对砷化镓芯片装片工序芯片断裂问题的研讨

章婷

（江苏长电科技股份有限公司江苏江阴214400）

关于针对砷化镓芯片装片工序芯片断裂问题的研讨

章婷

（江苏长电科技股份有限公司江苏江阴214400）

通过对砷化镓芯片装片工序的研究，攻克了芯片断裂的技术难关。本文重点将砷化镓芯片装片工序的关键技术的研究过程进行了详细说明，列举了研究过程中各类数据分析和结论。

砷化镓；装片；芯片断裂

1 背景介绍

砷化镓是一种重要的半导体材料，它的半导体器件具有高频、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点，更适合用于高功率的场合。砷化镓芯片主要用于手机射频前端，如功率放大器模快，该模块决定了手机的通话质量，也很大程度上左右待机时间与通话时间，是手机必不可少的元件模块，但是砷化镓材质的机械硬度低，芯片厚度薄，在封装中经常出现芯片断裂的问题。通常情况下，芯片断裂是批量性的问题，且在封装过程中难以发现和控制。因此，解决芯片断裂问题，是否能成功导入砷化镓芯片的关键。

2 攻关过程

芯片断裂是批量性问题，原因比较复杂，需要从材料、设备、工装、制程参数等各方面研究分析，其中，关键因素列举如下：

①小芯片的UV膜；②顶针冒系统；③芯片吸取参数DOE。

芯片吸取时，顶针、吸嘴以及划片膜均对芯片施加作用力，三力平衡时芯片所受的作用力最大，此时是芯片断裂的高风险过程。对该过程进行受力和时序分析：

（1）芯片受到向上的力包括：顶针冒对芯片的支撑力、顶针对芯片的作用力。

（2）芯片受到向下的力包括：膜对芯片的拉力、吸片压力。在顶针顶至最高点的过程中，减少芯片发生断裂的关键就是减小顶针对芯片的作力。

为了减少对芯片的作用力，对承载芯片的划片膜的UV照射、顶针冒、和吸取参数进行了优化和改善。

①划片膜UV照射技术

不同的UV条件下，吸取芯片所需的顶针高度不同，UV照射能有效降低顶针高度。UV能量越大，芯片与划片膜的结合力越小，在芯片吸取时，需要的顶针高度越小，从而有效的减少顶针对芯片的作用力。降低die crack的风险。设定UV照射的能量为800mJ。

②顶针冒的优化技术

顶针冒优化试验：芯片尺寸：780×1000/100um的砷化镓芯片，顶针球径70um，在不同的顶针高度条件下，验证不同顶针冒对芯片片的断裂影响，通过对比分析，相同条件下，不合适的顶针冒将引起芯片隐裂。所以针对不同的芯片尺寸需要设计不同的顶针冒取配合芯片吸取过程。通过大量验证及反复的论证得出如下顶针冒的设计方案，见表1。

表1 芯片尺寸与顶针冒的选用规则表（单位：um）

③芯片吸取参数DOE

针对芯片吸取的三个重要参数，吸片压力、顶针高度、吸片时间进行田口DOE试验。通过主效应图分析发现影响芯片吸取的参数主要为顶针高度，其次是吸片压力，优化后的芯片吸取参数为，顶针高度：0.35mm，吸片压力为0.5牛，吸片时间：80ms。

3 攻关总结

为了减少捡取芯片过程中对芯片的作用力，降低芯片断裂的风险，对划片膜UV照射技术、顶针冒的优化技术、芯片吸取参数等关键点，进行了反复试验验证，得出最优化的材料类型及参数选择，从而解决了砷化镓芯片断裂的难点。

[1]林咏.GaAs芯片面面观.电子产品世界，1996（2）.

The Solution of Die Crack during the Process of Die Attach for GaAs Chip

Zhang Ting
（ChangJiang Elec.TECH.Jiangyin Jiangsu214400）

Through the research of die attach process based on GaAs chip,resolved key technical problems of die crack.This article will give description in detail about the research of die attach,including data analysis and conclusion.

GaAs；Die Attach；Die Crack

TN406

A

1004-7344（2016）30-0324-01

2016-10-15