阅读说明：本技术 芯片集成结构 (chip integrated structure ) 是由 冯雪 刘兰兰 陈颖 叶柳顺 张柏诚 蒋晔 付浩然 李波 于 2018-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种芯片集成结构,涉及半导体制造工艺领域,所述结构包括：衬底,粘接在衬底上的芯片、位于芯片的侧面和芯片周围的衬底上的缓冲层、以及芯片引线,芯片引线自芯片沿固化后的缓冲层表面延伸至衬底,且芯片引线与位于缓冲层下的芯片侧面和缓冲层下的衬底表面绝缘。采用上述芯片集成结构可抑制芯片与衬底之间的连接导线断裂、脱粘失效等问题的发生,降低应力集中现象带来的影响。(The invention discloses a chip integrated structure, relating to the field of semiconductor manufacturing process, wherein the structure comprises: the chip lead extends to the substrate from the surface of the solidified buffer layer of the chip, and the chip lead is insulated from the side surface of the chip positioned under the buffer layer and the surface of the substrate positioned under the buffer layer. By adopting the chip integrated structure, the problems of fracture, debonding failure and the like of a connecting wire between the chip and the substrate can be inhibited, and the influence caused by the stress concentration phenomenon is reduced.)

芯片集成结构

本发明是申请日为2018年5月28日，申请号为2018105225940，申请名称为芯片集成方法及芯片集成结构″发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺领域，特别涉及一种芯片集成结构。

背景技术

芯片集成，是指将芯片引线及其芯片外部电路集成至器件的衬底上。传统工艺中，会采用已封装的芯片进行芯片集成。已封装的芯片带有引脚，其引脚是从芯片(Die)中用于向芯片内部电路元件提供电接触的接触焊盘引出。在将已封装的芯片集成至器件时，会将芯片引线焊接至衬底，并将芯片外部电路制备于器件的衬底上，以实现芯片的电气连接。

发明人在实施本发明创造的过程中发现，现有技术至少存在如下缺陷：

由于芯片与衬底的尺寸及材料性质不同，在使用器件的过程中，芯片与衬底的连接处会因几何尺寸与材料性质的突变产生应力集中的现象，特别是柔性电子器件，其在使用过程中出现应力集中现象的可能性更大，应力集中现象则容易引起芯片与衬底之间的连接导线断裂、脱粘失效等问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种芯片集成方法及芯片集成结构，可降低应力集中现象带来的影响。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种芯片集成方法，所述方法包括：

提供衬底，在所述衬底的芯片安装位置形成粘接胶；

提供芯片，将所述芯片通过所述粘结胶粘接于所述衬底上；

在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上涂覆绝缘胶；

对所述绝缘胶进行固化；

制作芯片引线，所述芯片引线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底。

在一种可选的实施方式中，所述绝缘胶采用3D打印技术打印形成。

在一种可选的实施方式中，所述绝缘胶为紫外光固化胶，所述绝缘胶采用紫外线固化方式进行固化。

在一种可选的实施方式中，所述在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上涂覆绝缘胶，具体为：

采用3D打印技术在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上打印绝缘胶，使所述绝缘胶形成从所述芯片的侧面至所述衬底延伸的斜面；所述斜面与所述衬底的夹角为0～45度。

在一种可选的实施方式中，所述芯片引线采用3D打印技术打印形成。

在一种可选的实施方式中，制作所述芯片引线的步骤包括：

以导电浆料为原料打印形成待固化导线，所述待固化导线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底；

对所述待固化导线进行固化，得到所述芯片引线。

在一种可选的实施方式中，所述导电浆料为热固化浆料；所述导电浆料的固化温度为80～100摄氏度，所述待固化导线采用热固化方式进行固化。

在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：

对所述绝缘胶进行固化后，在所述衬底上形成芯片外部电路；

将所述芯片引线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底并与所述芯片外部电路连接。

在一种可选的实施方式中，所述芯片外部电路采用3D打印技术打印形成。

在一种可选的实施方式中，所述芯片外部电路与所述芯片引线一体打印形成。

在一种可选的实施方式中，所述芯片集成方法还包括：

以导电浆料为原料于所述衬底上打印形成待固化线路；

对所述待固化线路进行固化，得到所述芯片外部电路。

在一种可选的实施方式中，所述粘结胶采用3D打印技术打印形成。

在一种可选的实施方式中，所述粘结胶为热固化胶；所述粘结胶的固化温度为80～100摄氏度，所述粘接胶采用热固化方式进行固化。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种芯片集成结构，所述芯片集成结构包括：

衬底、粘接于所述衬底上的芯片、位于所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上的绝缘胶、以及芯片引线；所述芯片引线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底。

在一种可选的实施方式中，所述芯片集成结构还包括形成于所述衬底上的芯片外部电路，所述芯片引线与所述芯片外部电路连接。

在一种可选的实施方式中，所述芯片引线与所述芯片外部电路一体形成。

在一种可选的实施方式中，所述芯片集成结构还包括位于所述芯片和所述衬底之间的粘结胶，所述粘接胶将所述芯片粘接于所述衬底，所述绝缘胶包覆于所述粘结胶侧部。

在一种可选的实施方式中，所述绝缘胶具有从所述芯片的侧面至所述衬底延伸的斜面；所述斜面与所述衬底的夹角为0～45度。

在一种可选的实施方式中，所述绝缘胶为丙烯酸树脂胶、不饱和聚酯胶及聚氨酯胶中的至少一种或者至少两种的混合物。

相比于现有技术，本发明具有如下突出的有益效果：

本发明提供了一种芯片集成方法及芯片集成结构，通过粘结胶将芯片粘接于衬底上，可提高芯片与衬底之间的粘接能力；通过固化在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上的绝缘胶，增强芯片与衬底的结合能力，抑制芯片与衬底之间的连接导线断裂、脱粘失效等问题的发生，且由于芯片引线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底，衬底受到的应力在到达连接导线时经绝缘胶的缓冲而衰弱，因此降低了应力集中现象对连接导线的影响。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种芯片集成方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的衬底的示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤一的一个示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤二的一个示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤二的又一个示意图；

图6为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤四的一个示意图；

图7为图6中的A的局部放大图；

图8为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤四的又一个示意图；

图9为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤六的一个示意图；

图10为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤六的又一个示意图；

图11为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤七的一个示意图；

图12为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤七的又一个示意图；

图13为本发明实施例三提供的一种芯片集成结构的一个示意图；

图14为本发明实施例三提供的一种芯片集成结构的另一个示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

图1是实施例一提供的一种芯片集成方法的流程图。

具体的，参考图1，本实施例提供的一种芯片集成方法，所述方法包括：

S110、提供衬底，在所述衬底的芯片安装位置形成粘接胶；

S120、提供芯片，将所述芯片通过所述粘结胶粘接于所述衬底上；

S130、在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上涂覆绝缘胶；

其中，绝缘胶具有电绝缘性；芯片的接触焊盘用于向芯片内部电路元件提供电接触；通过从接触焊盘引出芯片引线，便于通过芯片引线实现芯片内部电路与芯片外部电路的连接。所述芯片周围的衬底，是指围绕所述芯片的预设区域内的衬底。

S140、对所述绝缘胶进行固化；

S150、制作芯片引线，所述芯片引线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底。

即通过粘结胶将芯片粘接于衬底上，可提高芯片与衬底之间的粘接能力；通过固化在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上的绝缘胶，增强芯片与衬底的结合能力，抑制芯片与衬底之间的连接导线断裂、脱粘失效等问题的发生，且由于芯片引线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底，衬底受到的应力在到达连接导线时经绝缘胶的缓冲而衰弱，因此降低了应力集中现象对连接导线的影响。

通过控制绝缘胶粘度、绝缘胶打印厚度、打印机设置角度，调节绝缘胶与衬底之间形成的角度，绝缘胶打印并固化后与衬底之间形成的角度为0°-45°，优选为10°，这个角度能够得到最佳粘结强度。

在一种可选的实施方式中，所述绝缘胶采用3D打印技术打印形成。

进一步，可根据实际需求来调整绝缘胶打印厚度；例如，根据芯片体积的要求确定绝缘胶打印厚度。

进一步，所述在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上涂覆绝缘胶，具体为：采用3D打印技术在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上打印绝缘胶，使所述绝缘胶形成从所述芯片的侧面至所述衬底延伸的斜面；所述斜面与所述衬底的夹角为0～45度。优选地，所述夹角为10度，利于提高绝缘胶与衬底的粘结强度。可选的，所述斜面为直线型斜面、凹形斜面、凸形斜面或凹-凸形斜面等。具体地，可通过预先配置的绝缘胶粘度、绝缘胶打印厚度和打印机设置角度实现对所述夹角的设置，以使所述绝缘胶符合实际设计需求。其中，3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。通过3D打印技术，可实现更精准地涂覆绝缘胶，提高芯片集成结构的可靠性，更利于实现制造工艺的自动化。具体地，绝缘胶为光固化胶。即通过采用光固化胶提高粘结强度，提高芯片集成结构的可靠性，进而提高器件的可靠性，相对于热固化胶来说，降低了能源消耗。

进一步，所述绝缘胶为紫外光固化胶，所述绝缘胶采用紫外线固化方式进行固化。

即利用紫外光固化胶固化时温度低的特点，实现了芯片集成工艺的低温化，使得可适用衬底范围大大增加，可应用于对焊接温度环境有要求的器件，提高器件的稳定性。

具体地，所述绝缘胶为丙烯酸树脂胶、不饱和聚酯胶和聚氨酯胶中的至少一种或至少两种的混合物。优选的，所述绝缘胶为丙烯酸树脂胶、不饱和聚酯胶或聚氨酯胶。

进一步，所述芯片引线采用3D打印技术打印形成。

具体地，制作所述芯片引线的步骤包括：以导电浆料为原料打印形成待固化导线，所述待固化导线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底；

对所述待固化导线进行固化，得到所述芯片引线。

具体地，所述以导电浆料为原料打印形成待固化导线，所述待固化导线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底，具体为：

基于芯片引线设计规则，以导电浆料为原料打印形成待固化导线，所述待固化导线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底。

即通过3D打印技术，可实现更精准地制作芯片引线，相对于传统的腐蚀工艺来说，其省去了繁琐的步骤，具有环保、制造工艺简单、快速等特点。

可选的，所述芯片引线设计规则包括芯片上的接触焊盘的引出位置、芯片引线在衬底一端的位置；所述芯片引线的设计规则还可以包括芯片上各个接触焊盘的引出顺序。

具体地，所述导电浆料为热固化浆料，所述待固化导线采用热固化方式进行固化；可选的，可根据衬底的耐高温程度选择热固化浆料的固化温度，以防止热固化浆料的固化温度超过衬底的耐受温度；在本实施方式中，所述导电浆料的固化温度为80～100摄氏度。

即相对于传统工艺中将芯片引线高温焊接至衬底的做法来说，采用固化温度为80～100摄氏度的热固化浆料引出芯片引线，可增加衬底的可选范围。

进一步，导电浆料中的导电填料为微米银粉、纳米银粉、微米铜粉、纳米铜粉、银包铜粉、微米金粉、纳米金粉、石墨烯和碳纳米管中的至少一种或至少两种的混合物。

具体地，导电浆料还包括树脂；通过树脂等材料，使得导电浆料具有粘度，其固化后具有良好的附着力，有助于导电浆料固化后与绝缘胶紧密接触，避免从绝缘胶上滑落。

具体地，导电浆料还包括其他功能助剂，例如，用于使导电浆料固化后具有耐环境老化性能的功能助剂。

进一步，可根据实际需求，调整导电浆料的厚度、固化时间及固化温度。例如，根据衬底的温度要求来确定导电浆料的固化温度。

具体地，所述方法还包括：

对所述绝缘胶进行固化后，在所述衬底上形成芯片外部电路；

将所述芯片引线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底并与所述芯片外部电路连接。

需要说明的是，对所述绝缘胶进行固化后，在所述衬底上形成芯片外部电路，可以是在执行步骤150之前进行，可以是在执行步骤150之后进行，亦可以是与步骤150同时进行，本发明实施例不作限定。

进一步，所述芯片外部电路采用3D打印技术打印形成。

可选的，所述芯片外部电路与所述芯片引线一体打印形成。

具体地，所述芯片集成方法还包括：

以导电浆料为原料于所述衬底上打印形成待固化线路；

对所述待固化线路进行固化，得到所述芯片外部电路。

通过保证芯片外部电路与芯片引线的介质一致性，提高芯片工作稳定性，同时也有利于简化制造工艺。

进一步，所述粘结胶采用3D打印技术打印形成。

即通过采用3D打印技术来打印粘结胶、绝缘胶、导电浆料，统一工艺的实现方法，利于简化制造工艺的控制，提高可靠性。

具体地，可根据芯片高度需求，调整粘结胶的施胶厚度。

具体地，可根据芯片的散热需求，调整粘结胶的配方成分，以提高散热功能。

具体地，所述粘结胶为热固化胶，所述粘接胶采用热固化方式进行固化；可选的，可根据衬底的耐高温程度选择热固化胶的固化温度，以防止热固化胶的固化温度超过衬底的耐受温度；在本实施方式中，所述粘结胶的固化温度为 80～100摄氏度。

相对于传统工艺中将芯片引线高温焊接至衬底的做法来说，采用固化温度为80～100摄氏度的热固化胶将芯片粘接至衬底，可增加衬底的可选范围。

具体地，所述粘结胶为环氧树脂胶、聚酯树脂胶、有机硅树脂胶和导电胶中的至少一种或至少两种的混合物。

优选的，所述粘结胶为环氧树脂胶、聚酯树脂胶、有机硅树脂胶或导电胶；若所述粘结胶为环氧树脂胶、聚酯树脂胶或有机硅树脂胶，则衬底与芯片之间的粘接效果更佳；若所述粘结胶为导电胶，则由于导电材料散热性能好，芯片可通过导电胶进行散热。

具体地，所述导电胶的导电填料为微米银粉、纳米银粉、微米铜粉、纳米铜粉、银包铜粉、微米金粉、纳米金粉、石墨烯和碳纳米管中的至少一种或至少两种的混合物。

下面结合图2～图12对本发明实施例二提供的芯片集成方法进行详细描述。

步骤一：提供衬底，在所述衬底的芯片安装位置形成粘接胶；

如图2所示，其是本发明实施例二提供的衬底的示意图；图3为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤一的一个示意图；如图3所示，粘结胶2 打印于衬底1的预定位置上。

步骤二：提供芯片，将所述芯片通过所述粘结胶粘接于所述衬底上；

图4为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤二的一个示意图；图5为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤二的又一个示意图；如图4所示，所述芯片3通过所述粘结胶2粘接于所述衬底1上。图5中未示出粘结胶2。

步骤三：对所述粘结胶进行固化；

本实施例中，粘结胶2为热固化胶，其采用热固化方式进行固化，固化温度为80～100摄氏度。在其他实施例中，亦可选择其他固化温度的粘结胶。

步骤四：在所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上涂覆绝缘胶；

图6为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤四的一个示意图；图7为图6中的A的局部放大图；图8为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤四的又一个示意图；如图6所示，绝缘胶4涂覆在芯片3的侧面和芯片3周围的衬底；如图7所示，绝缘胶4从芯片3的侧面至衬底1形成凹形斜面7；在本实施方式中，凹形斜面7与所述衬底的夹角θ为0～45度；优选地，夹角θ为10度。如图8所示，绝缘胶4涂覆在芯片3周围的衬底上；图8中未示出粘结胶2。

步骤五：对所述绝缘胶进行固化；

具体地，绝缘胶4为紫外光固化胶，其采用紫外线固化方式进行固化。

步骤六：制作芯片引线；

图9为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤六的一个示意图；图10为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤六的又一个示意图。如图9和图10所示，所述芯片引线5自所述芯片3沿固化后的所述绝缘胶4表面延伸至所述衬底1，需要说明的是，图9中示出的芯片引线5和绝缘胶4之间的空隙仅为区分显示芯片引线5与绝缘胶4，实际工艺中，芯片引线5应与绝缘胶 4接触。图10中未示出粘结胶2。

步骤七：在所述衬底上形成芯片外部电路。

图11为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤七的一个示意图；图12为本发明实施例二提供的一种芯片集成方法的步骤七的又一个示意图。需要说明的是，图11和图12中示出了芯片外部电路的部分线路6，而未示出芯片外部电路的全部电路，线路6的导线粗细，及衬底1上形成的芯片外部电路应以实际电路设计为准，本发明实施例不做限定。在所述衬底1上形成芯片外部电路6，将所述芯片引线5自所述芯片3沿固化后的所述绝缘胶4表面延伸至所述衬底1并与所述芯片外部电路6连接。图12中未示出粘结胶2。

实施例三

图13为本发明实施例三提供的一种芯片集成结构的一个示意图；图14为本发明实施例三提供的一种芯片集成结构的另一个示意图。

如图13和图14所示，所述芯片集成结构包括：

衬底11、粘接于所述衬底11上的芯片13、位于所述芯片13的侧面和所述芯片周围的衬底上的绝缘胶14、以及芯片引线15；所述芯片引线15自所述芯片13沿固化后的所述绝缘胶14表面延伸至所述衬底11。

即通过位于所述芯片的侧面和所述芯片周围的衬底上的绝缘胶，增强芯片与衬底的结合能力，抑制芯片与衬底之间的连接导线断裂、脱粘失效等问题的发生，且由于芯片引线自所述芯片沿固化后的所述绝缘胶表面延伸至所述衬底，衬底受到的应力在到达连接导线时经绝缘胶的缓冲而衰弱，因此降低了应力集中现象对连接导线的影响。

具体地，绝缘胶14为光固化胶。

进一步，所述绝缘胶为丙烯酸树脂胶、不饱和聚酯胶和聚氨酯胶中的至少一种或至少两种的混合物。优选的，所述绝缘胶为丙烯酸树脂胶、不饱和聚酯胶或聚氨酯胶。

具体地，所述芯片集成结构还包括形成于所述衬底上的芯片外部电路(图 13和图14中未示出)，所述芯片引线与所述芯片外部电路连接。

需要说明的是，芯片外部电路应以实际电路设计为准，本发明实施例不做限定。

具体地，所述芯片引线与所述芯片外部电路一体形成。

进一步，所述芯片集成结构还包括位于所述芯片13和所述衬底11之间的粘结胶12，所述粘接胶12将所述芯片13粘接于所述衬底11，所述绝缘胶14 包覆于所述粘结胶12侧部。

即通过粘结胶将芯片粘接于器件的衬底上，可提高芯片与衬底之间的粘接能力。

具体地，所述粘结胶12为热固化胶；所述粘结胶的固化温度为80～100摄氏度。

具体地，所述粘结胶12为环氧树脂胶、聚酯树脂胶、有机硅树脂胶和导电胶中的至少一种或至少两种的混合物。

优选的，所述粘结胶12为环氧树脂胶、聚酯树脂胶、有机硅树脂胶或导电胶；若所述粘结胶12为环氧树脂胶、聚酯树脂胶或有机硅树脂胶，则衬底与芯片之间的粘接效果更佳；若所述粘结胶为导电胶，则由于导电材料散热性能好，芯片可通过导电胶进行散热。

具体地，所述导电胶的导电填料为微米银粉、纳米银粉、微米铜粉、纳米铜粉、银包铜粉、微米金粉、纳米金粉、石墨烯和碳纳米管中的至少一种或至少两种的混合物。

进一步，所述绝缘胶14具有从所述芯片的侧面至所述衬底延伸的斜面；所述斜面与所述衬底的夹角为0～45度；优选地，所述夹角为10度，利于提高绝缘胶与衬底的粘结强度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。