几十年来，半导体业界一直采用浆料粘合剂将管芯粘贴到引线框架和其它的基片上。通常，黏性物都是通过注射器的针头分发，对于更小的焊点，则通过针头移动的方法来实现，一些制造业者，特别是汽车电子工业通过丝网印刷将黏性粘合剂应用于实际中。

1 实际应用中存在的问题

1．1 速度

在激烈竞争的半导体工业中，时间就是金钱，在一些情形中，黏性粘合剂的分发速度可能是生产率的限制因素。如果黏性粘合剂能被更快速地应用，那么生产线快速的运转而使成本降低。大体而言，有一些方法可加速分发工艺，但是迄今为止还没有人对此给于较大的关注。

1．2 尺寸大小

与传统的黏性膜贴附相比，粘合剂在芯片周围形成一个框式的溢边，这有利于用视觉去确定粘合剂充分粘结的标记，通过管芯侧面支撑的加强也增强了它的剪切强度。然而，溢边有效地增加了芯片的占地面积，这意味着任何封装必须比其本身略大一些，由于焊料的误置、溢流使焊料的量不同而引起溢边的变化(见图1)，超出容差范围的额外区域会变得相当的坚固。因为所有的浆料粘合剂倾向于树脂流出，空间距离必须拉开以确保焊盘周围不被额外流出的粘合剂而受到影响。

1．3 质量／可靠性

把一枚芯片放置到浆料粘合剂区域之内是一种精密的操作。力和时间必须可控，以确保粘合剂完全被覆盖在金属模的下面，然而，力不能过大，以免粘合剂被从焊盘挤出，芯片的水平放置也非常重要，通过建立高压区域以获得最薄的键合层，任何方向的倾斜都可能会妨碍引线键合的工艺或对可靠性产生影响，除此之外，上述参数控制的任何缺乏都能在短期或长期对可靠性产生影响。

2 变革

当设计者试图使封装变得更小更薄，而且制造业工厂试图通过加快封装速度来减少成本，所有这些问题都变得愈加重要。但是，常常是解决一个问题会带来另一个更加严重的问题，例如，管芯的倾斜变化可以用一个更高技术指标的芯片键合机解决，但这不可能是廉价的或比现有的键合机运行速度更高。另外一个趋势是在一个封装里面放置的芯片超过一个，这些芯片能够并排放置，在那种情形下，适当剂量粘合剂的确定将允许管芯的最佳空间。

3 干膜粘合剂在芯片堆叠中被广泛使用，成本尚未成为主要因素

作为选择，芯片能在彼此的顶面上被堆叠，这儿的管芯通常是非常薄，并严密的控制溢边高度其实质是阻止粘合剂污染管芯表面。

很明显，一种替代传统浆料粘合剂的应用将是吸引人的，以干膜的形式适当地使用粘合剂已经成为一种解决方法，这在厚度受约束的情况下被采用，它能应用到压印成形或划片之前晶圆背面粘贴，当每个芯片被捡起，携带它本身特有的粘合剂与基片上的引线框架粘在一起，把黏性粘合剂附着在引线框架需要热量和压力，但残余粘合剂应充分地坚固防止形成大的溢边和芯片倾斜。 这种方法在芯片堆叠应用中被广泛的使用，在这一领域中成本尚未成为主要因素。不幸地是，制造业用薄膜封装比用浆料粘合剂封装的成本要高，因此，这种方法在产量非常大的制造业中由于成本敏感性是难以实用的。

4 解决方案

实用方案之一是晶圆背面涂覆(WBC)，在WBC中，黏性粘合剂在晶圆背面的应用和干燥是以特殊设计的浆料提供的(图2)，这种方法具有许多优点，即：

(1)浆料粘合剂比薄膜便宜20％～30％。

(2)键合区能被控制在用户需求的规格上；

(3)键合溢边的控制与薄膜产品非常相似；

(4)分发操作被取消，每小时可提供更高的产量；

(5)涂覆后的晶圆可以贮存直到需用时。

图3所示为用标准的划片刀在传统的划片机上划片时在晶圆背面涂覆黏性薄膜，可能需要对标准的芯片键合机台子下安装的加热器进行最佳的修正以确保黏性物表面具有充分的湿度和柔软，黏性物用丝网印刷平台能够很快地应用，就像表面安装生产线沉积焊料一样，如图4所示。该丝网印刷平台能够利用合理的成本和传递足够的精度与重复性，消耗最少的黏性物对晶圆进行完全覆盖。

用这样一台印刷机，一个同心圆的黏性层以较小的厚度变化被沉积在晶圆背面，一个有代表性的全部过程要利用模板和橡胶滚轴的适当结合在10～15 s内完成，一个感光乳剂网屏在沉积黏性物特征图形上可作为金属模板最恰当的替代品。

已经开发的自动晶圆装载／卸载机支持晶圆级，丝网／蜡纸印刷工艺，可利用的范围兼容所有标准尺寸晶圆，最大可达300 mm，这些结合直接用在半导体工业加工工艺中广泛使用的如JEDEC或FOUPs的片架盒这样的标准晶圆存储格式，涂覆后的晶圆被卸载返回片架盒／片夹或者直接被传送到硬化烤箱，按照典型的装载／卸载使用工业标准SMEMA协议与相关设备进行通信。

5 标准印刷机的机械操作和修正加工能够在晶圆背面涂覆

相配模板的结构设计已经适合来自表面安装业的工艺发展，用单一的，大孔径不锈钢模板已经达到了非常满意的结果，这种模板的效力已经达到37 μm的厚度，为特定目的设计的橡胶滚轴具有非常好的刚性，避免当它经过时从孔中汲取黏性物，产生一个薄面均匀的涂层。

一个在加工和传递机构方面改型后的标准印刷机能够完成在晶圆背面的涂覆，这些包括加工修正来支持承载极薄晶圆，在生产的全部过程中为了防止黏性层厚度的变化，晶圆必须保持非常平坦。对于测量应用圆盘表面具有可比较的圆盘平面，用来承载晶圆。通过嵌入圆盘的多孔陶瓷应用真空来保持晶圆不受损伤(见图5)。

非接触测量仪能够精确地计算黏性层的厚度，但在大量生产环境中迅速检查每个晶圆是不实用的。因此，在校准之后使用轮廓曲线仪进行处理，它是最实用在生产期间固定间距的测试样板。

一旦正常运行，便没有理由对加工工艺进行广泛地变更，因为丝网印刷术或丝网印刷设备及加工处理功能是非常强大的，一个完善齐全的系统，包括丝网印刷机、晶圆承载固定和在线烘烤在内，成本约为32万美元，该系统对于200 mm晶圆可提供60～85片／h的生产率。

除了对基本问题解决办法的概略说明以外，WBC还具有其它的优势，这些包括：

(1)按1／10的量缩减浆料黏性物，去除小于0．5 mm×0．5 mm芯片周边的溢料。

(2)通过在用户设备的专用印刷区域之内对湿性粘合剂集中应用，改进库存控制。这也减少了对工程造价和化学制品处理的安全控制要求，事实上，也能在前道制芯工厂印刷粘性物，因此，排除了在封装或"后道"设备中处理湿性浆料黏性物。

(3)附加的库存控制优势，因为仅需一种浆料黏性物制剂，并非是当前普遍采用的复合厚度和宽度薄膜。

6 WBC的地位

第一代WBC产品目前可广泛用于导电和绝缘的2种薄膜。具有改进印刷性能和热特性的第二代材料将在2006年内上市。与材料开发同时进行的还有晶片传输过程对于更薄晶圆加工中能满足更高生产效率方面的一些改进。事实上，目前仅在30μm厚的150 mm晶圆的背面已经成功地涂覆。因此，这种方法还需进一步改良，使得WBC在标准的半导体处理殿堂中占领它自己的一席之地。