一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法技术

本发明专利技术提出了一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法，通过对加工过程的区域进行划分，并对通孔进行调整，避免在加工通孔时容易出现芯片损坏的地方制造通孔，提高了芯片的抗应力性能，同时也提高了芯片的成品率。本发明专利技术通过将识别通过的算法植入设计软件，对通孔设计是否合理实现自动化筛查，设计阶段排除导致裂片等缺陷的通孔布置，大大提高芯片设计成功率及可靠性，降低后期生产流程中由于不合理通孔设计导致的多次更新设计、多次流片的时间、设计及生产成本。通过该算法的运用可以提高产品成品率及用户端的可靠性表现、缩短产品出货周期。周期。周期。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法


[0001]本专利技术属于砷化镓半导体芯片设计加工
，具体地说，设计一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法。

技术介绍

[0002]砷化镓半导体具备高工作频率、电子迁移率、抗天然辐射及耗电量小等特性，在高频信号快速变化的情况下，砷化镓中的电子能及时跟随信号做出响应，用砷化镓作为衬底制作的芯片非常适合用于射频芯片领域。在砷化镓芯片电路设计及版图设计中，为了使芯片获得良好的接地性能及导热性能，会在芯片上设计一些金属通孔。
[0003]随着半导体技术的不断更新，砷化镓芯片朝着小型化，高集成度，低成本等方向发展，通孔在砷化镓芯片的作用也变得越来越重要，砷化镓芯片电路接地均是由通孔金属层与背部金属层导通实现，砷化镓芯片电路设计会使用通孔进行电路耦合或者隔离，甚至在通孔内进行功能电路设计（内部集成无源器件），当芯片热耗较大时，需要使用通孔金属层进行导热保证芯片散热性能，通孔成为砷化镓芯片不可缺失的组成部分。砷化镓晶圆制造时通常通过蚀刻等方式制作背部通孔再进行金属镀膜的方式实现加工。
[0004]砷化镓芯片结构通常比较薄（常规厚度75μm），且砷化镓材质力学强度远小于硅基材料。砷化镓半导体芯片从晶圆制造到成品芯片出货过程会经历一系列的复杂的力学条件。整个生产流程中主要包含晶圆减薄过程的打磨应力，晶圆切割的摩擦力，上芯过程顶针作用力，打线过程对焊盘作用力，塑封过程热应力，环境应力筛选等。经过对实际砷化镓芯片的设计制造过程总结及相关仿真研究分析得出砷化镓背孔的不合理分布会导致作用在芯片上的应力放大，最终产生裂片问题。
[0005]而目前行业背孔的设计中只考虑到实现芯片的电性能及导热性能，没有在设计阶段进行系统性考虑不合理的背孔布置所产生的裂片风险。现有砷化镓芯片设计时背孔的布置只是单层面的从电性能及导热性能方面进行考虑，没有在设计阶段进行背孔布置对芯片裂片风险的预判及筛选，导致实际生产过程中在不同的环节产生由于不合理的背孔布置位置应力集中出现裂片或者隐形裂纹缺陷。从而导致实际生产过程中成品率及产品可靠性降低。使企业生产成本增加，产品质量下降，设计生产周期加长。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的上述缺陷，提出了一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法，通过对加工过程的区域进行划分，并对通孔进行调整，避免在加工通孔时容易出现芯片损坏的地方制造通孔，提高了芯片的抗应力性能，同时也提高了芯片的成品率。
[0007]本专利技术具体实现内容如下：本专利技术提出了一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法，包括以下步骤：步骤1：进行电路设计；步骤2：根据电路设计进行对应的版图设计；
步骤3：筛选出版图设计内关于待加工芯片上在所有加工流程中需要加工的通孔；基于有限元分析和人工智能算法对版图设计进行分析，划分出关于通孔的禁部区域和非禁部区域；步骤4：判断版图设计中的通孔是否存在位于禁部区域内的情况；若判断为不存在，则认为版图设计的通孔布置合理；若判断为存在，则认为版图设计内位于禁部区域的通孔布置不合理，并对版图设计中布置不合理的通孔进行修改调整，然后再进行步骤3的步骤，直至通孔布置被判断为合理；对于版图设计中布置不合理的通孔无法进行修改的，重新进行步骤1的操作，直至通孔布置被判断为合理；步骤5：使用判断为通孔布置合理的版图设计对芯片进行加工、封装操作，得到生成的芯片产品。
[0008]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤3的具体操作为：步骤3.1：识别待加工芯片的外形尺寸，得到完整的待加工区域数据；步骤3.2：根据提供的版图设计，筛选出每一步加工工艺流程中对应的通孔，汇总得到所有需要加工的通孔数据；步骤3.3：所述禁部区域分为两种，一种为加工过程禁部区域，还有一种为应力环境禁部区域；对于应力环境禁部区域，其设定过程为：首先，在每一步流程中，在没有设置通孔前，计算待加工芯片的待加工区域对应的最大应力值；其次，对待加工芯片的每一步工艺流程在设置通孔后都进行有限元分析，计算出在每一个加工流程的过程中，在待加工芯片的待加工区域上的应力值；最后，将设置通孔前的最大应力值与对应的设置通孔后的应力值进行比对，将应力值大于最大应力值的区域设定为禁部区域；对于加工过程禁部区域，其设定依据为：将整个加工工艺中，将在待加工芯片上进行打磨、切割操作的应力集中区域作为禁部区域，将在待加工芯片上进行上芯、打线、塑封操作时通孔导致应力放大的区域作为禁部区域。
[0009]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤4中，对于判断版图设计中的通孔是否存在位于禁部区域内的情况的具体判断操作为：步骤4.1：在软件上建立待加工芯片的平面坐标系；步骤4.2：获取通孔在平面坐标系下的坐标位置；步骤4.3：获取每个禁部区域在平面坐标系下的坐标函数，汇总生成区域函数组；步骤4.4：依次计算判断每个通孔的坐标位置是否满足不落入到生成的区域函数组中；若有一个通孔的坐标位置满足区域函数组，则判断该通孔位于禁部区域内，反之则判断该通孔没有位于禁部区域内。
[0010]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤3.3中，筛选加工过程禁部区域时，依次进行打磨、切割、上芯、打线、塑封操作的区域的筛选；且在进行了打磨和切割操作时的禁部区域的筛选后，需要确定加工使用的顶针类型及顶针与待加工芯片的接触点；在待加工
芯片的待加工区域上，以接触点为中心点，以一定距离为半径，将得到的圆形区域作为禁部区域。
[0011]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述顶针包括单端顶针和Y字形双端顶针，根据实际加工需求选择不同类型的顶针；所述单端顶针与待加工芯片有一个接触点，所述Y字形双端顶针与待加工芯片有两个接触点。
[0012]为了更好地实现本专利技术，进一步地，当待加工芯片的长宽比小于2.5:1且大于等于2:1时，选择Y字形双端顶针；当待加工芯片的长宽比小于2:1且大于等于1:1时，选择单端顶针。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步地，对于单端顶针，在所述步骤4中，需要将以下通孔判断为布置不合理的通孔：一：将在待加工芯片上位于顶针与待加工芯片的接触点处的通孔判断为布置不合理的通孔；二：存在两个通孔，两个通孔的连线在待加工芯片上穿过顶针与待加工芯片的接触点，则两个通孔判断为布置不合理的通孔。
[0014]为了更好地实现本专利技术，进一步地，对于Y字形双端顶针，在所述步骤4中，还需要将以下通孔判断为布置不合理的通孔：一：将在待加工芯片上位于顶针与待加工芯片的接触点处的通孔判断为布置不合理的通孔；二：将在待加工芯片上，位于顶针与待加工芯片的两个接触点的连线上的通孔判断为布置不合理的通孔；三：存在两个通孔，两个通孔的连线在待加工芯片上穿过顶针与待加工芯片的一个以上的接触点，则两个通孔判断为布置不合理的通孔；四：以待加工芯片的几何中心为圆心，两个接触点以芯片竖向中轴线为对称轴互相，在以1/2顶针间距为半径且弧度为π/9的扇形对应的圆弧上出现的通孔判断为布置不合理的通孔。
[0015]为了更好地实现本专利技术，进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：进行电路设计；步骤2：根据电路设计进行对应的版图设计；步骤3：筛选出版图设计内关于待加工芯片上在所有加工流程中需要加工的通孔；基于有限元分析和人工智能算法对版图设计进行分析，划分出关于通孔的禁部区域和非禁部区域；步骤4：判断版图设计中的通孔是否存在位于禁部区域内的情况；若判断为不存在，则认为版图设计的通孔布置合理；若判断为存在，则认为版图设计内位于禁部区域的通孔布置不合理，并对版图设计中布置不合理的通孔进行修改调整，然后再进行步骤3的步骤，直至通孔布置被判断为合理；对于版图设计中布置不合理的通孔无法进行修改的，重新进行步骤1的操作，直至通孔布置被判断为合理；步骤5：使用判断为通孔布置合理的版图设计对芯片进行加工、封装操作，得到生成的芯片产品。2.如权利要求1所述的一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法，其特征在于，所述步骤3的具体操作为：步骤3.1：识别待加工芯片的外形尺寸，得到完整的待加工区域数据；步骤3.2：根据提供的版图设计，筛选出每一步加工工艺流程中对应的通孔，汇总得到所有需要加工的通孔数据；步骤3.3：所述禁部区域分为两种，一种为加工过程禁部区域，还有一种为应力环境禁部区域；对于应力环境禁部区域，其设定过程为：首先，在每一步流程中，在没有设置通孔前，计算待加工芯片的待加工区域对应的最大应力值；其次，对待加工芯片的每一步工艺流程在设置通孔后都进行有限元分析，计算出在每一个加工流程的过程中，在待加工芯片的待加工区域上的应力值；最后，将设置通孔前的最大应力值与对应的设置通孔后的应力值进行比对，将应力值大于最大应力值的区域设定为禁部区域；对于加工过程禁部区域，其设定依据为：将整个加工工艺中，将在待加工芯片上进行打磨、切割操作的应力集中区域作为禁部区域，将在待加工芯片上进行上芯、打线、塑封操作时通孔导致应力放大的区域作为禁部区域。3.如权利要求2所述的一种基于人工智能算法的封装芯片加工方法，其特征在于，所述步骤4中，对于判断版图设计中的通孔是否存在位于禁部区域内的情况的具体判断操作为：步骤4.1：在软件上建立待加工芯片的平面坐标系；步骤4.2：获取通孔在平面坐标系下的坐标位置；步骤4.3：获取每个禁部区域在平面坐标系下的坐标函数，汇总生成区域函数组；步骤4.4：依次计算判断每个通孔的坐标位置是否满足不落入到生成的区域函数组中；若有一个通孔的坐标位置满足区域函数组，则判断该通孔位于禁部区域内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋垠，彭钊，刘石，刘成鹏，姚静石，
申请(专利权)人：成都明夷电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：