[发明专利]一种用于QFN封装芯片切割的砂轮及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于QFN封装芯片切割的砂轮及其制备方法，属于磨具技术领域。本发明的用于QFN封装芯片切割的砂轮包括芯层以及设置在芯层两侧表面上的表层；所述表层包括表层金刚石及如下重量份数的组分：55～65份的酚醛树脂或环氧树脂、10～15份碳化钨、3～6份立方氮化硼。本发明的砂轮兼具树脂结合剂和金属结合剂的优点，具有切割质量优异，砂轮刚性好、适宜高速切割，砂轮自锐性佳，使用寿命长的特点。在QFN封装芯片切割时铜引线拉毛及切割崩口小，无熔锡、芯片分层现象，砂轮切割速度可达200mm/s以上，能满足QFN高速切割要求，且砂轮寿命显著提高，此外，芯层及表层磨损速率匹配，砂轮刃口形状保持性良好。

技术领域

本发明涉及一种用于QFN封装芯片切割的砂轮及其制备方法，属于磨具技术领域。

背景技术

终端类电子产品对更轻、更薄、更小、高可靠性、低功耗的追求不断推动着半导体封装技术的发展。例如，其中的一种芯片封装QFN(Quad Flat No-Leal)封装即方形扁平无引脚封装，是近年来在手机、数码相机等终端类产品中广泛应用的新型高端封装形式。QFN封装芯片作为封装产品，一般由内部铜引线框架及外部塑压树脂基包覆体构成，为复合材料结构。现代大规模工业生产中，QFN封装芯片制造时为多个芯片同时封装，后续通过切割工序实现芯片单体化，对切割质量的要求为：无熔锡、无芯片分层现象，芯片切割崩口及芯片铜引线拉毛尺寸小于规定值。QFN封装芯片的复合结构，使得切割时需要同时切断内部铜引线框架及外部树脂基包裹体，然而由于铜材料极佳的延展性，导致切割时铜引线易产生拉毛超标(大于引脚间距1/4)，造成芯片报废。

目前，QFN封装芯片切割用砂轮主要为树脂结合剂砂轮。这是由于树脂结合剂耐磨性相对较差，使得砂轮自锐性好，保证了砂轮优异的切割能力，同时树脂结合剂具有一定的弹性，也利于提高切割质量，最终能够较好满足芯片小引线拉毛、切割崩口小等切割质量的苛刻要求。但树脂结合剂切割砂轮也有较为突出的缺点：由于结合剂耐磨性差，使得砂轮整体寿命较短，不仅增加用户成本，也会因频繁更换砂轮降低生产效率；砂轮刚性、强度均较低，在高速切割时，容易因无法承受高速切割引起的大负载而断刀，因此树脂结合剂砂轮切割速度往往较低，通常在40mm/s以下。

金属结合剂砂轮由于自锐性差，密度高、排屑困难的缺点，在切割QFN封装芯片时，极易造成金刚石钝化或砂轮堵塞，同时新的切割刃往往不能及时暴露，导致砂轮切割能力大幅度降低，切割芯片的铜引线拉毛严重，因此目前金属结合剂砂轮罕见有切割QFN封装芯片的工业化应用。但由于金属结合剂具有良好的金刚石把持力与耐磨性，砂轮寿命长，同时砂轮刚性、强度高，可承受较大的切割载荷，适宜高速切割工况，因此，相关技术人员也一直进行着金属结合剂QFN切割砂轮的相关技术研究。

现有技术中，CN101870008B公开了一种基于锯式切割QFN封装基板的烧结金属基金刚石锯刀，由金刚石磨粒和金属胎体组成，其中金属胎体包括金属粉末和无机填料，金属粉末由Cu粉或CuSn₂₀预合金粉末、Sn粉和Co粉组成，无机填料由SiC和Al₂O₃组成，原材料配置好后，经预压成型、热压烧结、内外圆切割、厚度减薄等加工制成所需金属基金刚石锯刀。该专利制备的锯刀具有强度高、耐磨性好，使用寿命长的特点，但由于该砂轮的自锐性仍较差，虽然金属结合剂砂轮强度较好，但其切割速度仍有限，为50mm/s以下。同时限于金属结合剂本身的特性，其切割质量与树脂结合剂砂轮具有较大差距，无法满足部分高精密切割应用。