專利名稱：集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝及其封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝及其封裝結(jié)構(gòu)。屬集成電路或分立元件封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的集成電路或分立元件超薄無腳封裝工藝及其封裝結(jié)構(gòu)，其封裝型式為四面無腳表面貼片式封裝，列陣式集合體經(jīng)切割成為單一的單元。其基板型式為引線框式。其主要存在以下不足1、引線框采用穿透式蝕刻的方式制作引線框。
2、化學膠膜因采用穿透式蝕刻方式，在包封過程中會造成溢料。
3、污染因為采用化學膠帶，而在各種高溫工藝中膠膜的粘劑很容易因為高溫而氣化出來，間接污染或覆蓋在芯片的壓區(qū)及打線區(qū)的表面，常常造成打線能力的不穩(wěn)定。
4、金屬絲球焊因采用穿透式蝕刻方式，背面必須貼上防止溢料用的膠膜。而在焊線過程設(shè)定的壓力參數(shù)、振蕩參數(shù)等會因為膠膜是軟性的，會有部分被吸收，所以實際的壓力值和振蕩值與設(shè)定值相比會有出入，從而造成焊線點松脫，嚴重影響了焊線的可靠性及生產(chǎn)穩(wěn)定性。
5、可靠性
A.雖然貼了化學膠膜，但在高溫包封過程中，還是會有不同程度的溢料；B.因為擔心溢料后產(chǎn)生大量的返工作業(yè)，所以不敢用較大的包封壓力，結(jié)果造成了塑封料疏松、吸水率增加、密度降低，嚴重增加了生產(chǎn)成本及良率成本；C.四面表面貼片式封裝型式的底部輸出腳的部分是與塑封表面呈同高甚至是凹陷的，在表面貼裝過程中會因為腳掌共面性不良而產(chǎn)生接觸不良的問題；同時，由于外腳凹陷于塑封體的平面，表面貼裝作業(yè)中會有空氣殘留于凹陷中，經(jīng)高溫空氣膨脹后，會造成接點的崩裂；D.因輸出腳與塑封體是在同一平面甚至是凹陷的，在表面貼裝過程中很容易造成凸腳表面錫膏相互連結(jié)而短路；E.打線的內(nèi)腳原則上采用鍍銀層，然而銀層與塑封料的接合能力并不好，很容易造成塑封料與銀層間的脫層的問題；F.電性輸出的外腳原則上采用錫鉛、純錫等材料，而因材料本身容易氧化，所以會影響到可焊性的能力，而且保存的時間也較短。
G.由于電性輸出腳的外腳原則上采用錫鉛、純錫等材料，而錫的熔點相對較低，這樣在切割工序時很容易因為切割刀的磨擦生熱而造成錫的氧化甚至是熔化，進而大大影響了輸出腳的可焊性和電性傳輸穩(wěn)定性。
6、散熱性、導電率四面表面貼片式封裝的引線框均采用全蝕刻的銅合金，其導電率/散熱能力僅有65％左右，如果采用純銅的材料，其導電率/散熱能力至少可達99％以上；但因純銅的強度太軟，所以在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生因引線框太軟而易變形的困擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種生產(chǎn)順暢，良率提高，成本低廉，品質(zhì)優(yōu)良，可靠性高，導電率/散熱性高的集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝及其封裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，包括以下工藝步驟——取一片金屬基板材，——在金屬基板的兩面各自貼上干膜層以保護后續(xù)的蝕刻工藝作業(yè)，——在金屬基板的兩面對應(yīng)去除部分干膜，在金屬基板上準備形成基島及引腳，用意是露出基板上后續(xù)需要鍍活化物質(zhì)的區(qū)域，——在金屬基板上準備形成的基島及引腳區(qū)域的兩面都鍍上活化物質(zhì)；——在金屬基板上準備形成的基島及引腳區(qū)域兩面的活化物質(zhì)上都鍍上金屬層，以利于后續(xù)焊線時金屬線與芯片區(qū)和打線內(nèi)腳區(qū)之間以更加緊密、牢固的接合，同時增加與塑封料餅間的結(jié)合度，——去除金屬基板正面余下的干膜，以露出后續(xù)所需半蝕刻工藝的區(qū)域，——對上道工序中去除干膜的區(qū)域進行半蝕刻，在金屬基板上形成凹陷的半蝕刻區(qū)，同時相對形成基島及引腳，——去除基板背面余下的干膜，
——在金屬基板的基島正面金屬層上進行芯片的植入，制成集成電路或分立元件的列陳式集合體半成品，——對已完成芯片植入作業(yè)的半成品進行打金屬線作業(yè)，——將已打線完成的半成品正面進行包封塑封體作業(yè)，并依據(jù)塑封料的特性進行塑料包封后固化作業(yè)，以保護金屬線、芯片及內(nèi)腳的安全，——將已完成塑料包封及后固化作業(yè)的半成品，進行正面打印作業(yè)，用以識別芯片的功能及特性，——在金屬基板的背面對不被金屬層覆蓋的區(qū)域即半蝕刻區(qū)余下部分的金屬再次進行蝕刻，從而使基島和引腳的背面凸出于塑封體，——將塑封體正面貼上膠膜，準備進行后續(xù)的塑封體切割作業(yè)，——對已貼上膠膜的半成品進行切割作業(yè)，使原本以列陣式集合體方式連在一起的芯片—顆顆獨立開來，——將完成切割的產(chǎn)品利用取放轉(zhuǎn)換設(shè)備將單顆集成電路或分立元件的塑封體逐一的吸出膠膜。
本發(fā)明集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，所述的芯片的植入可以在基島正面金屬層上直接進行芯片的植入，也可以先在基島正面金屬層上涂布上銀膠，再在剛剛完成銀膠涂布的銀膠上進行芯片的植入，完成后再進行銀膠后固化的作業(yè)。
本發(fā)明集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，所述的基島及引腳上面金屬層為金或銀、銅、鎳、鎳鈀層。
本發(fā)明集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，所述的基島及引腳下面金屬層為金或銀、銅、錫、鎳、鎳鈀層。
本發(fā)明集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，所述的金屬線為金線或銀線、銅線、鋁線。
本發(fā)明集成電路或分立元件平面凸點式封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片承載底座、打線內(nèi)腳承載底座、芯片、金屬線以及塑封體，所述的芯片承載底座包括中間基島以及基島正面活化物質(zhì)、活化物質(zhì)正面金屬層，所述的打線內(nèi)腳承載底座包括中間引腳以及引腳正面活化物質(zhì)、活化物質(zhì)正面金屬層，芯片承載底座的正面金屬層上涂布銀膠，銀膠上植入芯片，芯片正面和打線內(nèi)腳承載底座正面金屬層分別與金屬線兩端連接制成封裝結(jié)構(gòu)半成品，封裝結(jié)構(gòu)半成品正面用塑封體包封，并使基島和引腳的背面凸出于塑封體表面，凸出塑封體的基島表面鍍有活化物質(zhì)，活化物質(zhì)表面鍍有金屬層，凸出塑封體的引腳表面鍍有活化物質(zhì)，活化物質(zhì)表面鍍有金屬層。
本發(fā)明集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝及其封裝結(jié)構(gòu)，其封裝型式采用平面式凸點封裝，列陣式集合體經(jīng)切割成為單—的單元。其基板型式為在基板上半蝕刻以相對露出所需要的基島和引腳。與四面無腳表面貼片式封裝相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、引線框采用半蝕刻方式制作引線框。
2、化學膠膜因采用半蝕刻方式，所以在包封過程中完全不會有溢料的產(chǎn)生，而且完全無需貼上防止溢料用的膠膜。
3、污染無需使用任何化學膠膜卻仍然可以防止包封過程中溢料的產(chǎn)生，所以完全不會有污染的問題，生產(chǎn)順暢，良率提高，成本低廉。
4、金屬絲焊線平面式凸點封裝結(jié)構(gòu)中輸出的焊點是凸出于塑封體表面的，此外兩次蝕刻保證了焊點間的絕對共面性。如此單點獨立的焊接方式可以維持目前一般芯片的焊性能力，也不用擔心表面貼裝是否會不穩(wěn)定，品質(zhì)比傳統(tǒng)四面表面貼片式封裝型式更加穩(wěn)定。
5、可靠性A.完全不會產(chǎn)生溢膠；B.因采用半蝕刻的方式，所以在包封過程中采用再大的壓力也不會有溢料產(chǎn)生，各項可靠性得以保障，而且生產(chǎn)更順利，成本也會隨之下降；C 平面凸點式封裝型式其底部輸出腳的部分是凸出塑封體的；同時，因為半蝕刻的方式，所以可以保證腳掌絕對共面；D.因塑封體底部的輸出腳是凸出塑封體0.05±0.025mm的尺寸，其錫膏殘余量會附著在凸腳的四周，不容易產(chǎn)生錫膏短路，進而增加了凸腳焊點的焊接能力；E.打線區(qū)的內(nèi)腳可不采用鍍銀層而改用鍍金層、鍍鎳層或鍍鎳鈀層，因為塑封料與金或鎳、鎳鈀的結(jié)合能力比銀好很多，進而不容易造成分層的困擾；F.電性輸出的外腳采用鍍金層或鎳層、鎳鈀層時，因為此材料屬于惰性材料，不會因為環(huán)境中氣體或溫度而氧化，所以保存的時間非常長；G.電性輸出的外腳采用鍍金層、鎳層或鎳鈀層時，由于該材料都屬于惰性金屬材料，熔點較高，所以不會因為切割時的磨擦生熱而造成焊點的氧化甚至是熔化，從而保證了輸出腳的可焊性及電性傳輸?shù)姆€(wěn)定性，而產(chǎn)品品質(zhì)得以很好的保證。
6、散熱性、導電率可采用純銅的工藝，因為平面式凸點封裝的引線框是采用基板半蝕刻的方式，所以其引線框的強度與結(jié)構(gòu)相對于穿透式蝕刻的引線框至少高出一倍；同時，導電率/散熱性也至少提升30％以上，從而產(chǎn)品的電性傳輸速率也快速很多。


圖1～18分別為本發(fā)明的集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝各工序示意圖。
圖19為本發(fā)明集成電路或分立元件平面凸點式封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝由以下工序組成1)基板——參見圖1，取一片厚度合適的金屬基板材1。金屬基板1的材質(zhì)可以依據(jù)芯片的功能與特性進行變換，例如鎳鐵合金、純銅或銅合金等。
2)貼覆干膜——參見圖2，在金屬基板的兩面各自貼上干膜層2、3，以保護后續(xù)的蝕刻工藝作業(yè)。
3)去除部分干膜——參見圖3，在金屬基板1的兩面對應(yīng)去除部分干膜，在金屬基板1上準備形成基島及引腳，用意是露出基板上后續(xù)需要鍍活化物質(zhì)的區(qū)域，4)鍍活化物質(zhì)——參見圖4，在金屬基板1上準備形成的基島及引腳區(qū)域的兩面都鍍上活化物質(zhì)4.1、4.2、5.1、5.2；
5)鍍金屬層——參見圖5，在金屬基板1上準備形成的基島及引腳區(qū)域兩面的活化物質(zhì)上都鍍上金屬層6.1、6.2、7.1、7.2，例如金、銀、銅、錫(上面不涂錫)、鎳、鎳鈀等，以利后續(xù)焊線時金屬線與芯片區(qū)和打線內(nèi)腳區(qū)之間能更加緊密、牢固的接合，同時增加與塑封料餅間的結(jié)合度，6)去除基板正面剩余的干膜——參見圖6，去除金屬基板正面剩余的干膜3。
7)基板正面半蝕刻——參見圖7，對上道工序中去除干膜的區(qū)域進行半蝕刻，在金屬基板1上形成凹陷的半蝕刻區(qū)1.3，同時相對形成基島及引腳1.1、1.2，其用意主要是避免在后續(xù)作業(yè)中出現(xiàn)溢膠。
8)去除基板背面剩余的干膜——參見圖8，去除基板背面剩余的干膜層。
9)銀膠涂布——參見圖9，在芯片區(qū)的金屬層6.1上涂上銀膠8(導電膠/非導電膠)。如果采用共晶的方式，則無需涂布銀膠。
10)貼片作業(yè)——參見圖10，在剛剛完成銀膠涂布的芯片區(qū)域進行芯片9的植入，完成后再依據(jù)銀膠的特性進行銀膠后固化的作業(yè)，制成集成電路或分立元件的列陳式集合體半成品。
11)金屬線球焊——參見圖11，依據(jù)產(chǎn)品特性，對已完成芯片植入作業(yè)的半成品進行打金屬線10作業(yè)，金屬線材有金線、銀線、銅線或鋁線。
12)包封作業(yè)——參見圖12，將已打線完成的半成品正面進行包封塑封體11作業(yè)，并依據(jù)塑封料的特性進行塑料包封后固化作業(yè)，以保護金屬線、芯片及內(nèi)腳的安全。
13)打印作業(yè)——參見圖13，將已完成塑料包封及后固化作業(yè)的半成品，進行正面打印12作業(yè)，用以識別芯片的功能及特性。
14)基板背面蝕刻——參見圖14，在金屬基板的背面對不被金屬層覆蓋的區(qū)域即半蝕刻區(qū)剩余部分的金屬1.4再次進行蝕刻工藝作業(yè)，以使基島和引腳的背面凸出塑封體11。
15)塑封體粘貼作業(yè)——參見圖15，將半成品的塑封體正面貼上膠膜13，準備進行后續(xù)的膠體切割作業(yè)。
16)塑封體切割——參見圖16，利用切割機對已貼上膠膜的半成品進行切割作業(yè)，使原本以列陣式集合體方式連在一起的芯片一顆顆獨立開來。
17)塑封體與粘膠膜分離——參見圖17，將完成切割的產(chǎn)品利用取放轉(zhuǎn)換設(shè)備將單顆集成電路或分立元件的塑封體逐一的吸出膠膜，并置放于塑料承載盤、塑料承載膠管、編帶內(nèi)。
18)最后成品——參見圖18，圖中14為芯片放置區(qū)，15為功能腳。
參見圖19，集成電路或分立元件平面凸點式封裝結(jié)構(gòu)，主要由芯片承載底座16、打線內(nèi)腳承載底座17、芯片9、金屬線10以及塑封體11組成。
所述的芯片承載底座16包括中間基島1.1以及基島正面活化物質(zhì)4.1、活化物質(zhì)4.1正面金屬層6.1，所述的打線內(nèi)腳承載底座17包括中間引腳1.2以及引腳正面活化物質(zhì)4.2、活化物質(zhì)4.2正面金屬層6.2，芯片承載底座16的正面金屬層6.1上涂布銀膠8，銀膠8上植入芯片9，芯片9正面和打線內(nèi)腳承載底座17正面金屬層6.2分別與金屬線10兩端連接制成封裝結(jié)構(gòu)半成品，封裝結(jié)構(gòu)半成品正面用塑封體11包封，并使基島1.1和引腳1.2的背面凸出于塑封體11表面，凸出塑封體11的基島1.1表面鍍有活化物質(zhì)5.1，活化物質(zhì)5.1表面鍍有金屬層7.1，凸出塑封體11的引腳1.2表面鍍有活化物質(zhì)5.2，活化物質(zhì)5.2表面鍍有金屬層7.2。
權(quán)利要求
1.一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，其特征在于它包括以下工藝步驟——取一片金屬基板材(1)，——在金屬基板(1)的兩面各自貼上干膜層(2、3)，——在金屬基板(1)的兩面對應(yīng)去除部分干膜，在金屬基板(1)上準備形成基島及引腳，——在金屬基板(1)上準備形成的基島及引腳區(qū)域的兩面都鍍上活動物質(zhì)(4.1、4.2、5.1、5.2)，——在金屬基板(1)上準備形成的基島及引腳區(qū)域兩面的活動物質(zhì)上都鍍上金屬層(6.1、6.2、7.1、7.2)，——去除金屬基板(1)正面余下的干膜，——對上道工序中去除干膜的區(qū)域進行半蝕刻，在金屬基板(1)上形成凹陷的半蝕刻區(qū)(1.3)，同時相對形成基島(1.1)及引腳(1.2)，——去除基板背面余下的干膜，——在金屬基板(1)的基島(1.1)正面金屬層(6.1)上進行芯片(9)的植入，制成集成電路或分立元件的列陳式集合體半成品，——將已完成芯片植入作業(yè)的半成品進行打金屬線(10)作業(yè)，——將已打線完成的半成品正面進行包封塑封體(11)作業(yè)，并進行塑料包封后固化作業(yè)，——將已完成塑料包封及后固化作業(yè)的半成品，進行正面打印(12)作業(yè)，——在金屬基板(1)的背面對不被金屬層覆蓋的區(qū)域即半蝕刻區(qū)(1.3)余下部分的金屬(1.4)再次進行蝕刻，從而使基島(1.1)及引腳(1.2)的背面凸出于塑封體(11)，——將塑封體(11)正面貼上膠膜(13)，——對已貼上膠膜的半成品進行切割作業(yè)，使原本以列陣式集合體方式連在一起的芯片一顆顆獨立開來，——將完成切割的產(chǎn)品利用取放轉(zhuǎn)換設(shè)備將單顆集成電路或分立元件的塑封體吸出膠膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，其特征在于在基島(1.1)正面金屬層(6.1)上直接進行芯片(9)的植入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，其特征在于先在基島(1.1)正面金屬層(6.1)上涂布上銀膠(8)，再在剛剛完成銀膠涂布的銀膠(8)上進行芯片(9)的植入，完成后再進行銀膠后固化的作業(yè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，其特征在于基島(1.1)及引腳(1.2)上面金屬層(6.1、6.2)為金或銀、銅、鎳、鎳鈀層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，其特征在于基島(1.1)及引腳(1.2)下面金屬層(7.1、7.2)為金或銀、銅、錫、鎳、鎳鈀層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝，其特征在于金屬線(10)為金線或銀線、銅線、鋁線。
7.一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片承載底座(16)、打線內(nèi)腳承載底座(17)、芯片(9)、金屬線(10)以及塑封體(11)，其特征在于所述的芯片承載底座(16)包括中間基島(1.1)以及基島正面活化物質(zhì)(4.1)、活化物質(zhì)(4.1)正面金屬層(6.1)，所述的打線內(nèi)腳承載底座(17)包括中間引腳(1.2)以及引腳正面活化物質(zhì)(4.2)、活化物質(zhì)(4.2)正面金屬層(6.2)，芯片承載底座(16)的正面金屬層(6.1)上植入芯片(9)，芯片(9)正面和打線內(nèi)腳承載底座(17)正面金屬層(6.2)分別與金屬線(10)兩端連接制成封裝結(jié)構(gòu)半成品，封裝結(jié)構(gòu)半成品正面用塑封體(11)包封，并使基島(1.1)和引腳(1.2)的背面凸出于塑封體(11)表面，凸出塑封體(11)的基島(1.1)表面鍍有活化物質(zhì)(5.1)，活化物質(zhì)(5.1)表面鍍有金屬層(7.1)，凸出塑封體(11)的引腳(1.2)表面鍍有活化物質(zhì)(5.2)，活化物質(zhì)(5.2)表面鍍有金屬層(7.2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于芯片承載底座(16)正面金屬層(6.1)上直接進行芯片(9)的植入。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于芯片承載底座(16)正面金屬層(6.1)上先涂布一層銀膠層(8)，再在銀膠層(8)上植入芯片(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集成電路或分立元件平面凸點式封裝工藝及其封裝結(jié)構(gòu)，包括以下工藝步驟取金屬基板材(1)，在基板的兩面各自貼上干膜層(2、3)，在基板(1)的兩面對應(yīng)去除部分干膜，在基板上準備形成基島及引腳，在基板上準備形成基島及引腳區(qū)域的兩面都鍍上活化物質(zhì)和金屬層，去除基板正面余下的干膜，半蝕刻，在基板(1)上形成凹陷的半蝕刻區(qū)(1.3)，同進相對形成基島1.1及引腳1.2，去除基板背面余下的干膜，在基島正面金屬層植入芯片(9)，打金屬線(10)，包封塑封體(11)，正面打印(12)，半蝕刻區(qū)(1.3)余下部分金屬1.4再次進行蝕刻，塑封體正面貼上膠膜(13)，切割。本發(fā)明焊性能力強、品質(zhì)優(yōu)良、成本較低、生產(chǎn)順暢、適用性較強、多芯片排列靈活、不會發(fā)生塑封料滲透的種種困擾。
文檔編號H01L23/48GK1738014SQ20051004127
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月18日
發(fā)明者王新潮, 于燮康, 梁志忠, 謝潔人, 陶玉娟, 周正偉 申請人:江蘇長電科技股份有限公司