專利名稱：超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微電子電路芯片的封裝技術，特別是涉及一種超小型微電子電路 的平面型載體空腔氣密性封裝方法。
背景技術：
隨著芯片技術的迅猛發(fā)展，重量輕、尺寸小的新一代智能電子產(chǎn)品不斷問世，對 微電子電路的封裝體積和成本要求越來越高，要求小型化、輕量化、高性能化、多功能化、 低功耗化和低成本化的氣密性封裝。目前微電子電路芯片封裝方法主要包括LCC(陶瓷 無引線芯片載體)等陶瓷管殼封裝，DIP(雙列直插式封裝技術)、QFP(四側引腳扁平 封裝技術)和BGA(球柵陣列封裝技術)等塑料封裝，以及高端的倒裝芯片封裝(Flip chip)。但是陶瓷管殼封裝的體積大和價格貴，不適于那些要求小體積，低成本的應用場 合；塑料封裝中塑封料與微電子電路芯片間熱膨脹系數(shù)不匹配，引起的殘余應力將直接影 響那些對應力敏感的芯片的性能和使用壽命，特別是對于芯片表面不能有接觸的器件，如 MEMS (Micro-Electro-Mechanical System,微機電系統(tǒng))器件，振蕩器，聲表面波器件等，這 些器件必須封裝在氣密性腔體內。Flip chip—般應用于管腳密度非常高的高級封裝，成本 較高，而且要形成氣密性腔體非常困難。目前發(fā)展了一種板上芯片技術C0B(chip on board)可直接將芯片貼裝在印刷電 路板上，芯片與基板的電氣連接用引線鍵合方法實現(xiàn)，并用樹脂覆蓋以確保可靠性。與其它 氣密性封裝技術相比，COB技術性能更優(yōu)越，靈活性更大，體積更小，價格也更低廉，具有更 強的易用性和更簡化的產(chǎn)品工藝流程?；贑OB技術，李宗亞等人發(fā)明了一種平面型載體 空腔氣密性封裝方法(如中國專利號CN 200410065464. 7)，就是將芯片在平面載體上固定 并鍵合，用管帽對基板單元進行密封。該技術可以給微電子電路芯片提供密封腔體，大大降 低封裝成本，便于全自動操作，提供了生產(chǎn)效率及成品率，但其體積還是比較大。微電子電 路封裝時要更有效地利用平面基板材料的面積，而且要避免封裝帶來的殘余應力問題，也 就是要盡量避免封裝材料的熱膨脹系數(shù)不匹配的情況，良好的氣密性封裝也是封裝時追求 的一個目標。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種超小型微電子電 路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，本發(fā)明通過在封裝蓋子的兩側設計凹邊，與鍵合線 保持一定距離，而不會碰觸鍵合金屬線，另外兩邊的封裝環(huán)可實現(xiàn)對準與固定的要求。另 外，固化于封裝蓋子周圍的塑封膠與蓋子可形成氣密性封裝的空腔，達到保護芯片和金屬 引線的目的。本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種超小型微電子電路的平 面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征在于，其包括以下步驟Si、提供平面載體設計并制作封裝微電子電路芯片所需的平面載體；
S2、在平面載體上貼片把微電子電路芯片固定在平面載體上，然后利用金絲球焊 鍵合線連接微電子電路芯片與平面載體上的壓焊塊；S3、涂膠蓋子根據(jù)封裝蓋子的尺寸，用密封膠涂覆在鍵合線附近起到保護和絕緣 的作用，然后把蓋子凹邊對準鍵合線側，將蓋子覆蓋在平面載體上；S4、氣密封裝根據(jù)密封膠需要的固化條件進行放置，烘烤或紫外光輻照，固化后 的密封膠和封裝蓋子形成了 一個氣密性腔體。優(yōu)選地，所述密封膠具有氣密性封裝性能。優(yōu)選地，所述密封膠為苯并環(huán)丁烯。優(yōu)選地，所述蓋子具有凹邊，凹邊跟平面載體之間有間隙，密封膠將該間隙密封起來。優(yōu)選地，所述平面載體具有金屬焊腳，金屬焊腳和平面載體的金屬壓焊塊是對應 連接的。優(yōu)選地，所述密封膠填滿蓋子與平面載體之間的間隙形成一個密封腔。優(yōu)選地，所述微電子電路芯片固定在平面載體上，壓焊塊分布在平面載體的兩邊， 蓋子的底邊跟平面載體緊密接觸，密封膠將蓋子和平面載體密封起來。優(yōu)選地，所述平面載體為單層或多層印刷電路板，單層或多層陶瓷板。本發(fā)明的積極進步效果在于相比于傳統(tǒng)的平面型載體空腔氣密性封裝技術，本 發(fā)明的平面型載體空腔氣密性制造技術具有封裝面積更小，成本更低的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明封裝結構的俯視圖。圖2為封裝結構的Y方向側視圖。圖3為封裝結構的X方向側視圖。圖4為封裝結構的X方向的剖面圖。圖5為圖4的左側局部放大圖。圖6為用于比較的普通平面型載體密封腔封裝的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。本發(fā)明涉及一種超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，是在平面 型載體上固定好芯片，鍵合之后進行密封膠涂覆，再覆蓋特殊設計的蓋子以形成氣密腔體 保護芯片。該超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝后的結構如下如圖1所示，微電子電路芯片4被固定在一平面載體上，平面載體上的壓焊塊2分 布在平面載體的兩邊，鍵合線3連接微電子電路芯片4和平面載體上的壓焊塊2。如圖2所示，蓋子5的底邊跟平面載體7緊密接觸，密封膠1將蓋子5和平面載體 7密封起來，密封膠1具有氣密性封裝性能，如苯并環(huán)丁烯(BCB)等具有氣密性的功能。如圖3和圖5所示，蓋子有兩個特殊設計的凹邊，蓋子5上的凹邊8跟平面載體7 之間有間隙12，密封膠1將該間隙12密封起來。平面載體7具有金屬焊腳6，金屬焊腳6 和平面載體的金屬壓焊塊2是對應連接的，凹邊8可以保證蓋子與鍵合金屬線之間有一定距離，并且凹邊的設計可以縮小蓋子的尺寸，最終減小了封裝的整體面積。如圖4所示，蓋子上的凹邊8與金屬壓焊塊2保持一定距離，密封膠1填滿蓋子 與平面載體之間的間隙，形成一個密封腔9，密封膠與蓋子形成密封腔以免芯片受到外界污 染，芯片表面無塑封膠覆蓋，也避免了因熱塑封而造成芯片內部產(chǎn)生殘余應力。如圖5所示，蓋子上的凹邊8與平面載體7形成間隙12，蓋子上的凹邊與平面載體 表面有一定距離，并且蓋子上的凹邊與鍵合線保持間距10，以免蓋子與鍵合線碰觸。 如圖6所示，封裝蓋子5與平面載體7緊密貼合，密封膠1起到固定和密封的作用， 普通平面型載體密封腔封裝中蓋子與壓焊塊之間具有間距11，普通平面型載體密封腔封裝 中蓋子與鍵合線之間具有間距13。很明顯，本發(fā)明中蓋子的凹邊與鍵合線間距10比普通型 平面型載體密封腔封裝中蓋子與壓焊塊間距U小得多。本發(fā)明超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密封裝方法具體包括以下步驟a、提供一平面載體設計并制作封裝微電子電路芯片所需的平面載體，如單層或 多層印刷電路板(PCB)，單層或多層陶瓷板等。b、在平面載體上貼片把微電子電路芯片固定在平面載體上，然后利用金絲球焊 鍵合線連接微電子電路芯片pad(焊盤)與平面載體上的壓焊塊。C、涂膠蓋子根據(jù)封裝蓋子的尺寸，用密封膠涂覆在鍵合線附近起到保護和絕緣 的作用，然后把蓋子凹邊對準鍵合線側，將蓋子覆蓋在平面載體上。d、氣密封裝根據(jù)密封膠需要的固化條件進行放置，烘烤或紫外光輻照，固化后的 密封膠和封裝蓋子形成了一個氣密性腔體，對于芯片達到了氣密封裝的效果，保護芯片和 鍵合線在蓋子內部不受外界粉塵顆粒的沾污和水汽的侵蝕。將微電子電路芯片貼于平面載體上，鍵合金屬連線后，根據(jù)封裝蓋子的尺寸大小 在芯片和鍵合線周圍點密封膠，封裝蓋子有兩邊的高度是比較短的，形成凹邊，因而可以避 開金屬鍵合線而正好接觸塑封膠，密封膠固化后就在蓋子內部形成一個密封腔體。由于封 裝蓋子有兩個凹邊，高于平面載體一段距離，從而保證蓋子不會與平面載體上的壓焊塊相 接觸，避免了蓋子與平面載體上的壓焊塊短路的可能性，所以蓋子這個方向的尺寸可以大 大縮小，即大大縮小了這個方向的封裝尺寸。由于鍵合線是從平面載體向芯片傾斜的，蓋子 上凹邊的高度決定了蓋子與鍵合線間的距離，也對縮小蓋子尺寸有貢獻。蓋子另外兩邊則 是正常高度，在固定蓋子時具有定位作用。微電子電路芯片表面因為沒有密封膠的覆蓋，這 樣就不存在密封膠和芯片的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的殘余應力。所以這種超小型微電子電 路的平面型載體空腔氣密封裝方法具有成本低，面積小和應力小的優(yōu)點。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些 僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變 更或修改。因此，本發(fā)明的保護范圍由所附權利要求書限定。
權利要求
一種超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征在于，其包括以下步驟S1、提供平面載體設計并制作封裝微電子電路芯片所需的平面載體；S2、在平面載體上貼片把微電子電路芯片固定在平面載體上，然后利用金絲球焊鍵合線連接微電子電路芯片與平面載體上的壓焊塊；S3、涂膠蓋子根據(jù)封裝蓋子的尺寸，用密封膠涂覆在鍵合線附近起到保護和絕緣的作用，然后把蓋子凹邊對準鍵合線側，將蓋子覆蓋在平面載體上；S4、氣密封裝根據(jù)密封膠需要的固化條件進行放置，烘烤或紫外光輻照，固化后的密封膠和封裝蓋子形成了一個氣密性腔體。
2.如權利要求1所述的超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征 在于，所述密封膠具有氣密性封裝性能。
3.如權利要求2所述的超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征 在于，所述密封膠為苯并環(huán)丁烯。
4.如權利要求1所述的超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征 在于，所述蓋子具有凹邊，凹邊和平面載體之間有間隙，密封膠將該間隙密封起來。
5.如權利要求1所述的超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征 在于，所述平面載體具有金屬焊腳，金屬焊腳和平面載體的金屬壓焊塊是對應連接的。
6.如權利要求1所述的超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征 在于，所述密封膠填滿蓋子與平面載體之間的間隙形成一個密封腔。
7.如權利要求1所述的超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征 在于，所述平面載體為單層或多層印刷電路板，單層或多層陶瓷板。
8.如權利要求1所述的超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其特征 在于，所述微電子電路芯片固定在平面載體上，壓焊塊分布在平面載體的兩邊，蓋子的底邊 跟平面載體緊密接觸，密封膠將蓋子和平面載體密封起來。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超小型微電子電路的平面型載體空腔氣密性封裝方法，其包括以下步驟提供平面載體設計并制作封裝微電子電路芯片所需的平面載體；在平面載體上貼片把微電子電路芯片固定在平面載體上，然后利用金絲球焊鍵合線連接微電子電路芯片與平面載體上的壓焊塊；涂膠蓋子根據(jù)封裝蓋子的尺寸，用密封膠涂覆在鍵合線附近起到保護和絕緣的作用，然后把蓋子凹邊對準鍵合線側，將蓋子覆蓋在平面載體上；氣密封裝根據(jù)密封膠需要的固化條件進行放置，烘烤或紫外光輻照，固化后的密封膠和封裝蓋子形成了一個氣密性腔體。本發(fā)明在封裝蓋子的兩側設計凹邊，與鍵合線保持距離，而不會碰觸鍵合金屬線，另外兩邊的封裝環(huán)實現(xiàn)對準與固定的要求。
文檔編號H01L21/48GK101958252SQ20091005762
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權日2009年7月21日
發(fā)明者華亞平, 李莉, 鄒波 申請人:深迪半導體(上海)有限公司