專利名稱：一種引線框架再布線的fcaaqfn封裝件及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子信息自動化元器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種弓丨線框架再布線的FCAAQFN封裝件及其制作工藝。
背景技術(shù)：
近年來，隨著移動通信和移動計算機(jī)領(lǐng)域便捷式電子元器件的迅猛發(fā)展，小型封裝和高密度組裝技術(shù)得到了長足的發(fā)展；同時，也對小型封裝技術(shù)提出了一系列嚴(yán)格要求，諸如，要求封裝外形尺寸盡量縮小(尤其是封裝高度小于I mm)。封裝后的連接可靠性盡可能提高，適應(yīng)無鉛化焊接(保護(hù)環(huán)境)和有效降低成本。無載體柵格陣列封裝(即AAQFN)底部沒有焊球，焊接時引腳直接與PCB板連接，與PCB的電氣和機(jī)械連接是通過在PCB焊盤上印刷焊膏，配合SMT回流焊工藝形成的焊點來實現(xiàn)的。該技術(shù)封裝可以在同樣尺寸條件下實現(xiàn)多引腳、高密度、小型薄型化封裝，具有散熱性、電性能以及共面性好等特點。但是由于技術(shù)難度等限制，目前AAQFN產(chǎn)品在市場上的推廣有一定難度，尤其是在可靠性方面，直接影響產(chǎn)品的使用及壽命，已成為AAQFN封裝件的技術(shù)攻關(guān)難點。在AAQFN 的基礎(chǔ)上，F(xiàn)CAAQFN (Quad Flat No Lead Package)型多圈排列封裝的集成電路封裝技術(shù)是近幾年國外發(fā)展起來的一種新型微小形高密度I/O封裝技術(shù)，是最先進(jìn)的表面貼裝封裝技術(shù)之一。由于無引腳、貼裝占有面積小，安裝高度低等特點，為滿足移動通信和移動計算機(jī)領(lǐng)域的便捷式電子機(jī)器，如PDA、3G手機(jī)、MP3、MP4、MP5等超薄型電子產(chǎn)品發(fā)展的需要應(yīng)用而生并迅速成長起來的一種新型封裝技術(shù)。目前的封裝技術(shù)由于引腳少，即I/O少，滿足不了高密度、多I/O封裝的需要，因此，對新型高密度I/O的FCAAQFN封裝技術(shù)的發(fā)展成為必然趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在傳統(tǒng)工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上提供了一種引線框架再布線的FCAAQFN封裝件及其制作工藝，該技術(shù)開發(fā)出裸銅框架布線蝕刻，實現(xiàn)框架上再布線的新技術(shù)，突破FO-WLP專利的封鎖。FCAAQFN封裝技術(shù)是銅框架上再布線工藝，實現(xiàn)引腳列陣布局。FCAAQFN是在多排FCQFN封技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行摸索試驗攻關(guān)，突破其技術(shù)難點，該封裝技術(shù)在框架上實現(xiàn)焊點列陣布置，大大增加I/O數(shù)目，是一種將來可替代TSV的新技術(shù)，省去了鍵合焊線，縮短了電流和信號傳輸距離，提高了電性能和產(chǎn)品可靠性，此外，F(xiàn)CAAQFN具有小型化、高可靠性、更短的封裝周期、低成本等眾多優(yōu)勢，從而填補了國內(nèi)空白，具備國際先進(jìn)水平。一種引線框架再布線的FCAAQFN封裝件包括銅引線框架載體、粘片膠、IC芯片、助焊劑、塑封體、光致抗蝕涂覆材料、鈍化材料、錫球。所述的裸銅框架首先進(jìn)行蝕刻，所述的帶有錫球的芯片蘸有適量的助焊劑后，粘接到蝕刻好的銅框架上，上芯后進(jìn)行回流，然后進(jìn)行塑封與固化，將塑封好的銅框架研磨，將涂覆材料涂在銅框架上，對銅框架進(jìn)行蝕刻，分離引腳并清洗，接著，用鈍化材料(阻焊劑)填充框架蝕刻槽，對鈍化層表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅，進(jìn)行銅離子電鍍，接著是在電鍍后的銅表面進(jìn)行二次蝕刻，再用鈍化材料填充蝕刻槽，最后進(jìn)行植球。一種引線框架再布線的FCAAQFN封裝件的制作工藝按照以下步驟進(jìn)行:晶圓減薄、晶圓劃片、倒裝上芯、回流、清洗、塑封、后固化、框架研磨、涂光刻膠和顯影圖案、框架蝕亥IJ、鈍化層和顯影圖案、金屬鍍銅、二次涂光刻膠和顯影圖案、二次蝕刻、二次鈍化層和顯影圖案、植球。新型列陣式FCAAQFN封裝技術(shù)的特點是:先在裸銅片上蝕刻出引腳凸塊，其次是Flip Chip倒裝上芯及回流焊清洗、塑封后固化，然后，對框架底部研磨，先后經(jīng)過兩次光刻圖案、蝕刻、鈍化，經(jīng)過植球作出平面列陣FCAAQFN產(chǎn)品。QFN系列產(chǎn)品在各個不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和快速增長，預(yù)期將促進(jìn)FCAAQFN新產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，加速滲透到主導(dǎo)性的消費電子產(chǎn)品中，帶動國內(nèi)手機(jī)、電子書、汽車等產(chǎn)業(yè)的快速國產(chǎn)化發(fā)展。說明書附圖

圖1為銅框架 圖2為銅框架曝光、顯影、蝕刻 圖3為錫球站蘸焊劑 圖4為倒裝上芯 圖5為回流&清洗去助焊劑 圖6為塑封 圖7為框架研磨 圖8為光致抗蝕層涂覆&顯影圖形 圖9為蝕刻 圖10為鈍化層涂覆與顯影圖形 圖11為化學(xué)鍍銅 圖12為電鍍銅 圖13為二次光致抗蝕層涂覆&顯影圖形 圖14為二次蝕刻 圖15為二次鈍化層涂覆與顯影圖形 圖16為植球 圖中，I為銅引線框架、2為蝕刻后的銅引線框架、3為助焊劑、4為芯片、5為錫球、6為錫球上的助焊劑、7為凸塊、8為塑封體、9為研磨后框架、10為光致抗蝕涂覆材料、11為蝕刻后引腳、12為鈍化材料、13為化學(xué)鍍銅層、14為電鍍銅層、15為二次感光層、16為蝕刻后銅框架、17為二次鈍化層、18為植入的錫球。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。如圖所示，一種引線框架再布線的FCAAQFN封裝件包括有銅引線框架1、助焊劑3、芯片4、芯片4的錫球5、塑封體8、光致抗蝕涂覆材料10、鈍化材料12、電鍍銅14、錫球18 ；所述的銅引線框架I首先進(jìn)行蝕刻，所述的帶有錫球5的芯片4蘸有助焊劑3后，粘接到蝕刻后的銅引線框架2上，倒裝上芯后進(jìn)行回流，然后用塑封體8塑封后固化，將塑封好的銅框架研磨，將光致抗蝕涂覆材料10涂在銅框架上，對銅框架進(jìn)行蝕刻，分離引腳并清洗，接著，用鈍化材料12填充框架蝕刻槽，對鈍化材料12的表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅13，進(jìn)行銅離子電鍍產(chǎn)生電鍍銅層14，接著是在電鍍后的銅表面進(jìn)行二次蝕刻，再用鈍化材料填充蝕刻槽，最后植入錫球18。一種引線框架再布線的FCAAQFN封裝件的制作工藝，其按照以下步驟進(jìn)行: 第一步、晶圓減薄:采用防止碎片工藝減薄的規(guī)定厚度；
第二步、晶圓劃片:厚度150 μ m以上晶圓同普通劃片工藝，厚度在150 μ m以下晶圓使用雙刀劃片機(jī)及其工藝；
第三步、倒裝上芯、回流、清洗:倒裝上芯前，需將進(jìn)行銅引線框架I蝕刻，將藍(lán)色油墨(感光材料)通過絲網(wǎng)印刷的方式涂覆在銅表面的特定區(qū)域；然后，將芯片4上的錫球5蘸助焊劑3，易于錫球與銅框架的焊接；接著，進(jìn)行倒裝上芯，將芯片4上蘸有適量助焊劑6的錫球5倒裝上芯到蝕刻后的銅框架2凸塊7上，隨后進(jìn)行回流清洗；如圖3、圖4和圖5所示；第四步、塑封、后固化:將倒裝上芯好的芯片4用塑封體8進(jìn)行塑封，并進(jìn)行后固化；如圖6所示；
第五步、框架研磨:將蝕刻后的較厚銅框架研磨到規(guī)定的厚度，便于隨后蝕刻，形成研磨后框架9如圖7所示；
第六步、涂光刻膠和顯影圖案:將有圖形的光掩膜板(曝光膜)利用一種紫外光透視，將需要的圖形光學(xué)顯像到銅板上的過程，通過藥水碳酸鈉的作用下，將未曝光部分的油墨溶解并沖洗后，留下感光的部分，對于銅框架涂膠、曝光，將客戶的圖形資料以正片或負(fù)片的形式轉(zhuǎn)移到板子上，同時將干膜/濕膜在高能量下聚合，使光成像濕膜接受紫外線照射，形成自由基連鎖聚合，使聚合物分子增大，此時濕膜不溶于弱堿(1% Na2C03)，隨后進(jìn)行顯影，是將未曝光部分的油墨去掉，留部分光致抗蝕涂覆材料10，未曝光部分的光致抗蝕涂覆材料10沒有發(fā)生聚合反應(yīng)，遇弱堿Na2C03 (1.0%)溶解，而聚合的光致抗蝕涂覆材料10則留在板面上，保護(hù)下面的銅面不被蝕刻藥水溶解；如圖8所示；
第七步、框架蝕刻:將銅框架上未曝光的銅蝕刻掉，形成蝕刻后引腳11，如圖9所示； 第八步、鈍化層涂覆:將蝕刻后引腳11之間蝕刻后空隙用鈍化材料12填充；
第九步、金屬鍍銅:對鈍化材料12的外表面進(jìn)行化學(xué)銅鍍，形成化學(xué)銅鍍層13 ;隨后進(jìn)行電鍍銅，使銅層均勻平滑且處于同一表面層，形成電鍍銅層14，便于隨后的二次布線；如圖11和圖12所示；
第十步、二次圖光刻膠和顯影圖形:該步驟與步驟6的方法相同，二次感光層15如圖13所示；
第十一步、二次蝕刻:該方法與步驟7的方法相同，蝕刻后銅框架16如圖14所示；
第十二步、二次鈍化層涂覆和顯影圖形:該步驟與步驟8的方法相同，二次鈍化層17如圖15所示；
第十三步、植球:植入錫球18 ;如圖16所示。
權(quán)利要求
1.一種引線框架再布線的FCAAQFN封裝件，其特征在于:其包括有銅引線框架(I)、助焊劑(3)、芯片(4)、芯片(4)的錫球(5)、塑封體(8)、光致抗蝕涂覆材料(10)、鈍化材料(12)、電鍍銅(14)、錫球(18);所述的銅引線框架(I)首先進(jìn)行蝕刻，所述的帶有錫球(5)的芯片(4)蘸有助焊劑(3)后，粘接到蝕刻后的銅引線框架(2)上，倒裝上芯后進(jìn)行回流，然后用塑封體(8)塑封后固化，將塑封好的銅框架研磨，將光致抗蝕涂覆材料(10)涂在銅框架上,對銅框架進(jìn)行蝕刻,分離引腳并清洗,接著,用鈍化材料(12)填充框架蝕刻槽，對鈍化材料(12)的表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅(13)，進(jìn)行銅離子電鍍產(chǎn)生電鍍銅層(14)，接著是在電鍍后的銅表面進(jìn)行二次蝕刻，再用鈍化材料(12)填充蝕刻槽，最后植入錫球(18)。
2.一種引線框架再布線的FCAAQFN封裝件的制作工藝，其特征在于:其按照以下步驟進(jìn)行: 第一步、晶圓減薄:采用防止碎片工藝減薄的規(guī)定厚度； 第二步、晶圓劃片:厚度150 μ m以上晶圓同普通劃片工藝，厚度在150 μ m以下晶圓使用雙刀劃片機(jī)及其工藝； 第三步、倒裝上芯、回流、清洗:倒裝上芯前，需將進(jìn)行銅引線框架(I)蝕刻，將藍(lán)色油墨通過絲網(wǎng)印刷的方式涂覆在銅表面的特定區(qū)域；然后，將芯片(4)上的錫球(5)蘸助焊劑(3)，易于錫球(5)與銅框架的焊接；接著，進(jìn)行倒裝上芯，將芯片(4)上蘸有適量助焊劑(6)的錫球(5)倒裝上芯到蝕刻后的銅框架(2)凸塊(7)上，隨后進(jìn)行回流清洗； 第四步、塑封、后固化:將倒裝上芯好的芯片(4)用塑封體(8)進(jìn)行塑封，并進(jìn)行后固化； 第五步、框架研磨:將蝕刻后的較厚銅框架研磨到規(guī)定的厚度； 第六步、涂光刻膠和顯影圖案:將有圖形的光掩膜板(曝光膜)利用一種紫外光透視，將需要的圖形光學(xué)顯像到銅板上的過程，通過藥水碳酸鈉的作用下，將未曝光部分的油墨溶解并沖洗后，留下感光的部分，對于銅框架涂膠、曝光，將客戶的圖形資料以正片或負(fù)片的形式轉(zhuǎn)移到板子上，同時將干膜/濕膜在高能量下聚合，使光成像濕膜接受紫外線照射，形成自由基連鎖聚合，使聚合物分子增大，此時濕膜不溶于弱堿(1% Na2C03)，隨后進(jìn)行顯影，是將未曝光部分的油墨去掉，留部分光致抗蝕涂覆材料(10)，未曝光部分的光致抗蝕涂覆材料(10)沒有發(fā)生聚合反應(yīng)，遇弱堿Na2C03 (1.0%)溶解，而聚合的光致抗蝕涂覆材料(10)則留在板面上，保護(hù)下面的銅面不被蝕刻藥水溶解； 第七步、框架蝕刻:將銅框架上未曝光的銅蝕刻掉，形成蝕刻后引腳(11)； 第八步、鈍化層涂覆和顯影圖形:將蝕刻后引腳(11)之間蝕刻后空隙用鈍化材料(12)填充； 第九步、金屬鍍銅:對鈍化材料(12)的外表面進(jìn)行化學(xué)銅鍍，形成化學(xué)銅鍍層(13);隨后進(jìn)行電鍍銅，使銅層均勻平滑且處于同一表面層，形成電鍍銅層(14 ); 第十步、二次圖光刻膠和顯影圖形:該步驟與步驟6的方法相同； 第十一步、二次蝕刻:該方法與步驟7的方法相同； 第十二步、二次鈍化層涂覆和顯影圖形:該步驟與步驟8的方法相同； 第十三步、植球:植入錫球(18)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種引線框架再布線的FCAAQFN封裝件及其制作工藝，所述封裝件包括有銅引線框架、助焊劑、芯片、芯片的錫球、塑封體、光致抗蝕涂覆材料、鈍化材料、電鍍銅、錫球；該制作工藝按照以下步驟進(jìn)行晶圓減薄、晶圓劃片、倒裝上芯、回流、清洗、塑封、后固化、框架研磨、涂光刻膠和顯影圖案、框架蝕刻、鈍化層和顯影圖案、金屬鍍銅、二次涂光刻膠和顯影圖案、二次蝕刻、二次鈍化層和顯影圖案、植球。本發(fā)明省去了鍵合焊線，縮短了電流和信號傳輸距離，提高了電性能和產(chǎn)品可靠性。
文檔編號H01L21/60GK103094241SQ20121054256
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者徐召明, 諶世廣, 王虎, 馬利, 謝天禹 申請人:華天科技(西安)有限公司