專利名稱：一種高密度sim卡封裝件及其生產方法
技術領域：
本發明屬于集成電路封裝技術領域，涉及一種IC芯片封裝件，具體涉及一種基于 有機層壓基板注塑成型，集成了存儲芯片、加密芯片和RF芯片的高密度SIM卡封裝件；本發 明還涉及一種該高密度SIM卡封裝件的生產方法。
背景技術：
SIM卡是客戶識別封裝件(Subscriber Identity Module)的縮寫，也稱為智能卡、 用戶身份識別卡。SIM卡是帶有微處理器的智能芯片卡，由CPU、程序存儲器(ROM)、工作存 儲器(RAM)、數據存儲器(EPROM或E2PR0M)和串行通信單元五個封裝件構成。這五個封裝 件必須集成在一塊集成電路中，否則其安全性會受到威脅。SIM卡在電腦芯片上存儲了數字移動電話客戶的信息，加密的密鑰等內容，可 供GSM網絡客戶身份進行鑒別，并對客戶通話時的語音信息進行加密。在現今信息社 會里，各種通信設備的技術和功能都是日新月異，而SIM卡作為手機中的一個重要部 件，同樣也在不斷地發展和變化著。目前的SIM卡普遍采用載帶封裝，其外形尺寸為 15mmX25mmX0. 83mm，功能單一，僅有正常的手機移動通訊、鑒權，不能滿足更多功能的使 用要求。
發明內容
為了克服上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種高密度SIM卡封 裝件，外形尺寸較小，具有多種功能，能滿足更多功能的使用要求。本發明的另一目的是提供一種上述高密度SIM卡封裝件的生產方法。為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是，一種高密度SIM卡封裝件，包括基 板、IC芯片、鍵合線和塑封體，基板為采用回蝕工藝制成的2層、4層、6層或者8層高密度 互聯封裝有機層壓基板1，有機層壓基板1上還設置有無源器件和晶振11，IC芯片為并排 設置的兩塊，或者IC芯片為并排設置的兩塊，且其中一塊IC芯片上堆疊有第三塊IC芯片， 該第三塊IC芯片通過鍵合線與有機層壓基板1相連，該第三塊IC芯片還通過鍵合線與第 三塊IC芯片下面的IC芯片相連。本發明所采用的另一技術方案是，一種上述高密度SIM卡封裝件的生產方法，包 括如下步驟
步驟1:晶圓減薄/劃片
當晶圓最終減薄厚度小于等于160 μ m時，采用規格為230mmX 100m,厚度為200 μ m的 CP9021B-200專用減薄膠膜；
當晶圓減薄最終厚度大于等于170 μ m時，采用規格為230mmX 100m,厚度為150 μ m的 BT-150E-KL減薄膠膜；
采用雙刀STEP切割方法進行劃片； 步驟2 表面貼片表面貼片流程上板一錫膏印刷一元件貼片一下板一清洗一回流焊一清洗一下板；該 流程中使用H0RIZ0N-03i印刷機、XPF-S貼片機、PYRAMAX 100N回流焊爐和BL-370水清洗 機；
步驟3 上芯
采用回蝕工藝制成的2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝有機層壓基板1，使用上 芯機和多頂針多步頂起系統上芯；
或者，采用回蝕工藝制成的2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝有機層壓基板1， 使用上芯機和多頂針多步頂起系統上芯；然后，再使用DB-700FL上芯機進行二次上芯，在 下層芯片上粘貼上層芯片，二次上芯后在150°C 士5°C的溫度下防分層烘烤3小時+ 0. 5小 時；
步驟4:采用進料一腔體閉合抽真空一等離子清洗一出料的流程，將上芯后的有機層 壓基板1進行等離子清洗； 步驟5 壓焊
對于單層芯片，將襯底溫度調整到200°C 210°C，每條框架在軌道上停留時間控制在 4分鐘以內，采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用直徑為Φ 18 μ m、Φ20μπκ Φ23 μ m的金線進 行壓焊；
對于堆疊芯片，將襯底溫度調整到200°C 210°C，每條框架在軌道上停留時間控制在 4分鐘以內，采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用直徑為Φ 18 μ m、Φ20μπκ Φ23 μ m的金線進 行壓焊；壓焊時先對下層芯片打線，再進行上層芯片的打線； 步驟6:等離子清洗
按進料一腔體閉合抽真空一等離子清洗一出料的順序，采用VSP-88D Prol等離子清洗 機清洗壓焊后的有機層壓基板1 ； 步驟7:塑封、后固化
選用CEL9750HF9ZHF塑封料，塑封步驟6等離子清洗后的基板，控制模溫為175士 10°C， 注塑壓力為1. OTon 1. 5Ton,并采用華天開發的多段注塑模型軟件控制注塑過程，固化 90s 150s ；
步驟8 采用與普通柵格陣列封裝生產相同的打印方法進行打印，得到半成品； 步驟9:在步驟8得到的半成品表面包裹FC-217M-170膠膜，然后進行切割，制得SIM卡 封裝件。本發明高密度SIM卡封裝件的外形尺寸為12mmX18mmX0.63mm，其內封入了 2 4個芯片、1 50個無源器件，為典型的超高密度SiP (System in Package)封裝。是新一 代超薄、超小型手機智能卡(RF-SIM)封裝件，面積降低到現有封裝件的60%以下，平均每只 的封裝面積比現有產品減小42. 24%，體積減小56. 28%，也就是說，每只SIM卡比原有產品節 約56. 28%的塑封料。并且該RF-SIM封裝件可嵌入塑料卡套，從剛性封裝件轉化為柔性封 裝件，大幅提高了 RF-SIM的可靠性。
圖1是本發明高密度SIM卡封裝件堆疊封裝的結構示意圖； 圖2是本發明高密度SIM卡封裝件多芯片封裝的結構示意圖；圖3是本發明高密度SIM卡封裝件生產過程中壓焊時跨芯片焊線及較長弧線所采用的 平弧弧形示意圖4是本發明高密度SIM卡封裝件生產過程中壓焊時長度超過2mm的長線弧采用的 Bga弧弧形示意圖5是本發明高密度SIM卡封裝件生產過程中壓焊時焊線較多、弧高有限時采用的M 弧弧形示意圖6是本發明高密度SIM卡封裝件生產過程中壓焊時芯片與芯片間采用的CSP弧弧形 示意圖。圖中，1.有機層壓基板，2.第一膠膜片，3.第一 IC芯片，4.第二膠膜片，5.第二 IC芯片，6.第三膠膜片，7.第三IC芯片，8.電阻，9.電容，10.電感，11.晶振，12.第一鍵 合線，13.第二鍵合線，14.第三鍵合線，15.塑封體，a.印字深度，c2.底層芯片厚度，d2.底 層粘片膠厚度，fl.器件PAD間距，f2.器件到第二焊點間距，G.焊線到印字底的間隙，h.基 板厚度，M.塑封體厚度，T.芯片總厚度，CT.無源器件厚度，El. SIM卡卡套長，E2. SIM卡卡 套斜角臨邊長度。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。本發明SIM卡封裝件在原始SIM卡的基礎上，增添了很多強大的功能，并解決了原 來存在的很多安全性等缺陷和功能單一的不足。如圖1所示，本發明高密度SIM卡封裝件堆疊封裝的結構，包括有機層壓基板1，有 機層壓基板1為2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝用基板，使用機械孔和激光孔進行 多層互聯，連接孔有埋孔、盲孔等形式，表面處理方式為一面銅鎳金鍍層或鎳鈀金鍍層或有 機保護干膜或其他表面處理方式，可以使用金絲、銅絲或鋁線球焊工藝使芯片和基板之間 形成連接關系，另一面使用硬金處理。有機層壓基板1上面并排設置有第一 IC芯片3和第 二 IC芯片5，第一 IC芯片3與有機層壓基板1之間設置有第一膠膜片2，第二 IC芯片5與 有機層壓基板1之間設置有第二膠膜片4 ；第一 IC芯片3和第二 IC芯片5之間的有機層壓 基板1上設置有電感10，第一 IC芯片3另一側的有機層壓基板1并排設置有電阻8和電容 9 ；第二 IC芯片5的另一側有機層壓基板1上設置有晶振11 ；第一 IC芯片3和第二 IC芯 片5分別通過第一鍵合線12與有機層壓基板1相連；第二 IC芯片5上設置有第三IC芯片 7，第三IC芯片7與第二 IC芯片5之間設置有第三膠膜片6 ；第三IC芯片7通過第三鍵合 線14與有機層壓基板1相連，第三IC芯片7通過第二鍵合線13與第二 IC芯片5相連接； 有機層壓基板1的上面設置有塑封體15，塑封體15包圍有機層壓基板1上的所有器件。如圖2所示，本發明高密度SIM卡封裝件多芯片封裝的結構，包括有機層壓基板1， 有機層壓基板1為2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝用基板，使用機械孔和激光孔進 行多層互聯，連接孔有埋孔、盲孔等形式，表面處理方式為一面銅鎳金鍍層或鎳鈀金鍍層或 有機保護干膜或其他表面處理方式，可以使用金絲、銅絲或鋁線球焊工藝使芯片和基板之 間形成連接關系，另一面使用硬金處理。有機層壓基板1上面并排設置有第一 IC芯片3和 第二 IC芯片5，第一 IC芯片3與有機層壓基板1之間設置有第一膠膜片2，第二 IC芯片5 與有機層壓基板1之間設置有第二膠膜片4 ；第一 IC芯片3和第二 IC芯片5之間的有機層壓基板1上設置有電感10，第一 IC芯片3另一側的有機層壓基板1并排設置有電阻8和電 容9 ；第二 IC芯片5的另一側有機層壓基板1上設置有晶振11 ；第一 IC芯片3和第二 IC 芯片5分別通過第一鍵合線12與有機層壓基板1相連；有機層壓基板1的上面設置有塑封 體15，塑封體15包圍有機層壓基板1上的所有器件。第一膠片膜2、第二膠片膜4和第三膠片膜6也可以采用粘片膠。本本發明高密度SIM卡封裝件的結構包括有機層壓基板1、粘接材料、IC芯片、鍵 合線、塑封體15、晶振11和無源器件(電阻、電感和電容)。有機層壓基板1上是粘接材料， 粘接材料上是IC芯片，IC芯片上的焊盤通過鍵合線與有機層壓基板1上的焊盤相連構成 了電源和信號通道，塑封體15包圍了有機層壓基板1、粘接材料、IC芯片、鍵合線、晶振11 和無源器件構成了電路整體，并且對IC芯片、鍵合線、晶振11和無源器件起到了支撐和保 護作用。本發明高密度SIM卡封裝件包括多芯片肩并肩式排列封裝和多芯片堆疊封裝。T 代表芯片總厚度(Total thickness)，h為基板厚度(substrate thickness)，fl為器件 PAD 間間距(pad to pad clearance), f2 為器件到第二焊點間距(Clear bonding towards components)，G為焊線到印字底的間隙(wire to mold clearance)，a代表印字深度 (marking depth), c2為底層芯片厚度(btm die thickness), d2為底層粘片膠厚度(btm adhesive thickness)，M 塑封體厚度(mold cap thickness)，CT 為無源器件厚度。本發明高密度SIM卡封裝件是新一代高密度SIM卡，將近距離通信芯片(NFC)與 SIM卡融合，實現電子支付和數據下載等多種功能，這是一項有望大規模改變用戶生活方式 的應用。用戶只要用手機接近讀卡器，即可實現小額支付、門禁、考勤等身份識別應用。可支 持CPCS，calypso等行業應用；支持PK應用支持RSA非對稱算法，具有網絡身份認證功 能；支持實時支付交易，也可進行非實時的支付交易；可支持空中充值，遠程消費等功能。本發明高密度SIM卡封裝件的生產工藝流程為晶圓進料檢驗一晶圓減薄一晶圓 劃片一基板烘烤一SMT —上芯一上芯烘烤一等離子清洗一壓焊一等離子清洗一塑封一后 固化一打印一切割一盤裝檢驗一測試一SIM卡封裝件嵌入SIM卡卡套。生產制作本高密度SIM卡封裝件時，采用有機層壓基板1，在該有機層壓基板1上 集成多個芯片，采用3D疊層封裝，芯片與基板間既有粘片膠(導電膠或絕緣膠)粘片，又有膠 膜(DAF膜)粘片，芯片與芯片之間用膠膜片粘接在一起，能達到100%的結合，且膠膜片厚度 均勻，不會產生傾斜，生產良品率極高。考慮到RF芯片薄、脆的特性，通過反復驗證，找到了 壓焊時合適的壓力、參數及線弧類型。塑封工序選用CEL9750HF9ZHF塑封料，將金線沖歪率 控制在5%以內。本發明高密度SIM卡封裝件的具體生產方法如下 步驟1:晶圓減薄/劃片
為了防止晶圓減薄后翹片，經試驗評估后確定
當晶圓最終減薄厚度小于等于160 μ m時，采用規格為230mmX 100m,厚度為200 μ m的 CP9021B-200專用減薄膠膜；
當晶圓減薄最終厚度大于等于170 μ m時，采用規格為230mmX 100m,厚度為150 μ m的 BT-150E-KL減薄膠膜；
對于減薄后厚度在150 μ m以內的芯片，采用防碎片、防翹曲減薄工藝控制技術，在原料晶圓厚度+膠膜厚度一 50μπι厚度范圍內采用粗磨，粗磨速度<30ym/min;在最終晶圓 厚度+膠膜厚度+ 30 μ m范圍內采用細磨，細磨速度< 10 μ m/min ； 采用雙刀STEP切割方法進行劃片，以防止背崩、裂紋。步驟2 表面貼片(SMT)
SMT流程上板一錫膏印刷一元件貼片一下板一清洗一回流焊一清洗一下板。該過程 中使用H0RIZ0N-03i印刷機、XPF-S貼片機、PYRAMAX 100N回流焊爐、BL-370水清洗機。在SMT流程中，印刷工序是保證表面貼裝質量的關鍵，易產生焊膏圖形錯位、焊膏 圖形拉尖或有凹陷、錫膏量太多和圖形不均勻有斷點，圖形污染等問題。為此，通過調整鋼 板位置、調整印刷機、調整印刷壓力、換金屬刀、改進模板窗口設計、檢查模板窗口尺寸、調 節印刷參數等方式，并不斷優化，達到產品要求。步驟3:上芯
采用有機層壓基板1，有機層壓基板1為2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝用基 板，使用機械孔和激光孔進行多層互聯，連接孔有埋孔、盲孔等形式，表面處理方式為一面 銅鎳金鍍層或鎳鈀金或有機保護干膜或其他表面處理方式，采用回蝕(Etching-back)工藝 制造有機層壓基板1，以降低封裝中的天線效應，有機層壓基板1采用大面積鋪地的方式， 加強散熱同時減少信號噪聲；使用DB-700FL上芯機、AD828上芯機或AD889上芯機；上芯時 采用多頂針多步頂起系統；調節頂針參數，調節裝片壓力；
采用有機層壓基板1，有機層壓基板1為2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝用基 板，使用機械孔和激光孔進行多層互聯，連接孔有埋孔、盲孔等形式，表面處理方式為一面 銅鎳金鍍層或鎳鈀金或有機保護干膜或其他表面處理方式，采用回蝕(Etching-back)工藝 制造有機層壓基板1，以降低封裝中的天線效應，有機層壓基板1采用大面積鋪地的方式， 加強散熱同時減少信號噪聲；使用DB-700FL上芯機、AD828上芯機或AD889上芯機；上芯時 采用多頂針多步頂起系統；調節頂針參數，調節裝片壓力；采用DB-700FL上芯機，在下層芯 片上粘貼上層芯片，下層芯片與上層芯片之間既可以采用粘片膠粘片又可以采用膠膜片粘 片，二次上芯后在150°C 士5°C的溫度下防分層烘烤3小時+ 0. 5小時；
SIM卡封裝件中底層芯片減薄后的厚度只有100 μ m,加工過程中存在裂片隱患，負責 上芯的工程師針對此現象經過DOE反復實驗論證，最后確定了此問題的解決方法，選用R弧 度較大的頂針，采用多頂針多步頂起系統；調節頂針參數，調節裝片壓力，避免裂片。上芯時 采用膠膜片(DAF膜)粘片，芯片與框架(或芯片與芯片)100%結合，且厚度均勻，不會產生偏 斜，非常適合小芯片的上芯。步驟4:采用進料一腔體閉合抽真空一等離子清洗一出料的流程，將上芯后的基 板進行等離子清洗；
步驟5 壓焊
對于單層芯片，將襯底溫度調整到200 210°C，每條框架在軌道上停留時間控制在4 分鐘以內，防止框架氧化，預防分層缺陷產生。采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用供應商為 HERAEUS, Tanaka提供的直徑為Φ 18 μ m、Φ 20 μ m、Φ 23 μ m的金線進行壓焊；
對于堆疊芯片，將襯底溫度調整到200 210°C，每條框架在軌道上停留時間控制在4 分鐘以內，防止框架氧化，預防分層缺陷產生。采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用供應商為 HERAEUS、Tanaka提供的直徑為Φ 18 μ m、Φ 20 μ m、Φ 23 μ m的金線進行壓焊；壓焊時打線分兩次完成，先對下層芯片打線，再進行上層芯片的打線；
高密度SIM卡封裝中集成了存儲芯片、加密芯片和RF芯片，該芯片采用NOK材料很薄 很脆，打線時容易因壓力而造成芯片破裂，打線非常很難，因此必須按照天勝工程師DOE驗 證得到的合適的參數及線弧類型進行打線。芯片的超薄性決定線弧高度應控制在120 μ m 內，當焊線跨芯片時或比較長的線弧采用如圖3所示的平弧(平臺弧、工作弧)；當線弧長 度為2mm以上的長線弧時，采用如圖4所示的Bga弧，線弧間有2 4個拐角；當焊線較多 弧高有限時，采用如圖5所示的M弧，可防止下層焊線碰線；芯片與芯片間采用短線弧及如 圖6所示的CSP弧(焊點間跨度小，落差較大)，芯片與基板間焊線的壓面拐角可根據需要調 整高低；
步驟6:等離子清洗
按進料一腔體閉合抽真空一等離子清洗一出料的順序，采用VSP-88D Prol等離子清洗 機清洗壓焊后的基板，去除基板、芯片、器件表面的雜質； 步驟7:塑封、后固化
選用CEL9750HF9ZHF塑封料，塑封步驟6等離子清洗后的基板，控制模溫為175士 10°C， 注塑壓力為1. OTon 1. 5Ton,并采用華天開發的多段注塑模型軟件控制注塑過程，固化 90s 150s ；
SIM卡封裝是薄型、單面封裝，一面為塑封料，另一面是基板，由于不是對等封裝，封裝 材料收縮不一致導致塑封后在熱應力的作用下會產生翹曲，為此在后固化烘烤的過程中 增加壓重物、緩慢升溫和降溫來控制翹曲，經過控制措施后翹曲能控制到0. 15mm(smile)、 0. IOmm(cry)。步驟8:打印
采用與普通柵格陣列封裝(LGA)生產相同的打印方法進行打印，得到半成品； 步驟9 切割入盤
在步驟8得到的半成品的表面包裹粘性強的FC-217M-170膠膜，然后進行切割，得到尺 寸為12mmX18mmX0. 63mm的SIM卡封裝件。制得的SIM卡封裝件的尺寸很小厚度也很薄，切割時容易出現飛芯和切偏現象， 為了解決這些問題采用粘性強的膠膜，并通過控制料條的翹曲度改善貼片工藝使產品能和 UV膜粘結緊密，不出現氣泡、沙眼等；選擇芯片尺寸封裝(CSP)校準模式，并選用多點校準 功能，通過編程改變切割順序命令，從而改變不同位置的徑向受力減小產品位移。將制得的SIM卡封裝件嵌入SIM卡卡套，具體流程為裁片一沖口一疊片一放置膠 膜一放置SIM卡封裝件一熱壓一成型一裁切一包裝一電信運營商。高密度封裝，高度集成。本高密度SIM卡封裝技術與現有SIM卡相比有以下不同
1)有機層壓基板為2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝用基板，使用機械孔和激光 孔進行多層互聯，連接孔有埋孔、盲孔等形式，表面處理方式為一面銅鎳金鍍層或鎳鈀金或 有機保護干膜或其他表面處理方式，采用回蝕工藝制造基板，降低了封裝中的天線效應。2)塑封了多個芯片，在多芯片封裝中采用并肩擺放和堆疊擺放多種形式，通過有 機層壓基板上的線路或者直接采用金線、銅線或者鋁線實現芯片之間的互連。3)塑封多個無源器件，且將無源器件的擺放與塑封模流方向進行了匹配，有效降 低了塑封空洞和塑封紊流。
4)通過注塑成型，保護多芯片線弧、芯片及無源器件。5) SIM卡封裝件面積是常規SIM卡的57. 6%，封裝件完成后嵌入PVC卡套，高密度 封裝，高度集成。6)集成了存儲芯片、加密芯片和RF芯片，同時在封裝基板上附有天線，可進行非 接觸式支付。7)芯片與基板有金線打線互聯，倒裝焊接互聯等多種互聯方式。8 )集成了晶振，使用了堆疊封裝(PiP )工藝。9)基板設計中采用大面積鋪地的方式加強散熱同時減少信號噪聲。10)芯片和基板的粘結劑有膠膜片、導電膠、絕緣膠等多種形式。實施例1
晶圓最終減薄厚度為145 μ m，采用規格為230mmX 100m,厚度為200 μ m的 CP9021B-200專用減薄膠膜；采用防碎片、防翹曲減薄工藝控制技術，在原料晶圓厚度+膠 膜厚度一 50 μ m厚度范圍內采用粗磨，粗磨速度< 30 μ m/min ；在最終晶圓厚度+膠膜厚 度+30 μπι范圍內采用細磨，細磨速度彡10 μ m/min ；采用雙刀STEP切割方法進行劃片， 防止背崩、裂紋；分別采用H0RIZ0N-03i印刷機、XPF-S貼片機、PYRAMAX 100N回流焊爐、 BL-370水清洗機，按上板一錫膏印刷一元件貼片一下板一清洗一回流焊一清洗一下板的 流程在減薄的晶圓上進行表面貼片；取采用回蝕工藝制造的有機層壓基板，通過DB-700FL 上芯機將表明貼片的晶圓粘貼在有機層壓基板上，進行上芯；將上芯后的有機層壓基板進 行等離子清洗；在等離子清洗后的有機層壓基板上進行壓焊，將襯底溫度調整到200°C， 每條框架在軌道上停留時間控制在4分鐘以內，防止框架氧化，預防分層缺陷產生，采用 W3100 OPTIMA壓焊機，選用直徑為Φ 18 μ m的金線，線弧高度控制在120 μ m內，當焊線跨 芯片時或比較長的線弧采用平弧；當線弧長度為2mm以上的長線弧時，采用Bga弧，線弧間 有2 4個拐角；當焊線較多弧高有限時，采用M弧，防止下層焊線碰線；芯片與芯片間采 用CSP弧，根據需要調整芯片與基板間焊線壓面拐角的高低；采用VSP-88D Prol等離子清 洗機清洗壓焊后的基板，去除基板、芯片、器件表面的雜質；選用CEL9750HF9ZHF塑封料，塑 封等離子清洗后的基板，控制模溫為175°C，注塑壓力為l.OTon，并采用華天開發的多段注 塑模型軟件控制注塑過程，固化90s ；采用與普通LGA生產相同的打印方法進行打印，得到 半成品；在步該半成品的表面包裹粘性強的FC-217M-170膠膜，然后進行切割，得到尺寸為 12mmX18mmX0. 63mm 的 SIM 卡封裝件。實施例2
生產多芯片堆疊式SIM卡封裝件時，采用與實施例1相同的方法進行晶圓減薄、劃片、 表面貼片；一次上芯時，將襯底溫度調整到210°C，然后按實施例1的方法進行一次上芯； 一次上芯后采用DB-700FL上芯機，通過粘片膠在下層芯片上粘貼上層芯片，二次上芯后在 150°C的溫度下防分層烘烤3. 25小時，并進行等離子清洗；采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用 直徑為Φ20 μπι的金線，先對下層芯片打線，再進行上層芯片的打線，控制線弧的弧形和弧 高；壓焊后進行等離子清洗，選用CEL9750HF9ZHF塑封料進行塑封，控制模溫為165°C，注塑 壓力為1. 5Ton,并采用華天開發的多段注塑模型軟件控制注塑過程，固化150s ；按實施例1 的方法進行塑封、打印、切割，得到尺寸為12mmX18mmX0. 63mm的SIM卡封裝件。實施例3生產多芯片堆疊式SIM卡封裝件時，采用與實施例1相同的方法進行晶圓減薄、劃片、 表面貼片；一次上芯時，將襯底溫度調整到205°C，然后按實施例1的方法進行一次上芯； 一次上芯后采用DB-700FL上芯機，通過膠片膜在下層芯片上粘貼上層芯片，二次上芯后在 155°C的溫度下防分層烘烤3小時，并進行等離子清洗；采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用 直徑為Φ23 μ m的金線，先對下層芯片打線，再進行上層芯片的打線，控制線弧的弧形和弧 高；壓焊后進行等離子清洗，選用CEL9750HF9ZHF塑封料進行塑封，控制模溫為185°C，注塑 壓力為1. 25Ton,并采用華天開發的多段注塑模型軟件控制注塑過程，固化120s ；按實施例 1的方法進行塑封、打印、切割，得到尺寸為12mmX 18mmX0. 63mm的SIM卡封裝件。
實施例4
生產多芯片堆疊式SIM卡封裝件時，采用與實施例1相同的方法進行晶圓減薄、劃片、 表面貼片；一次上芯時，將襯底溫度調整到205°C，然后按實施例1的方法進行一次上芯； 一次上芯后采用DB-700FL上芯機，通過膠片膜在下層芯片上粘貼上層芯片，二次上芯后在 145°C的溫度下防分層烘烤3. 5小時，并進行等離子清洗；采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用 直徑為Φ23 μ m的金線，先對下層芯片打線，再進行上層芯片的打線，控制線弧的弧形和弧 高；壓焊后進行等離子清洗，選用CEL9750HF9ZHF塑封料進行塑封，控制模溫為185°C，注塑 壓力為1. 25Ton,并采用華天開發的多段注塑模型軟件控制注塑過程，固化120s ；按實施例 1的方法進行塑封、打印、切割，得到尺寸為12mmX18mmX0. 63mm的SIM卡封裝件。
權利要求
1.一種高密度SIM卡封裝件，包括基板、IC芯片、鍵合線和塑封體，其特征在于，所述基 板為采用回蝕工藝制成的2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝有機層壓基板(1)，有機 層壓基板(1)上還設置有無源器件和晶振(11)，所述IC芯片為并排設置的兩塊，或者IC芯 片為并排設置的兩塊，且其中一塊IC芯片上堆疊有第三塊IC芯片，該第三塊IC芯片通過 鍵合線與有機層壓基板(1)相連，該第三塊IC芯片還通過鍵合線與第三塊IC芯片下面的 IC芯片相連。
2.根據權利要求1所述的高密度SIM卡封裝件，其特征在于，所述有機層壓基板(1)表 面處理方式為一面采用銅鎳金鍍層、鎳鈀金鍍層、有機保護干膜或其他表面處理方式，另一 面采用硬金處理。
3.根據權利要求1所述的高密度SIM卡封裝件，其特征在于，所述第三塊IC芯片與其 下面的IC芯片通過膠片粘貼。
4.根據權利要求3所述的高密度SIM卡封裝件，其特征在于，所述膠片采用粘片膠粘片 或膠膜片粘片。
5.一種權利要求1所述高密度SIM卡封裝件的生產方法，其特征在于，該生產方法包括 如下步驟步驟1:晶圓減薄/劃片當晶圓最終減薄厚度小于等于160 μ m時，采用規格為230mmX 100m,厚度為200 μ m的 CP9021B-200專用減薄膠膜；當晶圓減薄最終厚度大于等于170 μ m時，采用規格為230mmX 100m,厚度為150 μ m的 BT-150E-KL減薄膠膜；采用雙刀STEP切割方法進行劃片；步驟2 表面貼片表面貼片流程上板一錫膏印刷一元件貼片一下板一清洗一回流焊一清洗一下板；該 流程中使用H0RIZ0N-03i印刷機、XPF-S貼片機、PYRAMAX 100N回流焊爐和BL-370水清洗 機；步驟3 上芯采用回蝕工藝制成的2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝有機層壓基板(1)，使用 上芯機和多頂針多步頂起系統上芯；或者，采用回蝕工藝制成的2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝有機層壓基板(1 )， 使用上芯機和多頂針多步頂起系統上芯；然后，再使用DB-700FL上芯機進行二次上芯，在 下層芯片上粘貼上層芯片，二次上芯后在150°C 士5°C的溫度下防分層烘烤3小時+ 0. 5小 時；步驟4:采用進料一腔體閉合抽真空一等離子清洗一出料的流程，將上芯后的有機層 壓基板(1)進行等離子清洗；步驟5 壓焊對于單層芯片，將襯底溫度調整到200°C 210°C，每條框架在軌道上停留時間控制在 4分鐘以內，采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用直徑為Φ18μπκ Φ20μπκ Φ23 μ m的金線進 行壓焊；對于堆疊芯片，將襯底溫度調整到200°C 210°C，每條框架在軌道上停留時間控制在4分鐘以內，采用W3100 OPTIMA壓焊機，選用直徑為Φ 18 μ m、Φ20μπκ Φ23 μ m的金線進 行壓焊；壓焊時先對下層芯片打線，再進行上層芯片的打線；步驟6:等離子清洗按進料一腔體閉合抽真空一等離子清洗一出料的順序，采用VSP-88D Prol等離子清洗 機清洗壓焊后的有機層壓基板(1)；步驟7:塑封、后固化選用CEL9750HF9ZHF塑封料，塑封步驟6等離子清洗后的基板，控制模溫為175士 10°C， 注塑壓力為1. OTon 1. 5Ton,并采用華天開發的多段注塑模型軟件控制注塑過程，固化 90s 150s ；步驟8 采用與普通柵格陣列封裝生產相同的打印方法進行打印，得到半成品；步驟9 在步驟8得到的半成品表面包裹FC-217M-170膠膜，然后進行切割，制得SIM卡 封裝件。
6.根據權利要求5所述高密度SIM封裝件的生產方法，其特征在于，所述步驟1中，對 于減薄后厚度在150um以內的芯片，采用防碎片、防翹曲減薄工藝控制技術，在原料晶圓厚 度+膠膜厚度一 50 μ m厚度范圍內采用粗磨，粗磨速度<30 μ m/min ；在最終晶圓厚度+膠 膜厚度+ 30 μ m范圍內采用細磨，細磨速度≤lOym/min。
7.根據權利要求5所述高密度SIM封裝件的生產方法，其特征在于，所述步驟5中打線 后線弧高度小于等于120 μ m。
8.根據權利要求5所述高密度SIM封裝件的生產方法，其特征在于，所述步驟5中打線 后線弧形狀為平弧、Bga弧、M弧和CSP弧。
9.根據權利要求5所述高密度SIM封裝件的生產方法，其特征在于，所述步驟9制得的 SIM封裝件的尺寸為12mmX18mmX0. 63mm。
全文摘要
一種高密度SIM卡封裝件及其生產方法，包括基板、IC芯片、鍵合線和塑封體，基板為采用回蝕工藝制成的2層、4層、6層或者8層高密度互聯封裝有機層壓基板，有機層壓基板上還設置有無源器件和晶振，IC芯片為并排設置的兩塊，或者其中一塊IC芯片上堆疊有第三塊IC芯片，該第三塊IC芯片通過鍵合線分別與有機層壓基板和其下面的IC芯片相連。在有機層壓基板粘貼IC芯片、無源器件和晶振，用鍵合線將IC芯片與有機層壓基板相連，控制線弧高度和弧形，采用多段注塑模型軟件控制注塑過程，打印切割，制成SIM卡封裝件。本發明封裝件尺寸12mm×18mm×0.63mm，塑封了多種類型器件，滿足更多功能的使用要求。
文檔編號G06K19/08GK102004940SQ20101056445
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者何文海, 慕蔚, 謝建友, 郭小偉, 陳欣 申請人:天水華天科技股份有限公司