一種薄型陣列塑料封裝件及其生產方法與流程

本發明屬于電子器件制造半導體封裝技術領域，具體涉及一種薄型陣列塑料封裝件及其生產方法。

背景技術：

集成電路的封裝正朝著短、小、輕、薄、多腳化、高密度方向發展，其封裝形式由傳統的插孔封裝(THP)向著表面安裝(SMP)的方向發展。DIP、SOIC、QFP、PLCC、PGA、BGA、CSP各種封裝形式層出不窮,隨著信息技術的發展，半導體行業對電路的包封要求越來越高。傳統采用引線框架作為支撐及傳導結構的封裝形式，由于引線框架具有引腳，連接筋等連接結構，導致采用引線框架封裝的半導體器件寄生電感參數很大。如SOP封裝，其引腳呈鷗翼形外漏在塑封體外部，不僅寄生電感參數很大，而且封裝件在基板上的安裝面積也很大。

此外，為了提高半導體芯片的性能和當前對高頻特性的需求，制造具有良好頻率特性的半導體封裝變得越來越重要。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中的缺點而提供一種結構簡單緊湊的薄型陣列塑料封裝件。

本發明的另一目的為提供上述薄型陣列塑料封裝件的生產方法。

為解決本發明的技術問題采用如下技術方案：

一種薄型陣列塑料封裝件, 包括載體、引線鍵合焊盤、接地環、IC芯片、焊線、塑封體和焊球,所述載體從底部依次由Au、Ni、Cu三層金屬層構成，所述載體的中間位置為芯片粘結區DAP，所述芯片粘結區DAP設置有IC芯片，所述載體的邊緣設置有接地環，所述接地環由疊加在載體上的多層金屬構成；所述引線鍵合焊盤呈多排陣列方式排布在載體四周，所述引線鍵合焊盤由多層金屬組成；所述IC芯片通過焊線分別電性連接于引線鍵合焊盤和接地環；所述封裝體用于包覆IC芯片、焊線及引線鍵合焊盤和載體的一部分，其中載體的底部外漏在封裝體之外；所述焊球設置于封裝體的底部，并同引線鍵合焊盤相連接。

所述載體的金屬層Au為1-2μm，金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm。

所述接地環從底部依次由金屬層Ni和Au構成，其中金屬層Ni為4μm，金屬層Au 為1-2μm。

所述引線鍵合焊盤從底部開始依次由金屬層Au、Ni、Cu、Ni、Au構成，其中每層金屬層Au為1-2μm，每層金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm。

所述焊線為金線或銅線或銀合金線。

上述薄型陣列塑料封裝件的生產方法，其步驟如下：

步驟一：首先準備一銅載條并在銅載條上涂覆一層電鍍的光刻抗蝕劑，經過光刻工藝在阻擋層上形成需要的窗口圖形，窗口位置的銅載條是裸露的；然后在銅載條的窗口位置電鍍多層金屬，電鍍完成之后去除電鍍阻擋層，形成載體、引線鍵合焊盤和接地環；所述載體由底部依次層疊電鍍Au、Ni、Cu三層金屬構成, 其中金屬層Au為1-2μm，金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm；所述接地環由底部依次層疊電鍍Ni和Au兩層金屬層構成, 其中金屬層Ni為4μm，金屬層Au 為1-2μm；所述引線鍵合焊盤由底部依次層疊電鍍Au、Ni、Cu、Ni、Au五層金屬構成，其中每層金屬層Au為1-2μm，每層金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm；

步驟二：采用標準材料將IC芯片粘結在載體的芯片粘結區DAP，再用焊線采用球焊工藝完成引線鍵合，然后在完成鍵合后的銅載條組裝表面上進行模塑成型，完成對IC芯片、焊線及引線鍵合焊盤、載體的模塑包封；

步驟三：模塑之后，用化學蝕刻的方法將塑封體底部的銅載條去除；

步驟四：將焊球一一對準引線鍵合焊盤安裝到封裝體的底部，對整個模塑條帶進行切割，分離出單個的IC封裝產品。

在焊球焊接時先在引線鍵合焊盤的底部電鍍一層7-21μm的Sn，然后采用回流焊的方式將焊球與引線鍵合焊盤結合。

一種薄型陣列塑料封裝件,所述封裝件包括載體、引線鍵合焊盤、IC芯片、焊線、塑封體和焊球,所述載體從底部依次由Au、Ni、Cu三層金屬層構成，所述載體的中間位置為芯片粘結區DAP，所述芯片粘結區DAP設置有IC芯片，所述引線鍵合焊盤呈多排陣列方式排布在載體四周，所述引線鍵合焊盤由多層金屬組成；所述IC芯片通過焊線分別電性連接于引線鍵合焊盤；所述封裝體用于包覆IC芯片、焊線及引線鍵合焊盤和載體的一部分，其中載體的底部外漏在封裝體之外；所述焊球設置于封裝體的底部，并同引線鍵合焊盤相連接。

本發明的有益效果在于結構簡單緊湊，相對于SSOP、QFP等引腳外漏式的IC封裝，薄型陣列塑料封裝件所需要的安裝面積和封裝體積更小。同SSOP、QFP等采用引線框架作為芯片承載、導電結構的封裝形式相比較，本封裝雖然在封裝過程中采用了與引線框架相同材質的銅載條，但在最終的封裝結構中并沒有銅載條，銅載條只是作為一個形成載體和引線鍵合焊盤的中間工具。同時，由于鍵合線較短及沒有外引腳，使得本封裝件具有優異的電學性能。

附圖說明

圖1是本發明薄型陣列塑料封裝件的剖面示意圖；

圖2是本發明電鍍完成銅載條表面金屬層的剖面示意圖；

圖3是本發明模塑之后封裝件的剖面示意圖；

圖4是本發明去掉銅載條之后封裝件的剖面示意圖；

圖5是本發明安裝了焊球之后的封裝件的示意圖；

圖6是本發明去掉接地環的薄型陣列塑料封裝件的剖面示意圖；

附圖中：22：載體；21：引線鍵合焊盤；23：接地環；10：IC芯片； 11：塑封體；12：焊線；31：焊球；20：銅載條。

具體實施方式

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。

如圖1所示，一種薄型陣列塑料封裝件包括：載體22、引線鍵合焊盤21、接地環23、IC芯片10、焊線12、塑封體11和焊球31。

載體22由多層金屬組成，由載體底部開始金屬層依次可以是Au、Ni、Cu，其中金屬層Au為1-2μm，金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm。載體22的中間位置為芯片粘結區（DAP），載體22的邊緣位置為接地環23，接地環23可以通過在載體上疊加多層金屬構成，接地環23從底部依次由金屬層Ni和Au構成，其中金屬層Ni為4μm，金屬層Au 為1-2μm。引線鍵合焊盤21呈陣列方式排布在載體22四周，引線鍵合焊盤21被設置成兩排陣列排布；引線鍵合焊盤21由多層金屬組成，由底部開始金屬層依次可以是Au、Ni、Cu、Ni、Au，其中兩層金屬層Au，每層為1-2μm，兩層金屬層Ni，每層為4μm，金屬層Cu為79μm。需要指出，在不使用較長焊線的情況下，引線鍵合焊盤21可以設置成單排或多排（≥3）排周邊排列的方式。

IC芯片10設置于載體22上表面的芯片粘結區（DAP），并通過焊線12電性連接于引線鍵合焊盤21和接地環23，焊線12可以是金線、銅線或銀合金線，IC芯片10可以采用粘片膠、膠膜片等安裝在芯片粘結區（DAP）。封裝體11包覆IC芯片10、焊線12 及引線鍵合焊盤21、載體22的一部分，載體22的底部外漏在塑封體之外，可以作為封裝件的散熱區。封裝體11可包括酚醛基樹脂、環氧基樹脂、硅基樹脂或其他適當的包覆劑。封裝體11亦可包括適當的填充劑，例如是粉狀的二氧化硅。可利用數種封裝技術形成封裝體11，例如是壓縮成型、注射成型。

焊球31設置于封裝體11的底部，并同引線鍵合焊盤21相連接，用于實現封裝件與外部電路的電連接。焊球31可以通過回流焊等方式實現與鍵合焊盤21的結合。

根據封裝件的設計要求接地環也可以選擇性的去除。形成一種薄型陣列塑料封裝件,封裝件包括載體22、引線鍵合焊盤21、IC芯片10、焊線12、塑封體11和焊球31,所述載體22從底部依次由Au、Ni、Cu三層金屬層構成，載體22的中間位置為芯片粘結區DAP，芯片粘結區DAP設置有IC芯片10，所述引線鍵合焊盤21呈多排陣列方式排布在載體22四周，引線鍵合焊盤21由多層金屬組成；IC芯片10通過焊線12分別電性連接于引線鍵合焊盤21；封裝體11用于包覆IC芯片10、焊線12及引線鍵合焊盤21和載體22的一部分，其中載體22的底部外漏在封裝體11之外；焊球31設置于封裝體11的底部，并同引線鍵合焊盤21相連接。

實施例1

一種薄型陣列塑料封裝件的生產方法，其步驟如下：

步驟一：首先準備一銅載條20并在銅載條20上涂覆一層電鍍的阻擋層（光刻抗蝕劑），經過光刻工藝在阻擋層上形成需要的窗口圖形，窗口位置的銅載條20是裸露的；然后在銅載條20的窗口位置電鍍多層金屬，電鍍完成之后去除電鍍阻擋層，形成載體22、引線鍵合焊盤21和接地環23。其中載體由底部依次層疊電鍍Au、Ni、Cu三層金屬構成, 其中金屬層Au為2μm，金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm；接地環由底部依次層疊電鍍Ni和Au兩層金屬層構成, 其中金屬層Ni為4μm，金屬層Au 為2μm；所述引線鍵合焊盤由底部依次層疊電鍍Au、Ni、Cu、Ni、Au五層金屬構成，其中每層金屬層Au為2μm，每層金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm；

步驟二：采用標準材料將IC芯片10粘結在載體22的芯片粘結區（DAP），再用焊線12采用球焊工藝完成引線鍵合，然后在完成鍵合后的銅載條20組裝表面上采用壓縮成型進行模塑成型，完成對IC芯片10、焊線12 及引線鍵合焊盤21、載體22的包封；

步驟三：如圖4所示，模塑之后，用化學蝕刻的方法將塑封體11底部的銅載條20去除。在銅載條20去除之后，引線鍵合焊盤21底部的Au層就會充當阻擋層，蝕刻就會停止。此時，載體22的底部外漏在塑封體之外，可以作為封裝件的散熱區；

步驟四：將焊球31一一對準引線鍵合焊盤21安裝到封裝體11的底部。焊接時先在引線鍵合焊盤21的底部電鍍一層7μm的Sn ，然后采用回流焊的方式實現焊球31與引線鍵合焊盤21的結合。最后，對整個模塑條帶進行切割，分離形成單個的IC封裝產品。

實施例2

一種薄型陣列塑料封裝件的生產方法，其步驟如下：

步驟一：首先準備一銅載條20并在銅載條20上涂覆一層電鍍的阻擋層（光刻抗蝕劑），經過光刻工藝在阻擋層上形成需要的窗口圖形，窗口位置的銅載條20是裸露的；然后在銅載條20的窗口位置電鍍多層金屬，電鍍完成之后去除電鍍阻擋層，形成載體22、引線鍵合焊盤21和接地環23。其中載體、引線鍵合焊盤由底部依次層疊電鍍Au、Ni、Cu、Ni、Au五層金屬構成, 其中金屬層Au為1μm，金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm；

步驟二：采用標準材料將IC芯片10粘結在載體22的芯片粘結區（DAP），再用焊線12采用球焊工藝完成引線鍵合，然后在完成鍵合后的銅載條20組裝表面上采用注射成型進行模塑成型，完成對IC芯片10、焊線12 及引線鍵合焊盤21、載體22的包封。

步驟三：模塑之后，用化學蝕刻的方法將塑封體11底部的銅載條20去除。在銅載條20去除之后，引線鍵合焊盤21底部的Au層就會充當阻擋層，蝕刻就會停止。此時，載體22的底部外漏在塑封體之外，可以作為封裝件的散熱區；

步驟四：將焊球31一一對準引線鍵合焊盤21安裝到封裝體11的底部。焊接時先在引線鍵合焊盤21的底部電鍍一層21μm的Sn，然后采用回流焊的方式實現焊球31與引線鍵合焊盤21的結合。最后，對整個模塑條帶進行切割，分離形成單個的IC封裝產品。

實施例3

一種薄型陣列塑料封裝件的生產方法，其步驟如下：

步驟一：首先準備一銅載條20并在銅載條20上涂覆一層電鍍的阻擋層（光刻抗蝕劑），經過光刻工藝在阻擋層上形成需要的窗口圖形，窗口位置的銅載條20是裸露的；然后在銅載條20的窗口位置電鍍多層金屬，電鍍完成之后去除電鍍阻擋層，形成載體22、引線鍵合焊盤21。其中載體、引線鍵合焊盤由底部依次層疊電鍍Au、Ni、Cu、Ni、Au五層金屬構成, 其中金屬層Au為1μm，金屬層Ni 為4μm，金屬層Cu為79μm；

步驟二：采用標準材料將IC芯片10粘結在載體22的芯片粘結區（DAP），再用焊線12采用球焊工藝完成引線鍵合，然后在完成鍵合后的銅載條20組裝表面上采用注射成型進行模塑成型，完成對IC芯片10、焊線12 及引線鍵合焊盤21、載體22的包封。

步驟三：模塑之后，用化學蝕刻的方法將塑封體11底部的銅載條20去除。在銅載條20去除之后，引線鍵合焊盤21底部的Au層就會充當阻擋層，蝕刻就會停止。此時，載體22的底部外漏在塑封體之外，可以作為封裝件的散熱區；

步驟四：將焊球31一一對準引線鍵合焊盤21安裝到封裝體11的底部。焊接時先在引線鍵合焊盤21的底部電鍍一層21μm的Sn，然后采用回流焊的方式實現焊球31與引線鍵合焊盤21的結合。最后，對整個模塑條帶進行切割，分離形成單個的IC封裝產品。

也可以采用印刷、電鍍等方法在引線鍵合焊盤21的底部直接形成焊球31，焊球可以根據生產條件選擇合適的方式。

以上已經詳細描述了本發明的發明內容，本封裝件的主要優點是結構簡單緊湊，相對于SSOP、QFP等引腳外漏式的IC封裝，薄型陣列塑料封裝件所需要的安裝面積和封裝體積更小。同SSOP、QFP等采用引線框架作為芯片承載、導電結構的封裝形式相比較，本封裝雖然在封裝過程中采用了與引線框架相同材質的銅載條，但在最終的封裝結構中并沒有銅載條，銅載條只是作為一個形成載體和引線鍵合焊盤的中間工具。同時，由于鍵合線較短及沒有外引腳，使得本封裝件具有優異的電學性能。本發明32引腳的封裝形式與傳統的28引腳PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）封裝相比較為例，面積(5mm×5mm)縮小了84%，厚度(0.9mm)降低了80%，重量(0.06g)減輕了95%，電子封裝寄生效應也提升了50%。本封裝具的焊盤節距分別為0.8mm、0.65mm、0.5mm和0.4mm，可以在不使用較長焊盤的情況下提供3以上排周邊排列的焊盤，所以非常適合應用在手機、數碼相機、PDA以及其他便攜小型電子設備的高密度印刷電路板上。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。