带焊球面阵列四面扁平无引脚封装件制备方法技术

一种带焊球面阵列四面扁平无引脚封装件制备方法，晶圆减薄划片；裸铜框架正面贴干膜；形成凹槽，裸铜框架刻出第三凹槽和引脚槽；涂第一钝化层，第三凹槽底面的第一钝化层刻UBM1窗口、镀UBM1层；倒装芯片，芯片凸点与UBM1层接触，下填充；塑封框架正面；磨削框架背面涂第二钝化层，刻出第五凹槽，引脚底面涂第三钝化层，刻出第六凹槽，第三钝化层化学镀铜层，刻出第七凹槽；铜层涂第四钝化层，刻出UBM2窗口；化学沉积UBM2层；回流焊形成锡球；包封后固化第四钝化层；打印分离检测，得带焊球面阵列四面扁平无引脚封装件。该制备方法保证UBM性能质量，可以代替部分基板生产CSP封装器件，降低生产成本，缩短研发周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子自动化元器件制造
，涉及一种AAQFN封装件的制备方法，尤其涉及一种。
技术介绍
一般UBM (under bump metalization)采用高频派射多层金属,光刻腐蚀多余金属的生产方法，由于高频溅射机和光刻机价格昂贵，所以投入风险高，生产成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，在保证UBM性能质量的同时，降低生产成本。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是:一种，具体按以下步骤进行: 步骤1:对带凸点的晶圆进行减薄划片； 裸铜框架正面贴干膜； 步骤2:对干膜曝光，在干膜上形成第一凹槽和第二凹槽，溶解掉干膜未曝光部分，显影出图形，清洗烘干； 步骤3:在第一凹槽下方的裸铜框架上蚀刻出第三凹槽，第二凹槽下方的裸铜框架上蚀刻出引脚槽，相邻第三凹槽之间有引脚隔墙，清洗烘干； 步骤4:在裸铜框架正面涂覆第一钝化层，第一钝化层覆盖裸铜框架正面表面和所有凹槽的底面及侧面；在第三凹槽底面的第一钝化层上刻蚀UBM1窗口 ； 步骤5:先在UBM1窗口上化学镀第二金属层，第二金属层a的两端分别位于裸铜框架I表面的第一钝化层上，在第二金属层上化学镀第三金属层，在第三金属层上化学镀第四金属层；形成UBM1层；通过光刻、蚀刻去除多余的金属层，使相邻两个第三凹槽内形成的UBM1层不相接触，得到半成品引线框架； 步骤6:将带凸点的IC芯片倒装放置在半成品引线框架的正面，使芯片凸点伸入第三凹槽内，芯片凸点通过焊料与第三凹槽底部的UBM1层接触，然后进行下填充，使下填料填满第三凹槽内芯片凸点与UBM1层之间的空隙； 步骤7:对裸铜框架正面进行塑封，形成第一塑封体；第一塑封体覆盖了 IC芯片、芯片凸点、引脚隔墙及引脚槽； 步骤8:磨削裸铜框架背面，然后在磨削面上涂覆第二钝化层，曝光，在第二钝化层上蚀刻出第四凹槽，每个引脚隔墙在第二钝化层上对应的位置均有一个第四凹槽，每个引脚槽在第二钝化层上对应的位置也均有一个第四凹槽17 ； 步骤9:继续蚀刻第四凹槽，并延伸蚀刻第四凹槽相对的裸铜框架的背面，在裸铜框架背面蚀刻出分别与引脚隔墙相通的第五凹槽以及与引脚槽相通的第五凹槽，去除第二钝化层，露出框架的引脚底面； 步骤10:在引脚底面上均匀涂覆第三钝化层，第三钝化层同时填充所有的第五凹槽，然后在第三钝化层上刻蚀出第六凹槽，第六凹槽与引脚相对应； 步骤11:在第三钝化层上化学镀第一金属层，第一金属层同时填充所有的第六凹槽，第一金属层与引脚底面相连，刻蚀去除多余金属，并在第三钝化层上刻出第七凹槽； 步骤12:第一金属层上涂覆第四钝化层，第四钝化层同时填充第七凹槽，接着在第四钝化层上刻蚀出UBM2窗口，露出第一金属层； 步骤13 =UBM2窗口内化学沉积多层金属，形成UBM2层； 步骤14 =UBM2层上印刷焊料和锡焊料，通过回流焊形成锡球，清洗； 步骤15:第四钝化层上进行包封，形成第二塑封体，所有的锡球均露出第二塑封体外，后固化第二塑封体； 步骤16:采用与QFN封装相同的工艺进行打印、产品分离；采用与BGA封装相同的工艺进行测试，合格品即为带焊球面阵列四面扁平无引脚封装件。本专利技术制备方法本采用化学镀生长多层金属UBM层，减少了高频溅射方法生产中高频溅射机和光刻机的资金投入。化学电镀设备在多圈QFN生产中是必要的生产设备，不存在专门投入的问题，只是需要购买曝光机，其价格远远低于光刻机的资金投入，而且化学电镀设备耗电量也比高频溅射少，生产效率高，适合于批量生产。该封装件的引线框架正反两面制作BUM，适合正面倒装上芯，满足背面植球工艺，对AAQFN封装工艺有很大的促进作用，能够克服封装行业过去那种依赖弓I线框架制造商设计生产弓I线框架或提供弓I线框架设计要求生产引线框架的生产局限性，并且可以代替部分基板生产CSP封装器件。本制备方法的实施使封装企业可以根据芯片焊盘的位置进行封装设计，在引线框架背面根据I/o输出数量的需要，在引脚上生长UBM，满足植球工艺，或者印刷焊料，通过回流焊技术形成焊球。克服封装过去那种依赖引线框架制造商设计生产引线框架、或客户提供引线框架设计要求由客户生产引线框架的局限性，并且可以代替部分基板生产CSP封装器件，降低生产成本和生产风险，缩短研发周期。【附图说明】图1是本专利技术制备方法在裸铜框架上干膜后的剖面示意图。图2是本专利技术制备方法中干膜曝光显影，做出图形的剖面示意图。图3是本专利技术制备方法中裸铜框架上蚀刻出第一凹槽和引脚槽并去除干膜的剖面示意图。图4是本专利技术制备方法中裸铜框架上涂覆第一钝化层并蚀刻UBM1窗口后的剖面示意图。图5是本专利技术制备方法中化学镀形成UBM1层后的剖面示意图。图6是图5中P处放大图。图7本专利技术制备方法中倒装上芯及下填充后的剖面示意图。图8是本专利技术制备方法中第一次塑封及后固化后的剖面示意图。图9是本专利技术制备方法中涂覆第二钝化层及蚀刻出第四凹槽后的剖面示意图。图10是本专利技术制备方法中去除第二钝化层蚀刻出第五凹槽后的剖面示意图。图11是本专利技术制备方法中涂覆第三钝化层及蚀刻第六凹槽后的剖面示意图。图12是本专利技术制备方法中电镀金属层(Cu)及刻蚀第七凹槽后的剖面示意图。图13是本专利技术制备方法中涂覆第四钝化层及刻蚀UBM2窗口后的剖面示意图。图14是本专利技术制备方法中化学镀镀多层金属形成UBM2后的剖面示意图。图15是本专利技术制备方法中印刷锡焊料回流焊形成锡球后的剖面示意图。图16是本专利技术制备方法中第二次塑封及固化后的剖面示意图。图中:1.裸铜框架，2.干膜，3.第一凹槽，4.第二凹槽，5.第三凹槽，6.引脚隔墙，7.引脚槽，8.第一钝化层，9.UBM1窗口，10.UBM1层，11.焊料，12.下填料，13.1C芯片，14.芯片凸点，15.第一塑封体，16.第二钝化层，17.第四凹槽，18.引脚底面，19.第五凹槽，20.第三钝化层，21.第六凹槽，22.第一金属层，23.第七凹槽，24.第四钝化层，25.UBM2窗口，26.UBM2层，27.锡球,28.第二塑封体，a.第二金属层，b.第三金属层，c.第四金属层。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供的生产方法的主要工艺流程: 裸铜框架上干膜一干膜曝光显影一裸铜框架上蚀刻第三凹槽和引脚槽一涂覆第一钝化层一刻蚀UNM1窗口 一化学镀多层金属(Cu-N1-Au或Cu-Cr-Au)形成UBM1层一倒装上芯及下填充一第一次塑封及后固化一框架背面磨削一涂覆第二钝化层并蚀刻第四凹槽一蚀刻第五凹槽一涂覆第三钝化层并蚀刻第六凹槽一化学镀金属层(Cu)并刻蚀第七凹槽一涂覆第四钝化层并刻蚀第八凹槽(UBM2窗口)一化学沉积多层金属(Cu-N1-Au或Cu-Cr-Au)形成UBM2层一印刷焊料并回流焊形成焊球一第二次塑封及后固化。本专利技术生产方法具体按以下步骤进行: 步骤1:对带凸点的晶圆进行减薄划片，减薄划片工艺采用与QFN封装和BGA封装中晶圆减薄划片相同的工艺，晶圆最终厚度为150?200 μ m减薄划片过程中需保护芯片凸点14，形成IC芯片13 ； 采用上干膜机，在裸铜框架I正面贴上干膜2，如图1所示。步骤2:将贴好干膜2的裸铜框架I放到曝光显影一体机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带焊球面阵列四面扁平无引脚封装件制备方法，其特征在于，该方法具体按以下步骤进行：步骤1：对带凸点的晶圆进行减薄划片；裸铜框架正面贴干膜；步骤2：对干膜曝光，在干膜上形成第一凹槽和第二凹槽，溶解掉干膜未曝光部分，显影出图形，清洗烘干；步骤3：在第一凹槽下方的裸铜框架上蚀刻出第三凹槽，第二凹槽下方的裸铜框架上蚀刻出引脚槽，相邻第三凹槽之间有引脚隔墙，清洗烘干；步骤4：在裸铜框架正面涂覆第一钝化层，第一钝化层覆盖裸铜框架正面表面和所有凹槽的底面及侧面；在第三凹槽底面的第一钝化层上刻蚀UBM1窗口；步骤5：先在UBM1窗口上化学镀第二金属层，第二金属层a的两端分别位于裸铜框架1表面的第一钝化层上，在第二金属层上化学镀第三金属层，在第三金属层上化学镀第四金属层；形成UBM1层；通过光刻、蚀刻去除多余的金属层，使相邻两个第三凹槽内形成的UBM1层不相接触，得到半成品引线框架；步骤6：将带凸点的IC芯片倒装放置在半成品引线框架的正面，使芯片凸点伸入第三凹槽内，芯片凸点通过焊料与第三凹槽底部的UBM1层接触，然后进行下填充，使下填料填满第三凹槽内芯片凸点与UBM1层之间的空隙；步骤7：对裸铜框架正面进行塑封，形成第一塑封体；第一塑封体覆盖了IC芯片、芯片凸点、引脚隔墙及引脚槽；步骤8：磨削裸铜框架背面，然后在磨削面上涂覆第二钝化层，曝光，在第二钝化层上蚀刻出第四凹槽，每个引脚隔墙在第二钝化层上对应的位置均有一个第四凹槽，每个引脚槽在第二钝化层上对应的位置也均有一个第四凹槽17；步骤9：继续蚀刻第四凹槽，并延伸蚀刻第四凹槽相对的裸铜框架的背面，在裸铜框架背面蚀刻出分别与引脚隔墙相通的第五凹槽以及与引脚槽相通的第五凹槽，去除第二钝化层，露出框架的引脚底面；步骤10：在引脚底面上均匀涂覆第三钝化层，第三钝化层同时填充所有的第五凹槽，然后在第三钝化层上刻蚀出第六凹槽，第六凹槽与引脚相对应；步骤11：在第三钝化层上化学镀第一金属层，第一金属层同时填充所有的第六凹槽，第一金属层与引脚底面相连，刻蚀去除多余金属，并在第三钝化层上刻出第七凹槽；步骤12：第一金属层上涂覆第四钝化层，第四钝化层同时填充第七凹槽，接着在第四钝化层上刻蚀出UBM2窗口，露出第一金属层；步骤13：UBM2窗口内化学沉积多层金属，形成UBM2层；步骤14：UBM2层上印刷焊料和锡焊料，通过回流焊形成锡球，清洗；步骤15：第四钝化层上进行包封，形成第二塑封体，所有的锡球均露出第二塑封体外，后固化第二塑封体；步骤16：采用与QFN封装相同的工艺进行打印、产品分离；采用与BGA封装相同的工艺进行测试，合格品即为带焊球面阵列四面扁平无引脚封装件。...

【技术特征摘要】
1.一种带焊球面阵列四面扁平无引脚封装件制备方法，其特征在于，该方法具体按以下步骤进行: 步骤1:对带凸点的晶圆进行减薄划片； 裸铜框架正面贴干膜； 步骤2:对干膜曝光，在干膜上形成第一凹槽和第二凹槽，溶解掉干膜未曝光部分，显影出图形，清洗烘干； 步骤3:在第一凹槽下方的裸铜框架上蚀刻出第三凹槽，第二凹槽下方的裸铜框架上蚀刻出引脚槽，相邻第三凹槽之间有引脚隔墙，清洗烘干； 步骤4:在裸铜框架正面涂覆第一钝化层，第一钝化层覆盖裸铜框架正面表面和所有凹槽的底面及侧面；在第三凹槽底面的第一钝化层上刻蚀UBM1窗口 ； 步骤5:先在UBM1窗口上化学镀第二金属层，第二金属层a的两端分别位于裸铜框架I表面的第一钝化层上，在第二金属层上化学镀第三金属层，在第三金属层上化学镀第四金属层；形成UBM1层；通过光刻、蚀刻去除多余的金属层，使相邻两个第三凹槽内形成的UBM1层不相接触，得到半成品引线框架； 步骤6:将带凸点的IC芯片倒装放置在半成品引线框架的正面，使芯片凸点伸入第三凹槽内，芯片凸点通过焊料与第三凹槽底部的UBM1层接触，然后进行下填充，使下填料填满第三凹槽内芯片凸点与UBM1层之间的空隙； 步骤7:对裸铜框架正面进行塑封，形成第一塑封体；第一塑封体覆盖了 IC芯片、芯片凸点、引脚隔墙及引脚槽； 步骤8:磨削裸铜框架背面， 然后在磨削面上涂覆第二钝化层，曝光，在第二钝化层上蚀刻出第四凹槽，每个引脚隔墙在第二钝化层上对应的位置均有一个第四凹槽，每个引脚槽在第二钝化层上对应的位置也均有一个第四凹槽17 ； 步骤9:继续蚀刻第四凹槽，并延伸蚀刻第四凹槽相对的裸铜框架的背面，在裸铜框架背面蚀刻出分别与引脚隔墙相通的第五凹槽以及与引脚槽相通的第五凹槽，去除第二钝化层，露出框架的引脚底面； 步骤10:在引脚底面上均匀涂覆第三钝化层，第三钝化层同时填充所有的第五凹槽，然后在第三钝化层上刻蚀出第六凹槽，第六凹槽与引脚相对应； 步骤11:在第三钝化层上化学镀第一金属层，第一金属层同时填充所有的第六凹槽，第一金属层与引脚底面相连，刻蚀去除多余金属，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕蔚，徐冬梅，李习周，邵荣昌，
申请(专利权)人：天水华天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：