带焊球面阵列四边无引脚封装体堆叠封装件及制备方法技术

技术编号:9936213 阅读:165 留言:0更新日期:2014-04-18 16:59
一种带焊球面阵列四边无引脚封装体堆叠封装件,包括裸铜框架(1),裸铜框架(1)正面并排设有多个安放槽,相邻两个安放槽之间为引脚隔墙(7),每个凹坑(29)的底部均为第三引脚(24),所有的第三引脚(24)互不相连,引脚隔墙(7)与第三引脚(24)不相连,裸铜框架(1)正面倒装有带凸点的第一IC芯片(4),芯片凸点(6)分别位于不同的安放槽内,芯片凸点(6)顶端与安放槽底部相连接,芯片凸点(6)与安放槽之间的空隙内填充有下填料(9),其特征在于,处于两端的安放槽外侧的裸铜框架(1)上设有第一凹槽(21),第一凹槽(21)两侧形成互不相连的第一引脚(22)和第二引脚(23);裸铜框架(1)正面塑封有第一塑封体(17),第一IC芯片(4)塑封于第一塑封体(17)内;第一引脚(22)和第二引脚(23)上分别设有引线框架焊盘(10);所有第三引脚(24)中位于两端的第三引脚(24)通过连接体(25)与和该第三引脚(24)相邻的第二引脚(23)相连接,其余的第三引脚(24)下面均设有与该第三引脚(24)相连的连接层(3),第一引脚(22)下面设有与该第一引脚(22)相连的连接层(3),每个连接层(3)表面和每个连接体(25)表面均设有一个锡焊球(8);所有的连接层(3)和连接体(25)互不相连,相邻连接体(25)与连接层(3)之间的空隙内填充有钝化体(2),相邻连接层(3)之间的间隙内填充有钝化体(2);第一塑封体(17)上面、从下往上依次粘贴有第二IC芯片(15)和第三IC芯片(13),第二IC芯片(15)和第三IC芯片(13)通过键合线相连接,同时通过键合线分别与引线框架焊盘(10)相连接;裸铜框架(1)上塑封有第二塑封体(20),裸铜框架(1)正面、第一塑封体(17)、第二IC芯片(15)、第三IC芯片(13)、第一凹槽(21)以及所有的键合线均塑封于第二塑封体(20)内。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种,包括设有多个凹坑的裸铜框架,正面倒装有带凸点IC芯片,芯片凸点与凹坑之间的填充下填料,裸铜框架上有第一凹槽,第一凹槽两侧形成互不相连的两个引脚;塑封有带凸点的IC芯片,所有引脚下面均有与该引脚相连的连接层,各连接层表面均有锡焊球;第一塑封体上粘有两层IC芯片,该两层IC芯片通过键合线相连接,并通过键合线分别与引脚相连;第二次塑封。晶圆减薄划片和对裸铜框架进行加工后,倒装上芯,涂覆钝化层、蚀刻,化学沉积等步骤,制得带焊球面阵列四边无引脚封装体堆叠封装件。该封装件产品体积更小,封装密度更高、功能更多,可以替代部分BGA封装及CSP封装。【专利说明】
本专利技术属于电子信息自动化元器件
,具体涉及一种带焊球面阵列四面扁平无引脚(Area Array Quad Flat No Lead Package,简称AAQFN)封装体堆叠封装(Packageon Package,简称PoP)件;本专利技术还涉及一种该封装件的制备方法。
技术介绍
虽然近两年国内已开始研发多圈QFN,但由于框架制造工艺难度较大,只有个别国外供应商能设计、生产,但还是受相关公司专利的限制,相对引脚较少,研发周期长,并且封装多圈QFN限于引线框架制造商,不能满足短、平、快,不同芯片的灵活应用的要求。为了消除过去外围引线结构的引脚限制,满足高密度,多I/O封装的需求。开发一种带锡球的面阵列四面扁平无引脚(Area Array Quad Flat No Lead Package ,简称AAQFN),虽然比不上采用基板生产锡球作为输出的BGA封装的I/O多,但相比采用基板生产锡球作为输出的BGA封装,引线框架带锡球的AAQFN封装效率高,而且成本相对低,运用灵活。并且在此基础开发面阵列QFN IC芯片堆叠封装(Ρ0Ρ),其产品体积更小,封装密度更高、功能更多,可以替代部分BGA封装及CSP封装,降低生产成本,缩短研发周期。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带焊球面阵列四面扁平无引脚封装体堆叠封装件,不受外围引线结构的引脚限制,满足高密度,多I/o封装的要求。 本专利技术的另一个目的是提供一种上述封装件的制备方法。为实现上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种带焊球面阵列四边无引脚封装体堆叠封装件,包括裸铜框架,裸铜框架正面并排设有多个安放槽,相邻两个安放槽之间为引脚隔墙,每个凹坑的底部均为第三引脚,所有的第三引脚互不相连,引脚隔墙与第三引脚不相连,裸铜框架正面倒装有带凸点的第一 IC芯片,芯片凸点分别位于不同的安放槽内,芯片凸点顶端与安放槽底部相连接,芯片凸点与安放槽之间的空隙内填充有下填料,处于两端的安放槽外侧的裸铜框架上设有第一凹槽,第一凹槽两侧形成互不相连的第一引脚和第二引脚;裸铜框架正面塑封有第一塑封体,第一 IC芯片塑封于第一塑封体内;第一引脚和第二引脚上分别设有引线框架焊盘;所有第三引脚中位于两端的第三引脚通过连接体与和该第三引脚相邻的第二引脚相连接,其余的第三引脚下面均设有与该第三引脚相连的连接层,第一引脚下面设有与该第一引脚相连的连接层,每个连接层表面和每个连接体表面均设有一个锡焊球;所有的连接层和连接体互不相连,相邻连接体与连接层之间的空隙内填充有钝化体,相邻连接层之间的间隙内填充有钝化体;第一塑封体上面、从下往上依次粘贴有第二 IC芯片和第三IC芯片,第二 IC芯片和第三IC芯片通过键合线相连接,同时通过键合线分别与引线框架焊盘相连接;裸铜框架上塑封有第二塑封体,裸铜框架正面、第一塑封体、第二 IC芯片、第三IC芯片、第一凹槽以及所有的键合线均塑封于第二塑封体内。本专利技术所采用的另一个技术方案是:一种上述堆叠封装件的制备方法,具体按以下步骤进行: 步骤1:晶圆减薄划片; 步骤2:在裸铜框架正面贴干膜胶片,并在35°C?60°C温度下烘烤15±5分钟;接着进行对准曝光、显影、定影,在85°C ±5°C的温度下坚膜30±5分钟;然后在裸铜框架正面蚀刻出需要的附图形的凹坑和第一凹槽,去除裸铜框架表面的干膜胶片,相邻凹坑之间有引脚隔墙; 步骤3:在已蚀刻出附图形的裸铜框架表面均匀涂覆覆盖裸铜框架正面、第一凹槽表面以及所有凹坑的第一钝化层,然后在所有凹坑底面上刻蚀出UBM1窗口,在所有凹坑中位于两端的凹坑外围的裸铜框架上刻蚀出两条引线框架焊盘窗口,第一凹槽位于该两条引线框架焊盘窗口之间; 步骤4:在UBM1窗口和引线框架焊盘窗口上分别化学沉积多金属层,形成UBM1层和引线框架焊盘,去除多余的金属层,使得相邻凹坑内的UBM1层不相连,引线框架焊盘与UBM1层不相连; 步骤5:取带凸点的第一 IC芯片,倒装上芯,使芯片凸点伸入凹坑内,芯片凸点与UBMi层相连接;对倒装上芯后的半成品引线框架下填充,使芯片凸点与UBM1层侧面框架通过下填料绝缘; 步骤6:采用符合欧盟Weee、ROHS标准和Sony标准的环保型塑封料进行第一次塑封,形成第一塑封体,使带凸点的第一 IC芯片塑封于第一塑封体内,采用防离层工艺进行后固化; 步骤7:在第一塑封体上面堆叠第二 IC芯片,烘烤,通过第一键合线连接第二 IC芯片和第二引脚,通过第四键合线连接第二 IC芯片和第一引脚; 步骤8:在第二 IC芯片上堆叠第三IC芯片,烘烤,然后从第三IC芯片向第二 IC芯片打第二键合线,再从第三IC芯片向第一引脚打第三键合线; 步骤9:采用符合欧盟Weee、ROHS标准和Sony标准环保型塑封料进行第二次塑封,形成第二塑封体,第二塑封体覆盖了第一塑封体、第二 IC芯片、第三IC芯片、裸铜框架正面以及所有的键合线,第二塑封体嵌入第一凹槽内,按防离层工艺进行后固化; 步骤10:将裸铜框架背面磨削去裸铜框架厚度的1/3?1/4,清洗、烘干; 步骤11:在磨削后裸铜框架背面涂覆第二钝化层,然后曝光、显影、定影,再通过蚀刻,在第二钝化层上刻出多个第四凹槽和第五凹槽,第一凹槽下方对应有一条第四凹槽,每个引脚隔墙下方均有一条第五凹槽,第一凹槽的下方的第四凹槽与和第一凹槽相邻的引脚隔墙之间也有一条第五凹槽;沿第二钝化层上的第四凹槽和第五凹槽刻蚀裸铜框架,在第一凹槽下方刻蚀出与第一凹槽连通的第七凹槽,在每个隔墙下方刻蚀出与该隔墙连通的第八凹槽,其余位置的第八凹槽的深度与隔墙下方第八凹槽的深度相同,去除第二钝化层,露出引脚底面; 步骤12:在裸铜框架背面涂覆第三钝化层,第三钝化层同时还要填满所有的第七凹槽和所有的第八凹槽,然后在第三钝化层上刻蚀出第九凹槽,使第九凹槽与引脚底面相通;步骤13:在第三钝化层表面化学沉积铜金属层,铜金属层同时填充第九凹槽,然后在铜金属层上刻蚀出第十凹槽,露出第三钝化层; 步骤14:在铜金属层表面涂覆第四钝化层,然后在第四钝化层上刻蚀出UBM2窗口,露出铜金属层; 步骤15:在UBM2窗口内化学沉积UBM2层,UBM2层与铜金属层相连,UBM2层的结构与UBMi层的结构相同; 步骤16:通过回流焊在UBM2层上形成锡焊球,清洗;然后打印、切割分离和测试,制得带焊球面阵列四面扁平无引脚封装体堆叠封装件。本专利技术制备方法中框架背面采用磨削工艺,减薄了框架厚度,满足了超薄封装要求。本专利技术制备方法可以替代基板生产的部本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种带焊球面阵列四边无引脚封装体堆叠封装件,包括裸铜框架(1),裸铜框架(1)正面并排设有多个安放槽,相邻两个安放槽之间为引脚隔墙(7),每个凹坑(29)的底部均为第三引脚(24),所有的第三引脚(24)互不相连,引脚隔墙(7)与第三引脚(24)不相连,裸铜框架(1)正面倒装有带凸点的第一IC芯片(4),芯片凸点(6)分别位于不同的安放槽内,芯片凸点(6)顶端与安放槽底部相连接,芯片凸点(6)与安放槽之间的空隙内填充有下填料(9),其特征在于,处于两端的安放槽外侧的裸铜框架(1)上设有第一凹槽(21),第一凹槽(21)两侧形成互不相连的第一引脚(22)和第二引脚(23);裸铜框架(1)正面塑封有第一塑封体(17),第一IC芯片(4)塑封于第一塑封体(17)内;第一引脚(22)和第二引脚(23)上分别设有引线框架焊盘(10);所有第三引脚(24)中位于两端的第三引脚(24)通过连接体(25)与和该第三引脚(24)相邻的第二引脚(23)相连接,其余的第三引脚(24)下面均设有与该第三引脚(24)相连的连接层(3),第一引脚(22)下面设有与该第一引脚(22)相连的连接层(3),每个连接层(3)表面和每个连接体(25)表面均设有一个锡焊球(8);所有的连接层(3)和连接体(25)互不相连,相邻连接体(25)与连接层(3)之间的空隙内填充有钝化体(2),相邻连接层(3)之间的间隙内填充有钝化体(2);第一塑封体(17)上面、从下往上依次粘贴有第二IC芯片(15)和第三IC芯片(13),第二IC芯片(15)和第三IC芯片(13)通过键合线相连接,同时通过键合线分别与引线框架焊盘(10)相连接;裸铜框架(1)上塑封有第二塑封体(20),裸铜框架(1)正面、第一塑封体(17)、第二IC芯片(15)、第三IC芯片(13)、第一凹槽(21)以及所有的键合线均塑封于第二塑封体(20)内。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:慕蔚李习周邵荣昌张进兵
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:

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