基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件及生产方法技术

技术编号:11219446 阅读:114 留言:0更新日期:2015-03-27 12:46
一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件及生产方法,封装件的内引脚上表面倒装有带凸点的MEMS芯片,MEMS芯片与内引脚背面焊盘相连;MEMS芯片上粘贴有第一VGA放大器芯片,第一VGA放大器芯片与内引脚上表面相连;底面引脚的底面上设有底面引脚金属层;引线框架上塑封有第一塑封体,所有器件均塑封于第一塑封体内,只有底面引脚金属层露出第一塑封体外。制备引线框架、晶圆减薄划片、粘贴芯片、焊线、塑封等工序制成基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件。该封装件能消除干挠,保证MEMS芯片信号检测精度,减小封装件本身的附加及寄生电感、电容、电阻和环境的干挠对信号的影响,防止输出信号截止、失真或增益。

【技术实现步骤摘要】
基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件及生产方法
本专利技术属于半导体制造
,涉及一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,本专利技术还涉及一种该封装件的生产方法。
技术介绍
CSP(ChipScalePackage,以下同),即芯片级封装,这种封装是在TSOP和BGA的基础上发展起来的一种薄型、微型封装。CSP可以实现芯片面积与封装面积之比超过1:1.14的封装,其封装面积约为普通BGA的1/3,仅仅相当于TSOP内存芯片封装面积的1/6。CSP不但体积小,同时也更薄,其基板到发热体的最有效散热路径往往只有0.2mm,大大提高了内存芯片长时间运行的可靠性,线路阻抗显著减小,芯片速度也随之得到大幅度提高。在DIP、SOP等传统封装形式的MEMS封装件中,存在的主要问题是如何解决消除干扰,保证MEMS芯片对信号的检测精度和增益问题。虽然MEMS芯片具有较强的信号的检测功能,但是在实际使用中会受到封装件本身的附加电感、电容、电阻及环境的干挠信号影响,造成输出信号截止或失真。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,不受封装件本身附加电感、电容、电阻及环境的干挠信号影响,避免输出信号截止或失真。本专利技术的另一个目的是提供一种上述MEMS封装件的生产方法。为实现上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,包括引线框架,引线框架中的内引脚与底面引脚相连,内引脚上表面倒装有带凸点的MEMS芯片,MEMS芯片上的凸点通过第二键合线与内引脚的背面焊盘相连;MEMS芯片上面粘贴有第一VGA放大器芯片,第一VGA放大器芯片通过第一键合线与内引脚上表面相连;沿垂直于两排底面引脚连线的方向、底面引脚远离内引脚上表面一端的两侧平行设置有第一凹槽和第二凹槽,底面引脚的底面上设有底面引脚金属层;引线框架上塑封有第一塑封体,所有器件均塑封于第一塑封体内,只有底面引脚金属层露出第一塑封体外。本专利技术所采用的另一个技术方案是:一种上述基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件的生产方法,具体按以下步骤进行:步骤1:制作多排矩阵式无载体翼鸥型内引脚的CSP引线框架,内引脚的正面和背面除电镀铜外,还要镀银或镀镍钯金焊盘、或者根据电镀倒装封装需要电镀UBM金属层;采用8英寸~12英寸的减薄机对晶圆进行减薄,带凸点的晶圆减薄至150~200μm,不带凸点的晶圆减薄至130~180μm;减薄过程中的粗磨速度6μm/s,精磨速度0.15μm/s,抛光速度0.05μm/s;同时采用防翘曲工艺:然后,采用A-WD-300TXB划片机对减薄的晶圆进行划片,划片过程中采用防碎片的双刀工艺划片,划片进刀速度≤10mm/s,切割分离形成需要的MEMSIC芯片和VGA放大器芯片;步骤2:在粘片胶粘片机上,先在引线框架上翘内引脚的正面端面点上第一粘片胶,然后将MEMS芯片反向放置在已点第一粘片胶的多排矩阵式CSP引线框架上翘内引脚的正面,全部MEMS芯片1粘完后,进行分段烘烤,即在烘箱中,升温15分钟将温度升至100℃烘烤25分钟,再升温5分钟将温度升至150℃烘烤35分钟,降温10分钟将温度降至70℃取出;分段烘烤过程中采用防离层工艺;在球焊机上,将烘烤后的半成品多排矩阵式CSP引线框架反向进料,从多排矩阵式CSP引线框架翼鸥型的上翘内引脚的背面焊盘向MEMS芯片上的焊盘反打低弧度第二键合线;在胶膜片粘片机上,将已打第二键合线的半装成品多排矩阵式CSP引线框架进料,在MEMS芯片背面划上第二粘片胶,设备自动吸取的第一VGA放大器芯片,准确放置在已划胶的MEMS芯片的背面,粘接完全部第一VGA放大器芯片后,采用同上的分段烘烤,分段烘烤过程中采用防离层工艺;在球焊机上,将已粘接第一VGA放大器芯片的半成品多排矩阵式CSP引线框架正向进料,从第一VGA放大器芯片上的焊盘向多排矩阵式CSP引线框架翼鸥型的上翘内引脚的正面焊盘高低弧度打第一键合线;焊线以后,选用膨胀系数α1≤1、吸水率≤0.30%的环保塑封料塑封,冲线率控制在5%,无空洞和离层,在150℃温度下后固化5小时;若底部引脚在框架生产中未电镀镍钯金或纯金,则电镀钝锡,钝锡层厚度7.62~15.24μm,并在175℃下,烘烤1小时预防锡须生长;之后激光打标、切筋分离、测试、编带,制得基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件;若底面引脚的底面上已电镀镍钯金或纯金,则不用电镀纯锡,直接激光打标、切筋分离、测试、编带,制得基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件;本专利技术MEMS封装件能消除干挠,保证对MEMS芯片信号的检测精度,减小封装件本身的附加及寄生电感、电容、电阻和环境的干挠对信号的影响,防止造成输出信号截止、失真或增益。本封装件除MEMS芯片外还加入了宽频带、低噪声、低畸变、高增益精度的压控VGA放大器(VariableGainAmplifire,可变增益放大器,简称VGA放大器)芯片,该芯片由一个可变衰减器、增益控制界面和一个固定增益放大器三部分组成,可以自动调整频率,将MEMS器件检测到的信号衰减、放大,但不会失真,常应用于射频自动增益放大器、视频增益控制、A/D转换器量程扩展和信号检测系统。附图说明图1是本专利技术MEMS封装件第一种实施例的剖面示意图。图2是本专利技术MEMS封装件第二种实施例的剖面示意图。图3是本专利技术MEMS封装件第三种实施例的剖面示意图。图4是本专利技术MEMS封装件第四种实施例的剖面示意图。图5是本专利技术MEMS封装件第五种实施例的剖面示意图。图中:1.MEMS芯片,2.第一粘片胶,3.内引脚下表面,4.第一凹槽,5.内引脚,6.内引脚上表面,7.第一键合线,8.第一VGA放大器芯片,9.第二粘片胶,10.第一塑封体,11.正面焊盘,12.底面引脚,13.第二凹槽,14.底面引脚金属层,15.背面焊盘,16.第二键合线,17.MEMS盖板,18.第二塑封体,19.MEMS盖板开孔,20.第一胶膜片,21.第二VGA放大器芯片,22.芯片凸点,23.第一UBM,24.MEMS隔墙,25.第二胶膜片,26.第二UBM,27.第三VGA放大器芯片。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MEMS封装件所有实施例的结构中均采用相同的适用CSP封装的多排矩阵式无引脚CSP定制引线框架,该定制引线框架的外形尺寸为259.00mm×79.00mm,并根据封装件的尺寸最优化设计框架的排数(8~12排)和封装单元数(120~240),该定制引线框架中的内引脚向上翘起成鸥翼形,该内引脚的上引脚面和下引脚面均与水平面平行,上引脚面的正反面上均电镀有金属层,以供焊线;该定制引线框架中的下引脚底面两端都设有凹槽,以供塑封料嵌入,使塑封体与引线框架牢固结合,下引脚底面上电镀锡层或铜层或金层,作为信号、电源的引出(入)端。如图1所示,本专利技术MEMS封装件第一种实施例,该实施例为不带盖板的MEMS封装件结构,包括定制引线框架,定制引线框架中的内引脚5与底面引脚12相连,内引脚上表面6通过第一粘片胶2粘接有MEMS芯片1,MEMS芯片1为带凸点芯片,MEMS芯片1倒装于内引脚上表面6上,MEMS芯片1上的凸点通过第二键合本文档来自技高网...
基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件及生产方法

【技术保护点】
一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,其特征在于,包括引线框架,引线框架中的内引脚(5)与底面引脚(12)相连,内引脚上表面(6)倒装有带凸点的MEMS芯片(1),MEMS芯片(1)上的凸点通过第二键合线(16)与内引脚的背面焊盘(15)相连;MEMS芯片(1)上面粘贴有第一VGA放大器芯片(8),第一VGA放大器芯片(8)通过第一键合线(7)与内引脚上表面(6)相连;沿垂直于两排底面引脚(12)连线的方向、底面引脚(12)远离内引脚上表面(6)一端的两侧平行设置有第一凹槽(4)和第二凹槽(13),底面引脚(12)的底面上设有底面引脚金属层(14);引线框架上塑封有第一塑封体(10),所有器件均塑封于第一塑封体(10)内,只有底面引脚金属层(14)露出第一塑封体(10)外。

【技术特征摘要】
1.一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,其特征在于,包括引线框架,引线框架中的内引脚(5)与底面引脚(12)相连,内引脚上表面(6)倒装有带凸点的MEMS芯片(1),MEMS芯片(1)上的凸点通过第二键合线(16)与内引脚的背面焊盘(15)相连;MEMS芯片(1)上面粘贴有第一VGA放大器芯片(8),第一VGA放大器芯片(8)通过第一键合线(7)与内引脚上表面(6)相连;沿垂直于两排底面引脚(12)连线的方向、底面引脚(12)远离内引脚上表面(6)一端的两侧平行设置有第一凹槽(4)和第二凹槽(13),底面引脚(12)的底面上设有底面引脚金属层(14);引线框架上塑封有第一塑封体(10),所有器件均塑封于第一塑封体(10)内,只有底面引脚金属层(14)露出第一塑封体(10)外。2.根据权利要求1所述的基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,其特征在于,所述的两排底面引脚(12)之间设有MEMS盖板(17),MEMS盖板(17)的一侧与一排底面引脚(12)上的第一凹槽(4)固接,MEMS盖板(17)上设有MEMS盖板开孔(19);MEMS盖板(17)、内引脚(5)和MEMS芯片(1)围成的腔体内塑封有第二塑封体(18)。3.一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,其特征在于,包括引线框架,该引线框架中的内引脚(5)与底面引脚(12)相连,内引脚上表面(6)粘贴有MEMS芯片(1),MEMS芯片(1)通过第一键合线(7)与内引脚上表面(6)相连,内引脚上表面(6)设有MEMS隔墙(24),两排MEMS隔墙(24)顶端通过MEMS盖板(17)相连接,MEMS盖板(17)上设有MEMS盖板开孔(19),MEMS隔墙(24)、MEMS盖板(17)、内引脚上表面(6)和MEMS芯片(1)围成一个腔体,该腔体内塑封有第二塑封体(18),第一键合线(7)位于第二塑封体(18)内;内引脚下表面(3)通过第一UBM(23)与第二VGA放大器芯片(21)粘接,第一UBM(23)与第二VGA放大器芯片(21)上的芯片凸点(22)相粘接;沿垂直于两排底面引脚(12)连线的方向、底面引脚(12)远离内引脚上表面(6)一端的两侧平行设置有第一凹槽(4)和第二凹槽(13),底面引脚(12)的底面上设有底面引脚金属层(14);引线框架上塑封有第一塑封体(10),除腔体、MEMS盖板(17)和底面引脚金属层(14)外,其余所有的器件均塑封于第一塑封体(10)内。4.一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,其特征在于,包括引线框架,该引线框架中的内引脚(5)与底面引脚(12)相连,MEMS芯片(1)粘贴于内引脚下表面(3)上,MEMS芯片(1)通过第二键合线(16)与内引脚下表面(3)相连;内引脚上表面(6)上粘贴有第一VGA放大器芯片(8),第一VGA放大器芯片(8)通过第一键合线(7)与内引脚上表面(6)相连;沿垂直于两排底面引脚(12)连线的方向、底面引脚(12)远离内引脚上表面(6)一端的两侧平行设置有第一凹槽(4)和第二凹槽(13),底面引脚(12)的底面上设有底面引脚金属层(14);引线框架上塑封有第一塑封体(10),除腔体、MEMS盖板(17)和底面引脚金属层(14)外,其余所有的器件均塑封于第一塑封体(10)内;两排底面引脚(12)之间设有MEMS盖板(17),MEMS盖板(17)的一侧与一排底面引脚(12)上的第一凹槽(4)固接,MEMS盖板(17)上设有MEMS盖板开孔(19);MEMS盖板(17)、内引脚(5)和MEMS芯片(1)围成的腔体内塑封有第二塑封体(18)。5.一种基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件,其特征在于,包括引线框架,该引线框架采用多排矩阵式CSP镍钯金电镀框架,其中的内引脚(5)向上翘起形成鸥翼型,内引脚上表面(6)上倒装有第三VGA放大器芯片(27),第三VGA放大器芯片(27)上表面粘接有MEMS芯片(1),MEMS芯片(1)通过第一键合线(7)与内引脚上表面(6)相连;内引脚下表面(3)上倒装有第二VGA放大器芯片(21);沿垂直于两排底面引脚(12)连线的方向、底面引脚(12)远离内引脚上表面(6)一端的两侧平行设置有第一凹槽(4)和第二凹槽(13),底面引脚(12)的底面上设有底面引脚金属层(14);引线框架上塑封有第一塑封体(10),底面引脚金属层(14)露出第一塑封体(10),其余所有器件均位于第一塑封体(10)内。6.一种权利要求1所述的基于定制引线框架的CSP型MEMS封装件的生产方法,其特征在于,具体按以下步骤进行:步骤1:制作多排矩阵式无载体翼鸥型内引脚的CSP引线框架,内引脚的正面和背面除电镀铜外,还要镀银或镀镍钯金焊盘、或者根据电镀倒装封装需要电镀UBM金属层;采用8英寸~12英寸的减薄机对晶圆进行减薄,带凸点的晶圆减薄至150~200μm,不带凸点的晶圆减薄至130~180μm;减薄过程中的粗磨速度6μm/s,精磨速度0.15μm/s,抛光速度0.05μm/s;同时采用防翘曲工艺:然后,采用A-WD-300TXB划片机对减薄的晶圆进行划片,划片过程中采用防碎片的双刀工艺划片,划片进刀速度≤10mm/s,切割分离形成需要的MEMSIC芯片和VGA放大器芯片;步骤2:在粘片胶粘片机上,先在引线框架上翘内引脚的正面端面点上第一粘片胶,然后将MEMS芯片反向放置在已点第一粘片胶的多排矩阵式CSP引线框架上翘内引脚的正面,全部MEMS芯片1粘完后,进行分段烘烤,即在烘箱中,升温15分钟将温度升至100℃烘烤25分钟,再升温5分钟将温度升至150℃烘烤35分钟,降温10分钟将温度降至70℃取出;分段烘烤过程中采用防离层工艺;在球焊机上,将烘烤后的半成品多排矩阵式CSP引线框架反向进料,从多排矩阵式CSP引线框架翼鸥型的上翘内引脚的背面焊盘向MEMS芯片上的焊盘反打低弧度第二键合线;在胶膜片粘片机上,将已打第二键合线的半装成品多排矩阵式CSP引线框架进料,在MEMS芯片背面划上第二粘片胶,设备自动吸取的第一VGA放大器芯片,准确放置在已划胶的MEMS芯片的背面,粘接完全部第一VGA放大器芯片后,采用同上的分段烘烤,分段烘烤过程中采用防离层工艺;在球焊机上,将已粘接第一VGA放大器芯片的半成品多排矩阵式CSP引线框架正向进料,从第一VGA放大器芯片上的焊盘向多排矩阵式CSP引线框架翼鸥型的上翘内引脚的正面焊盘高低弧度打第一键合线;焊线以后,选用膨胀系数α1≤1、吸水率≤0.30%的环保塑封料塑封,冲线率控制在5%,无空洞和离层,在150℃温度下后固化5小时;若底部引脚在框架生产中未电镀镍钯金或纯金,则电镀钝锡,钝锡层厚度7.62~15.24μm,并在17...

【专利技术属性】
技术研发人员:慕蔚邵荣昌李习周张易勒胡魁
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:甘肃;62

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