一种预防分层的封装结构及封装工艺制造技术

本发明专利技术提供的一种预防分层的封装结构及封装工艺，通过基板制备、芯片装片、第一次包封、暴露铜凸块、钻孔、电镀、第二次包封和载板剥离等工艺流程，采用紧固件塑封于塑封体内，紧固件与基岛之间固定连接，从而增大基岛与塑封体之间的接触面积，提高塑封体与基岛之间的黏结度，将紧固件安装在基岛上的任何不影响其他电子组件的地方，位置能够灵活调整，适用于芯片封装领域的所有封装尺寸和不同种大小的芯片上，紧固件增大基岛与塑封体之间的接触面积，提高基岛上的热量传导，能够提高基岛以及与基岛连接的芯片上的热能散发的效率，有效避免因高温导致不同热膨胀系数的材料间产生分层脱离的现象，从而提高芯片封装的可靠性。

A packaging structure and technology to prevent delamination

The invention provides a layer preventing packaging structure and packaging process. Through the process of base plate preparation, chip mounting, the first packaging, exposed copper bump, drilling, electroplating, the second packaging and carrier plate stripping, the fastener is plastic sealed in the plastic seal body, and the fastener is fixedly connected with the base Island, so as to increase the contact area between the base island and the plastic seal body, and improve the plasticity The bonding degree between the seal body and the base island can be adjusted flexibly by installing the fastener on any place on the base island that does not affect other electronic components. It is suitable for all package sizes and chips of different sizes in the chip packaging field. The fastener can increase the contact area between the base island and the plastic seal body, improve the heat conduction on the base Island, and improve the connection between the base island and the base island The efficiency of the thermal energy emission from the connected chip can effectively avoid the delamination and separation of materials with different thermal expansion coefficients caused by high temperature, so as to improve the reliability of chip packaging.

【技术实现步骤摘要】
一种预防分层的封装结构及封装工艺
本专利技术涉及半导体封装
，尤其涉及一种预防分层的封装结构及封装工艺。
技术介绍
随着电子产品的发展，半导体科技已广泛应用于制造内存、中央处理器（CPU）、液晶显示装置（LCD）、发光二极管（LED）、激光二极管以及其他装置或芯片组等。由于半导体组件、微电机组件（MEMS）或光电组件等电子组件具有微小精细的电路及构造，因此，为避免粉尘、酸碱物质、湿气和氧气等污染或侵蚀电子组件，进而影响其可靠度及寿命，工艺上需要通过封装技术来提供上述电子组件的有关电能创术、信号传输、热量散失，以及保护与支持等功能。半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金锡铜铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（BondPad）连接到基板的相应引脚（Lead）,并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序，最后入库出货。在芯片封装领域，所采用的封装材料种类较多，且不同材料本身的物理特性有差异，尤其是不同材料的热膨胀系数不同，从而使相互接触的不同材料的部件之间具有明显的影响，对于大尺寸的封装体，芯片本身的尺寸较大，加之基岛的尺寸更大于芯片的尺寸，在芯片装片包封后的严格的工作环境或测试中，容易出现分层的现象，特别是在芯片上的热量得不到及时的散发，会使芯片和塑封材料上的温度集聚，且芯片和塑封材料上的温度分散不均匀，增加热膨胀效率，更容易出现芯片和框架或者基岛的分层脱离的现象，严重影响产品的性能和有效使用。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术存在的不足，提供了一种预防分层的封装结构及封装工艺。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种预防分层的封装结构，包括一塑封体，至少有一电子组件塑封于所述塑封体内，所述电子组件上具有至少一基岛和至少一引脚，所述引脚的顶端暴露于所述塑封体的外表面，所述基岛的外表面设有至少一个紧固件，所述紧固件与基岛之间固定连接，且紧固件塑封于塑封体内。进一步地，所述紧固件包括一端与基岛连接的连接件，所述连接件的另一端塑封于塑封体内。进一步地，所述紧固件还包括用于卡固塑封体的耳件，所述耳件与所述连接件上的远离基岛的一端连接固定。进一步地，电子组件上设有芯片，所述芯片的背面与所述基岛贴合，所述塑封体内设有垫片，所述垫片与所述基岛之间不连接，所述基岛和垫片上分别设有所述引脚，所述芯片和垫片之间通过设置重布线层连接。进一步地，所述垫片与所述基岛处于同一平面上，且厚度相同，且垫片和基岛上的引脚都处于垫片与基岛形成的平面的同一侧。进一步地，所述引脚为外引脚。进一步地，所述重布线层与所述基岛平行，所述重布线层与所述垫片连接的一端设有截面为帽状的凹陷台，所述凹陷台朝向所述垫片的方向凸起，且凹陷台的台面与垫片的面相互贴合并固定。进一步地，所述基岛和垫片的材质为铜金属。进一步地，所述连接件和耳件的材质为可电镀的金属。进一步地，所述芯片与基岛之间通过设置一层金属过渡层进行过渡连接，所述金属过渡层的材料包括TiNiAg、TiAu或TiCu中的至少一种。一种预防分层的封装结构的封装工艺，包括以下步骤：步骤一：基板制备，将基板的背面放置到载板上，载板用于支撑和保护的作用，基板上的引脚暴露在基板的背面，基板上的远离载板的一面上设有突出于基板表面的基岛，以及与基岛互不接触的垫片，所述基岛和垫片分别与两个引脚电联接；步骤二：芯片装片，将已完成BUMP工艺的芯片的背面装载到所述基岛上的远离基板的一面上，芯片与基岛相互贴合，完成BUMP工艺的芯片的有源面上具有铜凸块，所述芯片的有源面背向所述基板；步骤三：第一次包封，在载板上进行第一次包封，形成第一塑封体，所述基岛、垫片、引脚、芯片和铜凸块均被塑封于所述第一塑封体内；步骤四：暴露铜凸块，通过研磨、蚀刻或者激光钻孔的方式，对第一塑封体进行操作，使芯片的有源面上的铜凸块暴露在第一塑封体的外表面；步骤五：钻孔，在第一塑封体上的处于暴露铜凸块的一面上进行钻孔处理，钻孔分为两类，一类为防分层锁孔，另一类为功能过孔，所述防分层锁孔的底部延伸至所述基岛的表面，且基岛的部分外表面暴露在防分层锁孔的底部，所述功能过孔的底部延伸至所述垫片的表面，且垫片的外表面暴露在功能过孔的底部；步骤六：电镀，电镀包括两部分，一部分为重布线层电镀，另一部分为连接件电镀；重布线层电镀：将芯片的铜凸块与垫片之间进行金属电镀连接，形成重布线层，所述重布线层的一端与芯片的铜凸块连接固定，另一端随着第一塑封体的外表面延伸至功能过孔处，并沿着功能过孔的孔壁延伸，与暴露在功能过孔底部的垫片连接固定，所述功能过孔的孔壁均覆盖一层电镀层，形成一截面为帽状的金属质凹陷台；连接件电镀：在每个防分层锁孔内进行电镀，形成连接件，连接件的底端与所述基岛连接固定，电镀形成的连接件充满整个防分层锁孔，或者覆盖整个防分层锁孔的内壁；步骤七：第二次包封，在第一次包封所形成的的第一塑封体的基础上进行第二次包封，形成塑封体，所述塑封体包括第一塑封体，所述重布线层、凹陷台和连接件均处于所述塑封体内；步骤八：载板剥离，将步骤一中所使用的载板进行剥离，剥离后，露出引脚，形成外引脚。进一步地，步骤一中，所述载板的材料包括金属或合金板材、BT材料、FR-4材料、硅基材料、EMC材料、玻璃材料或薄膜材料中的至少一种。进一步地，步骤二中，所述芯片与基岛之间通过设置一层金属过渡层进行过渡连接，所述金属过渡层的材料包括TiNiAg、TiAu或TiCu中的至少一种。进一步地，步骤五中，所述钻孔方式包括激光钻孔、机械钻孔或者蚀刻方式。进一步地，步骤五中，所述第一塑封体上的处于暴露铜凸块的一面上设有多个均匀分布的防分层锁孔。进一步地，步骤六中，还包括耳件电镀，在连接件电镀的同时或者之后，在连接件上的远离基岛的一端进行电镀形成耳件，耳件贴合在第一塑封体的表面，且厚度与重布线层的厚度相同，耳件与所述基岛平行，所述耳件和连接件为一体的，且在步骤七中的第二次包封后，耳件整体处于塑封体内。本专利技术与现有技术相比较，本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的一种预防分层的封装结构，采用紧固件塑封于塑封体内，紧固件与基岛之间固定连接，从而增大基岛与塑封体之间的接触面积，能够大大提高塑封体与基岛之间的黏结度，且将紧固件设计成连接件和耳件的结构，基岛与耳件通过连接件连接，耳件在塑封体内将塑封体仅仅卡固，由于连接件的作用，使芯片背部的基岛或者实际使用时代替基岛所采用的框架与塑封体之间紧紧锁住，有效防止芯片与框架或基岛之间的分层脱离，也防止了塑封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预防分层的封装结构，其特征在于，包括一塑封体（10），至少有一电子组件塑封于所述塑封体（10）内，所述电子组件上具有至少一基岛（30）和至少一引脚（40），所述引脚（40）的顶端暴露于所述塑封体（10）的外表面，所述基岛（30）的外表面设有至少一个紧固件（50），所述紧固件（50）与基岛（30）之间固定连接，且紧固件（50）塑封于塑封体（10）内。/n

【技术特征摘要】
1.一种预防分层的封装结构，其特征在于，包括一塑封体（10），至少有一电子组件塑封于所述塑封体（10）内，所述电子组件上具有至少一基岛（30）和至少一引脚（40），所述引脚（40）的顶端暴露于所述塑封体（10）的外表面，所述基岛（30）的外表面设有至少一个紧固件（50），所述紧固件（50）与基岛（30）之间固定连接，且紧固件（50）塑封于塑封体（10）内。


2.根据权利要求1所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述紧固件（50）包括一端与基岛（30）连接的连接件（51），所述连接件（51）的另一端塑封于塑封体（10）内。


3.根据权利要求2所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述紧固件（50）还包括用于卡固塑封体（10）的耳件（52），所述耳件（52）与所述连接件（51）上的远离基岛（30）的一端连接固定。


4.根据权利要求1所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述电子组件包括芯片（21），所述芯片（21）的背面与所述基岛（30）贴合，所述塑封体（10）内设有垫片（60），所述垫片（60）与所述基岛（30）之间不连接，所述基岛（30）和垫片（60）上分别设有所述引脚（40），所述芯片（21）和垫片（60）之间通过设置重布线层（70）连接。


5.根据权利要求4所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述垫片（60）与所述基岛（30）处于同一平面上，且厚度相同，且垫片（60）和基岛（30）上的引脚（40）都处于垫片（60）与基岛（30）形成的平面的同一侧。


6.根据权利要求1~5任意一项所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述引脚（40）为外引脚。


7.根据权利要求4所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述重布线层（70）与所述基岛（30）平行，所述重布线层（70）与所述垫片（60）连接的一端设有截面为帽状的凹陷台（71），所述凹陷台（71）朝向所述垫片（60）的方向凸起，且凹陷台（71）的台面与垫片（60）的面相互贴合并固定。


8.根据权利要求7所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述基岛（30）和垫片（60）的材质为铜金属。


9.根据权利要求3所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述连接件（51）和耳件（52）的材质为可电镀的金属。


10.根据权利要求4所述的一种预防分层的封装结构，其特征在于，所述芯片（21）与基岛（30）之间通过设置一层金属过渡层进行过渡连接，所述金属过渡层的材料包括TiNiAg、TiAu或TiCu中的至少一种。


11.一种预防分层的封装结构的封装工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：基板制备，将基板（a）的背面放置到载板（b）上，载板（b）用于支撑和保护的作用，基板（a）上的引脚（40）暴露在基板（a）的背面，基板（a）上的远离载板（b）的一面上设有突出于基板（a）表面的基岛（30），以及与基岛（30）互不接触的垫片（60），所述基岛（30）和垫片（60）分别与两个引脚（40）电联接；
步骤二：芯片装片，将已完成BUMP工艺的芯片（21）的背面装载到所述基岛（30）上的远离基板（a）的一面上，芯片（21）与基岛（30）相互贴合，完成BUMP工艺的芯片（21）的有源面上具有铜凸块（21a），所述芯片（21）的有源面背向所述基板（a）；
步骤三：第一次包封，在载板（b）上进行第一次包封，形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光耀，谭小春，
申请(专利权)人：合肥矽迈微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34