倒装芯片式封装结构及其制造方法技术

一种倒装芯片式封装结构及其制造方法，该封装结构包括导线架以及至少一个芯片；本发明专利技术的倒装芯片式封装结构及其制造方法主要是在将芯片作用表面上的焊锡凸块经回焊制程接置并电性连接在导线架上前，先在该焊锡凸块的表面形成酸值大于２０且粘度值大于４０的助焊层，借由该助焊剂的酸值大于２０的特点获得良好的锡熔接在导线架上，及借由该助焊剂的粘度值大于４０的特点使该焊锡凸块有效地定着在导线架上，进而减少焊锡凸块的溃缩发生，同时该制程方式简便且无需在导线架上使用印刷或电镀技术预先形成锡层，所以可减少成本并提高制程优良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种，特别是关于一种应用在导线架上的。
技术介绍
现有用导线架(Lead Frame)作为半导体芯片载体的半导体封装件，是将半导体芯片的非作用表面接置于导线架的芯片座(Die Pad)，再通过多条焊线将半导体芯片的作用表面电性连接到导线架的多个管脚(Lead)，然后再借由封装胶体包覆半导体芯片、焊线以及导线架。但这种半导体封装件常因为焊线的原因导致传输信号减弱，且在封装胶体的模压制程中，焊线的线弧也容易受模流冲击产生偏移或倾倒，从而导致相邻焊线彼此碰触产生短路。再者，这种半导体封装件的整体高度也受限于焊线的线弧高度而无法有效降低。因此需要研发一种将倒装芯片技术应用于导线架的半导体封装件。图1A是现有的将倒装芯片技术应用于导线架的半导体封装件剖面示意图，它主要是将半导体芯片11的作用表面111向下接置在导线架14，通过植接在该芯片作用表面111上的多个焊锡凸块12，将半导体芯片11电性连接并固定到导线架14的对应管脚141或芯片座(未标出)上。这样，由于不需要通过焊线进行电性连接，因此可解决焊线技术的电性连接品质问题，同时也可有效降低半导体封装件的高度。上述使用导线架的倒装芯片式半导体封装件，是一种结合导线架为芯片载体以及将半导体芯片以倒装的方式接置在导线架上的封装结构，它包括导线架，具有多个管脚或具有多个管脚及一个芯片座(DiePad)；至少一个芯片，作用表面借多个焊锡凸块(Solder Bump)接置并电性连接到导线架的管脚，或将该芯片的作用表面接置在导线架的芯片座上并借多个焊锡凸块电性连接到管脚；以及封装胶体(EncapsulationBody)，用于包覆导线架、芯片及焊锡凸块。这种技术的优点在于焊锡凸块可采用自行对位(Self-Alignment)的方式一次植接完成，比现有以逐一打线方式进行芯片与管脚间的电性连接更省时省工。再请参阅图1B，当进行回焊(Reflow)作业使焊锡凸块12焊接到管脚141时，由于铜制成的管脚具备优良的湿润特性(Wettability)，焊锡凸块12在加热到一定高温下会熔融发生溃缩(Collapse)16现象，即湿润(Wetting)现象，使焊锡凸块12焊接到管脚141上的预设位置后仍会持续发生溃缩而扩散到管脚141的其它区域上；这种过度溃缩16的结果不仅可能造成相邻焊锡凸块12间的桥接导致电性失能，还会因焊锡凸块12严重变形影响芯片11接置在导线架14上的品质，妨碍了后续制程的实施。鉴于上述缺点，美国专利第6,507,120号揭示了一种倒装芯片式四边扁平无引脚(Flip-Chip Quad Flat Non-Leads，简称FC-QFN)封装结构，如图2所示，该半导体封装结构200包括导线架，具有多个管脚202；半导体芯片210，通过多个焊锡凸块218接置并电性连接到该管脚202；以及封装胶体224，包覆该半导体芯片210、焊锡凸块218与导线架上表面，其中该管脚202上形成有防焊层220，且该防焊层220对应该焊锡凸块218接置位置形成有开口，供该芯片210通过该焊锡凸块218电性连接到该管脚202。这样，即可通过该防焊层220的设置避免在该焊锡凸块218进行回焊时，因溃缩(collapse)扩散到管脚的其它区域上。但上述封装结构的制程，需要额外在该导线架上覆盖一防焊层，并通过曝光、显影等方式图案化该防焊层，这样会导致导线架制程困难且成本过高。另外为了使焊锡材料有效接着在铜质导线架上，美国专利第6,482,680是先在导线架上对应芯片焊锡凸块接置位置印刷或电镀一锡层，供焊锡凸块接置在导线架上。该方法不但无法解决现有的焊锡过度溃缩问题，且会增加制造成本。因此，如何研发出一种使用导线架的倒装芯片式封装结构，采用简化制程、不增加成本，即能够避免电性连接芯片到管脚的焊锡凸块发生过度溃缩的功效，确保制成封装结构的可靠性，同时避免制程精度及优良率受制于印刷制程技术，是目前需要解决的重要课题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的缺点，本专利技术的主要目的在于提供一种，可避免倒装芯片用的焊锡材料过度溃缩，确保制成封装结构的可靠性。本专利技术的另一目的在于提供一种，能够简化的制程且不会大幅增加成本，避免电性连接倒装芯片到导线架的焊锡凸块发生过度溃缩。本专利技术的另一目的在于提供一种，无需在导线架上使用印刷或电镀技术预先形成锡层，可降低制程成本。为达上述及其它目的，在本专利技术的倒装芯片式封装结构包括导线架；以及至少一个芯片，具有作用表面及相对非作用表面，该芯片是以设置在该作用表面上的焊锡凸块并经回焊作业电性连接到该导线架；其中该芯片借由该焊锡凸块经回焊接置在该导线架前，是在该焊锡凸块表面形成有助焊剂层，该助焊剂的酸值大于20且粘度值大于40，通过该助焊剂供芯片有效地固着在导线架上，且在进行回焊制程时，使该焊锡凸块不易湿润在导线架上，减少发生溃缩的可能。该封装结构还包括封装胶体，用于包覆该芯片、焊锡凸块及部分导线架。其中，该导线架具有多个管脚，供半导体芯片上的焊锡凸块对应接置其上；另该导线架还可包括有芯片座，供该芯片作用表面的焊锡凸块接置其上，利用该芯片座作为额外的例如为接地接点的电性连接端点。上述倒装芯片式封装结构的制造方面包括在倒装芯片作用表面上的焊锡凸块表面形成助焊剂层，该助焊剂的酸值大于20且粘度值大于40；以及将该接置有焊锡凸块的芯片以回焊方式电性连接到导线架上，通过该助焊剂供芯片有效地固着在导线架上，且在进行回焊制程时，使该焊锡凸块不易湿润在导线架上，减少发生溃缩的可能。该方法还包括形成有封装胶体，用于包覆该芯片、焊锡凸块及部分导线架。通过该助焊剂供芯片有效地固着在导线架上，且在进行回焊制程时，使该焊锡凸块不易湿润(Wetting)在导线架上，减少溃缩(collapse)的发生。综上所述，本专利技术的主要是在将芯片作用表面上的焊锡凸块经回焊制程接置并电性连接在导线架上前，先在该焊锡凸块的表面形成酸值(Acid number)大于20且粘度值(viscosity)大于40的助焊层，借由该助焊剂的酸值大于20的特点获得良好的锡熔接在导线架上，及借由该助焊剂的粘度值大于40的特点使该焊锡凸块有效地定着在导线架上，进而减少焊锡凸块的溃缩发生，同时该制程方式简便且无需在导线架上使用印刷或电镀技术预先形成锡层，所以可减少成本并提高制程优良率。附图说明图1A是现有倒装芯片技术应用在导线架的半导体封装件剖面示意图；图1B是芯片通过焊锡凸块回焊到导线架时及发生溃缩现象的剖面示意图；图2是美国专利第6,507,120号的倒装芯片式四边扁平无引脚封装结构剖面示意图；图3A至图3C是本专利技术的倒装芯片式封装结构的制造方法剖面示意图；以及图4是本专利技术的倒装芯片式封装结构实施例2的剖面示意图。具体实施例方式以下参照附图详细说明本专利技术的实施例。下述实施例虽以倒装芯片式四边扁平无引脚(Flip-Chip Quad Flat Non-Leads，简称FC-QFN)半导体封装件及其制造方法为例进行说明，但实际应用的导线架结构并不以此为限，为简化附图以使本专利技术的特征及结构更清晰易懂，在附图中仅显示与本专利技术直接关联部分，其余部分则略除。实施例1图3A至3C图是本专利技术倒装芯片式封装结构制造方法的剖面示意图。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装芯片式封装结构，其特征在于，该封装结构包括：导线架；以及至少一个芯片，具有作用表面及相对非作用表面，该芯片是以设置在该作用表面上的焊锡凸块并经回焊作业电性连接到该导线架；其中该芯片借由该焊锡凸块经回焊接置在该导线架前，是在该焊锡凸块表面形成有助焊剂层，该助焊剂的酸值大于２０且粘度值大于４０，通过该助焊剂供芯片有效地固着在导线架上，且在进行回焊制程时，使该焊锡凸块不易湿润在导线架上，减少发生溃缩的可能。

【技术特征摘要】
1.一种倒装芯片式封装结构，其特征在于，该封装结构包括导线架；以及至少一个芯片，具有作用表面及相对非作用表面，该芯片是以设置在该作用表面上的焊锡凸块并经回焊作业电性连接到该导线架；其中该芯片借由该焊锡凸块经回焊接置在该导线架前，是在该焊锡凸块表面形成有助焊剂层，该助焊剂的酸值大于20且粘度值大于40，通过该助焊剂供芯片有效地固着在导线架上，且在进行回焊制程时，使该焊锡凸块不易湿润在导线架上，减少发生溃缩的可能。2.如权利要求1所述的倒装芯片式封装结构，其特征在于，该封装结构还包括用于包覆该芯片、焊锡凸块及部分导线架的封装胶体。3.如权利要求1所述的倒装芯片式封装结构，其特征在于，该导线架具有多个管脚，供半导体芯片上的焊锡凸块对应接置其上。4.如权利要求3所述的倒装芯片式封装结构，其特征在于，该导线架还包括有芯片座，供该芯片作用表面的焊锡凸块接置其上，利用该芯片座作为额外的电性连接端点。5.如权利要求1所述的倒装芯片式封装结构，其特征在于，该焊锡凸块是高铅材质。6.如权利要求1所述的倒装芯片式封装结构，其特征在于，该焊锡凸块是无铅材质。7.如权利要求1所述的倒装芯片式封装结构，其特征在于，该助焊剂是以浸泡、印刷涂覆或喷涂的一种方式形成在该焊锡凸块表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：余国华，陈锦德，普翰屏，萧承旭，
申请(专利权)人：矽品精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]