专利名称：一种无载体栅格阵列ic芯片封装件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子信息自动化元器件制造技术领域，涉及一种IC芯片封装件，具体涉及一种无载体无引脚栅格阵列IC芯片封装件。
背景技术：
LGA (Land Grid Array)封装是栅格阵列封装，以层压基片为基础的精细间距芯片级封装。LGA用金属触点式封装技术取代了过去的PGA (Pin Grid Array，针脚栅格阵列)是一种跨越性技术革命。PGA (针脚栅格阵列)封装技术一般使用陶瓷基板、PCB基板或BT基板，并且版图结构设计较为复杂，使用陶瓷基板、PCB基板或BT基板材料成本高，并且基板生产合格率低、制造周期较长，散热效果不好。
发明内容为了克服上述现有的PGA (针脚栅格阵列)技术中存在的框架版图结构设计较为复杂，合格率低，致使材料成本高的问题，本实用新型提供一种省去了复杂的版图设计，采用铜引线框架(L/F)良率高，材料成本较低，并且制造周期短的一种扁平无载体无引脚栅格陈列IC芯片封装件。本实用新型采用下述技术方案解决其技术问题一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，包括内引脚、IC芯片、焊盘、键合线及塑封体，所述内引脚在封装件正面设为多排矩阵式，背面为外露的多排近似正方形的圆形镀金触点；所述内引脚上面为IC芯片I，内引脚和IC芯片I之间由胶膜片粘接，IC芯片I上的焊盘通过键合线与内引脚相连，所述塑封体包围胶膜片、IC芯片I、键合线及内引脚边缘，构成电路整体。所述多排矩阵式内引脚设为A、B、C三排引脚，其中A排设有3个内引脚，分别为Al、A2、A3，B排左边2个内引脚Bi、B2连在一起，右边设1个单独的内引脚B3, C排设有3个单独的内引脚C1、C2、C3。所述外露的多排近似正方形的圆形镀金触点为所述封装件背面A排引脚上设有3个大小相同近似正方形的圆形独立引脚触点al、a2、a3 ；B排也设有3个近似正方形的圆形独立触点bl、b2、b3 ；其中的左上角成0. 10X45°斜角，其斜角正对的A排触点为该电路Pin 1脚；C排也设有3个大小相同的近似正方形圆形独立触点cl、c2、c3。所述封装件有单芯片封装形式；所述封装件有多芯片封装形式；所述封装件设有双芯片堆叠封装形式，在原IC芯片I上端设有另一 IC芯片II，IC芯片I和IC芯片II之间设有胶膜片粘接，原IC芯片I上的焊盘通过键合线与内引脚相连，原IC芯片I上的另一焊盘再利用芯片与芯片间键合线与其上端的IC芯片II相连，构成电路的电流和信号通道，塑封体包围胶膜片、IC芯片、键合线、内引脚边缘，构成电路整体。本实用新型采用近似正方形的圆球状阵列触点，结构简单灵活，散热效果好。铜引线框架(L/F)成品率高并且材料利用率高，降低了材料成本。采用引线框架(L/F)代替陶瓷基板、PCB基板或BT基板，省去了复杂的版图设计，设计制造周期较短，加快了试制生产进程，促使产品提早上市，取得市场先机。
图1为本发明IC芯片封装件的单芯片结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的仰视图；图4为本发明IC芯片封装件的堆叠封装的实施例结构示意图；图5为图4的俯视图；图6为图4的仰视图；图7为本发明IC芯片封装件的多芯片封装的实施例结构示意图；图8为图7的俯视图；图9为图7的仰视图。图中，1.第一列引脚(凸点)，2.第二列引脚(凸点)，3.第三列引脚(凸点)，4.第四列引脚(凸点)；5.胶膜片，6. IC芯片I，7.键合线，8.塑封体，9. IC芯片II，10.芯片与芯片间键合线，11.第二胶膜片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，包括内引脚，胶膜片，IC芯片(单、双)，多条键合线，塑封体，外露的多排近似正方形的圆形镀金触点。该封装引线框架无载体，在内引脚上面是芯片，内引脚和芯片之间用胶膜片5粘贴，如果是堆叠封装，在原IC芯片I 6上端设有另一 IC芯片II 9，IC芯片I 6和IC芯片II 9之间由胶膜片5粘接，IC芯片I 6上的焊盘通过键合线7与内引脚相连，IC芯片I 6上的另一焊盘通过芯片与芯片间键合线10与IC芯片II 9相连，塑封体包围胶膜片、IC芯片、键合线、内引脚边缘，构成电路整体。塑封体包围了胶膜片、IC芯片、键合线、内引脚边缘，构成电路整体。并且，塑封体对多条键合线、IC芯片和近似正方形的圆形镀金触点起到保护和支撑作用。最底层胶膜片上的IC芯片全靠内引脚支撑。该封装件有单芯片封装、多芯片封装、堆叠封装形式。本实用新型的多排矩阵式内引脚为A、B、C三排引脚，其中A排设有3个内引脚，分别为六1^2^3』排左边2个内引脚附、82连在一起，右边设1个单独的内引脚B3，C排设有3个单独的内引脚Cl、C2、C3。外露的多排近似正方形的圆形镀金触点为封装件背面A排引脚上设有3个大小相同近似正方形的圆形独立引脚触点al、a2、a3 ；b排也设有3个近似正方形的圆形独立触点bl、l32、b3，其中Μ的左上角成0. 10X45°斜角，其斜角正对的A排触点为该电路Pin 1脚；C排也设有3个大小相同的近似正方形圆形独立触点cl、c2、c3。本实用新型的典型三排圆形镀金触点(NLGA9)封装件的外形尺寸如下(mm)塑封体长度1. 50 士0.05 ；塑封体宽度1. 50 士0. 05塑封体厚度0. 75士0. 05安装高度0. 02士0. 01[0030]引脚宽度0. 25士0. 05引脚厚度0. 20REF引脚间距0.50BSC本实用新型采用无载体的矩阵式多触点引线框架，是一种无载体的矩阵式多触点框架。由于该封装用无载体的引线框架(L/F)，后固化、打印、包装同普通QFN生产，其余工序生产方法如下A.单芯片封装1、减薄、划片先将晶圆减薄到150 μ m 200 μ m,清洗干净并烘干后，背面贴上胶膜片，去掉减薄胶膜。然后将贴有胶膜片的晶圆切成单个芯片，只划透胶膜层，不划保护层。2、上芯采用NLGA9L专用框架和胶膜片，在专用上芯机上，引线框架自动传送到上芯机轨道，将芯片自动放置到Bi、B2内引脚和B3、Al、A2、A3、Cl、C2、C3其余几个内引脚边缘。即对典型三排引脚来说，由于NLGA框架无载体，带胶膜片的芯片粘在B排双引脚(如NLGA9L, B1，B2、B3)和其余几个弓|脚(如NLGA9L，Al、A2、A3、Cl、C2、C3)的边缘，通过烘烤达到牢固性粘贴。3、压焊由于IC芯片I 6粘在内引脚上，IC芯片I 6上焊盘距离内引脚焊点较近，不能按正常QFN键合工艺，只能采用短焊线低弧度键合，其压焊参数如下预热温度130°C，加热温度150°C。第一焊点，芯片上的焊盘，焊接时间(ms) :3 10 ；第一焊点焊接力(mN) 100 150 (—般QFN压焊120 300)；第一焊点焊接功率(%) 15 沘；第二焊点，内引线脚，焊接时间(ms) :4 10 ；第二焊点(内引线脚)焊接力(mN) 450 800 ( —般QFN压焊600 1000)第二焊点，内引线脚，功率(%) 110 160 ；最小焊线长度(mm) :0. 5 0. 6，一般QFN产品0. 6 0. 8。4、塑封由于键合采用短焊线低弧度键合，且焊线拉得相对较紧，不能按正常QFN塑封工艺塑封，采用CEL9220环保塑封料，经DOE (Design Of Experiment实验设计，简称DOE)试验，最后确定其塑封工艺参数如下；模具温度(°C) :175士 10 ；合模压力(MPa) ；40 120.注塑压强(Ton) :0· 80 1. 80 ；注塑时间(sec) :10士2 ；固化时间(sec) :90士30。后固化150(°C )，7h。5、打印按常规QFN激光打印工艺。6、电镀引线框架采用镀金触点，不需要电镀。[0059]7、切割采用本产品NLGA-Ol (3排引脚)/02 (多排引脚)专用切割夹具，按正常QFN切割工艺切割。B.双芯片堆叠封装双芯片堆叠封装的减薄、划片，打印，切割与单芯片封装相同，矩阵式镀金触点，不用电镀。1、减薄、划片先将晶圆减薄到ΙΟΟμπι 150μπι，清洗干净并烘干后，背面贴上胶膜片，去掉减薄胶膜。然后将贴有胶膜片的晶圆切成单个芯片，根据减薄后晶圆厚度+胶膜片的胶膜厚度调整划片深度参数，只划透胶膜层，不划保护层。2、上芯在胶膜片专用上芯机上，将芯片自动放置到相应L/F内引脚设置位置上，加热后IC芯片I 6粘在中间排内引脚和其余几个内引脚边缘。对典型四排引脚来说，由于NLGA框架无载体，带胶膜片的芯片粘在B排和C排引脚(如NLGA16L，B2、B3、C2、C3)的边缘。完成全部第一次上芯后，采用同样方法，将IC芯片II 9粘在B4和C4引脚上，通过烘烤达到牢固性粘贴。3、压焊由于IC芯片I 6粘在内引脚上，焊盘距离内引脚焊点较近，另外，双芯片堆叠封装，IC芯片II 9粘在IC芯片I 6上，IC芯片II 9与IC芯片I 6之间还要焊线，所以，只能采用短引线低弧度焊线和反向打线。其压焊参数如下预热温度130°C，加热温度150°C。第一焊点(芯片上的焊盘)焊接时间(ms) :3 10 ；第一焊点焊接力(mN) :100 150 (—般QFN压焊120 300)；第一焊点焊接功率(%) 15 沘；第二焊点(内引线脚)焊接时间(ms) :4 10 ；第二焊点(内引线脚)焊接力(mN) 450 800 ( —般QFN压焊600 1000)第二焊点(内引线脚)功率(%) :110 160 ；最小焊线长度(mm) :0. 5 0. 6，一般QFN产品0. 6 0. 8。4、塑封由于双芯片堆叠封装，IC芯片II 9与IC芯片I 6之间还要焊线，塑封的注塑过程，塑封料流动和冲线与单芯片差别较大，要通过工艺试验，不断调整和优化注塑工艺参数才能达到塑封不冲丝、不断线和无离层的最佳结果。塑封工艺参数如下；模具温度(°C) :175士 10 ；合模压力(MPa) ；40 120.注塑压强(Ton) :0· 80 1. 33 ；注塑时间(sec) :10士2 ；固化时间(sec) :90士30。后固化150°C，7h。C.多芯片封装多芯片封装的减薄、划片，打印，切割与单芯片封装相同，矩阵式引线框架采用镀金触点，不需要电镀。1、上芯在胶膜片专用上芯机上，将芯片自动放置到相应L/F内引脚设置位置上，加热后IC芯片I 6粘在中间排内引脚和其余几个内引脚边缘。对典型四排引脚来说，由于NLGA框架无载体，带胶膜片的IC芯片I 6粘在B排和C排引脚(如NLGA16L :B2、B3和C2、C3)上，带胶膜片的IC芯片II 9粘在B4和C4引脚的边缘。2、压焊由于IC芯片I 6粘在内引脚上，IC芯片上焊盘距离内引脚焊点较近，不能按正常QFN键合工艺，只能采用短引线低弧度焊线和反向打线。其压焊参数如下预热温度130°C，加热温度150°C。第一焊点(芯片上的焊盘)焊接时间(ms) :3 10 ；第一焊点焊接力(mN) 100 150 (—般QFN压焊120 300)；第一焊点焊接功率(%) 15 沘；第二焊点(内引线脚)焊接时间(ms) :4 10 ；第二焊点(内引线脚)焊接力(mN) 450 800 ( —般QFN压焊600 1000)第二焊点(内引线脚)功率(%) :110 160 ；最小焊线长度(mm) :0. 5 0. 6，一般QFN产品0. 6 0. 8。3、塑封由于双芯片堆叠封装，IC芯片II 9与IC芯片I 6之间还要焊线，塑封的注塑过程，塑封料流动和冲线与单芯片差别较大，要通过工艺试验，不断调整和优化注塑工艺参数才能达到塑封不冲丝、不断线和无离层的最佳结果。其塑工艺参数如下模具温度(°C) :175士 10 ；合模压力(MPa) ；40 120 ；注塑压强(Ton) :0. 80 1. 33 ；注塑时间(sec) :10士2 ；固化时间(sec) :90士30。后固化150°C，7h。
权利要求1.一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，包括内引脚、IC芯片、焊盘、键合线及塑封体，其特征在于所述内引脚在封装件正面设为多排矩阵式，背面为外露的多排近似正方形的圆形镀金触点；所述内引脚上面为IC芯片I (6)，内引脚和IC芯片I (6)之间由胶膜片(5)粘接，IC芯片I (6)上的焊盘通过键合线(7)与内引脚相连，所述塑封体(8)包围胶膜片(5)、IC芯片I (6)、键合线(7)及内引脚边缘，构成电路整体。
2.根据权利要求1所述的一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，其特征在于所述多排矩阵式内引脚设为A、B、C三排引脚，其中A排设有3个内引脚，分别为A1、A2、A3，B排左边2个内引脚B1、B2连在一起，右边设1个单独的内引脚B3，C排设有3个单独的内引脚Cl、C2、C3 ο
3.根据权利要求1所述的一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，其特征在于所述外露的多排近似正方形的圆形镀金触点为所述封装件背面A排引脚上设有3个大小相同近似正方形的圆形独立弓I脚触点al、a2、a3 ;B排也设有3个近似正方形的圆形独立触点b 1、1^2、b3，其中1^2的左上角成0. 10X45°斜角，其斜角正对的A排触点为该电路Pin 1脚；C排也设有3个大小相同的近似正方形圆形独立触点cl、c2、c3。
4.根据权利要求1所述的一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，其特征在于所述封装件设有单芯片封装形式。
5.根据权利要求1所述的一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，其特征在于所述封装件设有多芯片封装形式。
6.根据权利要求1所述的一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，其特征在于所述封装件设有双芯片堆叠封装形式，在原IC芯片I (6)上端设有另一 IC芯片II (9)，IC芯片I (6)和IC芯片II (9)之间设有胶膜片(5)粘接，IC芯片I (6)上的焊盘通过键合线(7)与内引脚相连，IC芯片I (6)上的另一焊盘通过芯片与芯片间键合线(10)与IC芯片II (9)相连，构成电路的电流和信号通道，塑封体包围胶膜片、IC芯片、键合线、内引脚边缘，构成电路整体。
专利摘要一种无载体栅格阵列IC芯片封装件，包括内引脚、IC芯片、焊盘、键合线及塑封体，所述内引脚在封装件正面设为多排矩阵式，背面为外露的多排近似正方形的圆形镀金触点；所述内引脚上面为IC芯片，内引脚和IC芯片之间由胶膜片粘接，IC芯片上的焊盘通过键合线与内引脚相连，所述塑封体包围胶膜片、IC芯片、键合线及内引脚边缘，构成电路整体。本实用新型采用近似正方形的圆球状阵列触点，结构简单灵活，散热效果好。铜引线框架(L/F)成品率高并降低了材料成本。采用引线框架(L/F)代替陶瓷基板、PCB基板或BT基板，省去了复杂的版图设计，设计制造周期较短,加快了试制生产进程，促使产品提早上市，取得市场先机。
文档编号H01L23/495GK202339913SQ20102062748
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者何文海, 慕蔚, 王新军, 郭小伟 申请人:天水华天科技股份有限公司