用于端子的侧镀的激光加工的制作方法

文档序号:7155868阅读:210来源:国知局

专利名称::用于端子的侧镀的激光加工的制作方法
技术领域
:本发明总地涉及集成电路(IC)封装,并且更特别地,涉及镀覆和分割IC封装的方法。
背景技术
:上面形成有集成电路的硅芯片非常的小,使得它们对损伤是敏感的并且难以操作,并且许多IC芯片被封装在壳体中以保护芯片并且提供能被附接到基板比如印制电路板(PCB)上的电路的较大的接点引线。组装该类型的IC封装的常见方法是在IC封装的组装过程中将作为机械支架的“引线框架”附接到晶粒(die)。引线框架的一部分被剪切而仅留下引线以提供制成品的外部连接部。引线框架包括“晶粒粘结焊垫(dieattachpad)”和“引线”,晶粒附接到“晶粒粘结焊垫”,并且“引线”提供外部电气连接。晶粒、粘结剂、配线和引线框架被封闭在外壳中,所述外壳可以是模制的塑料部件或者是模制化合物(moldcompound)的外模,其中端子在所述外壳的外表面上暴露。在特定构造的IC封装中,比如双边扁平无引脚(DFN)封装或者方形扁平无引脚封装(QFN),端子暴露于IC封装的下侧。图IA和图IB绘出了典型IC封装,该典型IC封装的端子不从外壳突出而是在IC封装的下侧和侧面暴露,其中图IA是俯视图,图IB是同一IC封装的仰视图。这种IC封装的构造是紧凑的并且使将IC封装安装在PCB上所需要的面积最小化。这种类型的IC封装的一个困难在于不能目视地检测端子与PCB的接触焊垫之间的焊点。必须使用X-射线图像来进行对该类型的IC封装的焊点的检测。已经发现,在端子的外侧下角处产生缺口会在生成良好的焊点时产生焊接圆角(solderfillet)。替换用X-射线照射焊点以确认已经形成良好焊点来检测该焊接圆角是可能的。取消X-射线检测可以降低产品线的成本和复杂性并提高生产率。在Fogelson等人的美国专利第6608366号中公开了通过锯切产生缺口。所公开的工艺要求第一半厚度锯切产生缺口,并要求第二较薄锯切以分割IC封装。锯片在IC封装的制造过程中是显著的花费,并且在分割之前需要进行半厚度锯切增加了制造工艺的成本。
发明内容存在对于在IC封装制造工艺中在引线框架的汇流排中产生缺口的低成本方法的需要。使用激光从蚀刻槽移除模制化合物使得不需要在IC封装已经被包模之后进行半厚度锯切,并且可以总体上节约制造工艺中的成本。在一定的实施方式中,公开了镀覆集成电路(IC)封装的端子所在侧的一部分的方法。所述方法包括如下步骤将IC晶粒附接到引线框架,所述引线框架包括具有厚度的汇流排;减小所述汇流排的一部分的厚度,所述厚度减小部分具有宽度;用模制化合物包模所述引线框架;用激光从所述汇流排的所述厚度减小部分移除所述模制化合物;用焊剂可湿(solder-wettable)材料涂覆所述汇流排的所述厚度减小部分;和在所述汇流排的所述厚度减小部分内贯穿切割所述汇流排的厚度,其中所述切割口的宽度小于所述汇流排的所述厚度减小部分的宽度。在一定的实施方式中,公开了产生生成能够被目视检查的焊剂端子的方法。所述方法包括如下步骤蚀刻引线框架的汇流排,其中所述汇流排具有下侧,并且所述蚀刻从所述下侧移除所述汇流排的一部分上的材料,所蚀刻部分具有带宽度的面;以足够的能量和足够的持续时间激光照射所述汇流排的所述蚀刻部分以从所述蚀刻部分移除材料;用焊剂可湿材料涂覆所述汇流排的蚀刻部分;和贯穿切割所述汇流排的所述蚀刻部分,其中所述切割口具有的宽度小于所述蚀刻部分的宽度。被包括用以提供进一步的理解并且被整合在说明书中且构成说明书的一部分的附图示出了所公开的实施方式并且与说明书一起用以解释所公开的实施方式的原理。在附图中图IA至图IB是具有在封装主体的底部暴露的端子的QFNIC封装的透视图。图2A是引线框架的框架的透视图。图2B是QFN器件的框架的一部分的平面图。图3A是根据本公开的特定方面的、在IC块已经被附接到晶粒粘结焊垫并且框架已经包模之后,图2中的引线框架的框架的一部分的截面图。图3B至图3D绘出了根据本公开的特定方面来产生斜削的端子的工艺步骤。图4A至图4B示出了根据本公开的特定方向的、具有斜削的端子的IC封装与具有标准端子的IC封装之间的比较。图5示出了根据本公开的特定方面的由斜削的端子被附接到PCB之后产生的焊点ο图6是示出根据本公开的特定方面的形成斜削的端子的工艺的流程图。具体实施例方式这里公开的方法说明了在IC封装被焊接到PCB时IC封装端子可以如何被斜削以产生可目视检查的焊点。该加工蚀刻框架中的、在各个IC封装将从框架被分割的区域中的汇流排,并且用激光清理蚀刻区域并从蚀刻区域的表面移除任何的模制化合物或者其它的污物。频繁地进行蚀刻以减小在随后锯切加工中待被切割的金属的量,延长锯的寿命并由此减小制造成本。所清理的蚀刻区域在汇流排的下侧被镀覆焊剂可湿的金属的同时被镀覆。IC封装然后沿蚀刻区域的中心利用窄锯被切割,在由切割汇流排形成的端子的下部外侧角处留下一部分蚀刻区域作为斜削部。在下面的详细说明中,提出了若干具体细节以提供对本公开的完整理解。但是,对于本领域技术人员而言清楚地的是,本公开中的实施方式可以不采用所述具体细节中的一些细节来实践。在一些示例中,未详细示出人所熟知的结构和技术,以免模糊本公开。图IA和图IB是具有在封装主体4的底部上暴露的端子6的QFNIC封装2的透视图。在本示例中,IC封装2沿其四个侧边中的每一个侧边,具有约11个端子。端子6直接布置在IC封装2所焊接的PCB(未示出)上的接合连接焊垫上方。图2B示出了图IA的IC封装的下侧,其中能够观察到,晶粒粘结焊垫8暴露使得其能够热耦合到PCB(未示出)以耗散热。图2A是引线框架14的框架10的透视图,其中框架10中的与引线框架14相关联的部分以虚线框12示出。引线框架14包括晶粒粘结焊垫14A和一组相关联的引线,所述引线全部彼此连接并在内部连接到相邻单元而形成汇流排16,以保证将它们短接在一起并在加工过程中提供机械整体性。各个引线框架14接着通过沿虚线框12的周边锯穿每个单元之间的“通道(street)”而被分割。该分割加工也限定了引线端子的长度和封装轮廓的尺寸。在特定实施方式中,引线框架14可以不包括晶粒粘结焊垫14A。在一些实施方式中,图3A的IC晶粒20可以附接到引线框架14的底部,比如对于直接附接到引线的倒装芯片。在其它的实施方式中,比如对于“引线上芯片(chiponlead)”或者“引线上倒装芯片(flipchiponlead)”型IC封装,IC晶粒20可以附接到引线的顶部。在不偏离本公开的范围的前提下,到引线框架的晶粒附接的这些和其它的变形对本领域技术人员而言是已知的或将是显而易见的。图2B是QFN器件的框架10的一部分的平面图。虚线框12标示图4B的IC封装40的范围,包括晶粒粘结焊垫14A和跨接所述虚线框的周边的汇流排16。图3A是根据本公开的特定方面的、图2的引线框架14的框架10的一部分在晶粒20已经被附接到晶粒粘结焊垫14A并且框架10已经被包模之后的截面图。该截面图沿图2中的截面3-3取得。包模处理形成塑料模制化合物22的板料,其完全地覆盖单元阵列,所述阵列单元中的每个单元均包括晶粒20、晶粒到晶粒粘结焊垫粘结剂(未示出)、晶粒接合线(未示出)和晶粒粘结焊垫14A。由于端子的表面在模制之后必须暴露,它们通过覆盖框架10的整个底侧的胶带(未示出)而与模制化合物密封隔开。模制化合物22流入汇流排16下方的蚀刻区域,如根据图3A能够观察到的,同时汇流排16的其余部分的下侧和晶粒粘结焊垫14A的下侧保持没有模制化合物22。图3B至图3D绘出了根据本公开的特定方面来产生斜削的端子36的加工步骤。在图3B中,激光束已经被定向在蚀刻槽30上方,并烧除在图3A中的这些槽30中填充的模制化合物22。提供该激光束的激光可以是与用于对IC封装40的外部塑料进行激光打标的激光相同的激光或者与用于激光去毛刺的激光相同的激光。使用作为生产线的已有部分的激光可以减小用于实现此工艺的加工和装备成本。已经发现具有近似20瓦的输出功率和由模制化合物22吸收的频率的激光足以从槽30移除模制化合物22。在图3C中,焊剂可湿材料的涂层24已经施加到晶粒粘结焊垫14A和汇流排16的暴露表面。在本示例中,这是可焊接金属比如锡的镀层。能够看出,该涂层24覆盖槽30及平面。图3D绘出了在分割切割口32已经穿过槽30的中心以分离IC封装40之后的框架10。这些切割口32是在图2B中沿IC封装周围的虚线框12制成。分割切割口32的宽度小于槽30的宽度,使得涂覆斜削部38、或者缺口保持在通过贯穿切割汇流排16而形成的端子36的角部处。图4A和图4B示出了根据本公开的特定方面的具有斜削端子36的IC封装40与具有标准端子52的IC封装50的比较。IC封装40的涂覆斜削部38提供了在端子36所在侧上的竖直可焊接表面,而标准IC封装50的端子52实际上没有竖直可焊接表面并且因此焊剂将不涂覆端子52所在侧,使得不能目视检查焊点。图5示出了根据本公开的特定方面的、在附接到PCB60之后由斜削端子36产生的焊点。PCB60包括基板62、由导电金属比如铜构成的导电电路布线64、由布线64的用焊剂可湿材料涂覆的区域形成的焊垫66。在本示例中,接触焊垫66由锡形成。当焊剂68熔化时,湿化整个表面M和66,在接触焊垫66伸出IC封装40外围处的外边缘形成弯月面70。该弯月面70能够被目视检查以确认适当地形成了焊点,使得不需要用X-射线照射焊点以进行该检查。图6是示出根据本发明的特定方面的形成斜削端子36的加工的流程图。在步骤105中,IC晶粒20附接到具有汇流排16的引线框架14。在一些实施方式中,多个引线框架14形成为框架10,其中汇流排16将引线框架14互连。步骤105也可以包括将IC晶粒20的接合线连接到汇流排16,这将形成IC封装40的引线。在步骤110中,对汇流排16的一部分减小汇流排16的厚度。步骤110可以通过选择性地蚀刻引线框架14或者框架10来进行,并且可以在步骤105之前进行。有选择地和部分地蚀刻引线框架的方法对于本领域普通技术人员而言是熟知的。在步骤115中,引线框架14或者框架10用模制化合物22包模。在一些实施方式中,引线框架14形成为条带,其中所述条带的一部分被包模以形成包含多个引线框架14的板料。在一些实施方式中,胶带被施加到引线框架的底面,以掩盖特定的表面使得这些表面不被涂覆模制化合物22。在步骤120中,模制化合物22通过激光被从汇流排16的厚度减小的区域中移除。在一些实施方式中,激光可以移除模制化合物22及同时移除汇流排16的一部分。在汇流排16的厚度减小部分的表面被激光清理之后,汇流排的暴露区域,厚度减小部分和其余部分二者,都被涂覆有焊剂可湿材料。在一些实施方式中,所述材料通过镀覆被施加并且可以是金属比如锡。在一些实施方式中,引线框架14的全部暴露区域被涂覆。在步骤130中,切割口32贯穿汇流排16的厚度减小部分。在一些实施方式中,这些切割口32比厚度减小部分的宽度小。在多个引线框架14形成为框架10并且被包模在板料内的实施方式中,切割口32分割IC封装40。能够看到,所公开的在IC封装比如DFN或者QFN的封装的端子的外边缘处形成斜削部的方法的实施方式,提供了不使用X-射线来检查将IC封装附接到PCB的焊点的质量的能力。使用激光以移除模制化合物,其中激光可以已经被安装到生产线以在IC封装上激光蚀刻标记,这样避免了进行附加的锯切的需要。检查的减少和/或锯切成本的降低可以降低IC封装生产的成本和复杂性。提供先前的说明以使得熟悉本领域的任意人员能够实践这里说明的各种方面。虽然前述内容已经说明了所认为的最佳方式和/或其它的示例,应理解这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是易于显见的,并且这里限定的总的原则可以应用于其它的方面。由此,权利要求书并不意图局限于这里所示的方面,而可以与书面权利要求一致的整个范围相符合,其中以不定冠词单数形式对于元件的引用并不意图指“一个或仅一个”,除非明确声明,而是指“一个以上”。除非另外明确声明,术语“一些”指一个以上。男性代词(例如,他的)包括女性和中性(例如,她的和它的),反之亦然。如果存在使用的标题或者副标题,仅是为了方便,而并不是限制本发明。应理解,所公开的工艺中的特定顺序的或级联的步骤是示例性方案的说明。基于设计优选项,应理解工艺中的特定顺序的或级联的步骤可以重新安排。一些步骤可以同时进行。所附的方法权利要求以样本顺序的方式给出了各种步骤的要素,而并不意图局限于所给出的特定顺序或级联。本公开中使用的术语“顶部”、“底部”、“前方”、“后方”等应理解为指任意的参考空间,而不是通常意义上的重力参考空间。由此,顶面、底面、前面、和后面可以向上、向下、斜向地、或者水平地在重力参考空间中延伸。术语比如“方面”并不暗指这样的方面对于主题技术是必不可少的或者这样的方面应用于主题技术的全部构造。与方面相关的公开可以应用于全部这样的构造,或者一个以上的构造。术语比如方面可以指一个以上的方面,反之亦然。术语比如“实施方式”并不暗指这样的实施方式对于主题技术是必不可少的或者这样的实施方式应用于全部的构造或主题技术。与实施方式相关的公开可以应用于全部的实施方式,或者一个以上的实施方式。术语比如实施方式可以指一个以上的实施方式,反之亦然。这里使用的词语“示例性”指“用作示例或者说明”。这里说明为“示例性”的任一方面或者设计并不必须被解释为比其它的方面或设计优选或者有利。对于本领域普通技术人员已知或者随后将已知的、与本公开中所说明的各种方面的要素等效的结构和功能通过引用被明确地包含于本文中,并且意图被权利要求书涵盖。另外,不管所公开的内容是否明确地在权利要求中提到,这里公开的内容并不意图奉献给公众。除非权利要求书的要素使用短语“指代”来明确地提到,或者在方法权利要求的情况中使用短语“用于...的步骤”来提到,则权利要求书的要素并不根据美国法典第35条112款(35U.S.C§112)第六段来解释。另外,对于本说明书或者权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”等的范围,这样的术语意图是包含性的,其方式与术语“包括”在权利要求书中被用作过渡性词语时所解释的方式类似。权利要求1.一种制备集成电路(IC)封装的端子所在侧的用于焊剂的部分的方法,所述方法包括如下步骤将IC晶粒附接到引线框架,所述引线框架包括具有厚度的汇流排;减小所述汇流排的一部分的厚度,所述厚度减小部分具有宽度;用模制化合物包模所述引线框架;用激光从所述汇流排的所述厚度减小部分移除所述模制化合物;用焊剂可湿材料涂覆所述汇流排的所述厚度减小部分;和在所述汇流排的所述厚度减小部分内贯穿切割所述汇流排的厚度,其中切割口的宽度小于所述汇流排的所述厚度减小部分的宽度。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,减小所述汇流排的一部分的厚度的步骤包括蚀刻所述汇流排。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述引线框架和所述汇流排具有底面,并且其中所述包模所述引线框架的步骤包括施加胶带到所述引线框架和所述汇流排的底面。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述涂覆所述汇流排的所述厚度减小部分的步骤包括将金属镀覆到所述汇流排上。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,锯切割位于所述汇流排的所述厚度减小部分的中心。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,贯穿所述汇流排的厚度切割的步骤包括锯穿所述模制化合物的整个厚度。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述引线框架具有顶部和在所述顶部的相反侧的底部;所述汇流排具有顶部和在所述顶部的相反侧的底部;所述汇流排的底部与底面共面;所述减小所述汇流排的一部分的厚度的步骤包括从所述汇流排的底部移除材料;所述用模制化合物包模所述引线框架的步骤包括将所述模制化合物施加于所述引线框架的所述顶部,和形成位于所述底面的具有底部的单体层,其中所述汇流排的材料已经被移除的部分保持暴露。8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述IC晶粒具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面;所述将IC晶粒附接到引线框架的步骤包括将所述第一表面附接到引线框架;所述引线框架被构造成使得所述引线框架的一部分或者所述IC的所述第二表面与所述底面共面;并且所述用模制化合物包模所述引线框架的步骤包括所述引线框架保持暴露或者所述IC的所述第二表面保持暴露。9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将IC晶粒附接至引线框架的步骤包括将多个IC晶粒附接至引线框架条带,所述引线框架条带具有多个晶粒附接部位和与每个晶粒附接部位关联的至少一个汇流排。10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述用模制化合物包模所述引线框架的步骤包括包模所述引线框架条带的一部分以形成板料。11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述引线框架条带具有底面,并且所述用模制化合物包模所述引线框架条带的步骤包括将胶带施加于所述引线框架条带的所述底面。12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述贯穿切割所述汇流排的厚度的步骤包括通过在晶粒附接部位之间贯穿切割所述汇流排将所述框架分割成为单个的IC器件,所述单个的IC器件具有邻接所述底面的侧,其中,至少一个汇流排在至少一侧上暴露。13.—种产生可目视检查端子的方法,所述方法包括如下步骤蚀刻引线框架的汇流排,其中所述汇流排具有下侧,并且所述蚀刻从所述下侧移除所述汇流排的一部分上的材料,所蚀刻部分具有宽度;以足够的能量和足够的持续时间激光照射所述汇流排的所述蚀刻部分以从所述蚀刻部分移除材料;用焊剂可湿材料涂覆所述汇流排的所述蚀刻部分;和贯穿切割所述汇流排的所述蚀刻部分,其中切割的宽度小于所述蚀刻部分的宽度。14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述贯穿切割所述汇流排的所述蚀刻部分的步骤包括从由多个引线框架构成的框架分割IC封装,其中所述汇流排在所述框架中被连接在引线框架之间。15.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述涂覆所述蚀刻部分的步骤包括将焊剂可湿材料镀覆于所述汇流排上。16.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在用激光照射所述蚀刻部分的步骤中移除的所述材料包括模制化合物。17.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,贯穿切割所述蚀刻部分的步骤包括锯切。18.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,还包括用模制化合物包模所述引线框架的步骤。全文摘要公开了一种制备集成电路(IC)封装的端子所在侧的用于焊剂的部分的方法。该方法包括如下步骤将IC晶粒附接到引线框架,所述引线框架包含汇流排;减小所述汇流排的一部分的厚度;用模制化合物对引线框架包模;使用激光从汇流排的厚度减小部分移除模制化合物,用焊剂可湿材料涂覆汇流排的厚度减小部分;和在所述汇流排的厚度减小部分内贯穿切割所述汇流排的厚度,其中所述切割口的宽度小于所述汇流排的厚度减小部分的宽度。文档编号H01L21/60GK102347225SQ201110220839公开日2012年2月8日申请日期2011年8月3日优先权日2010年8月3日发明者爱德华·W·奥尔森申请人:凌力尔特有限公司
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