一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件，所述封装件主要由框架内引脚、锡层、金属凸点、芯片和塑封体组成；所述金属凸点由芯片的压区表面采用浸锡银铜合金法形成，所述框架内引脚与金属凸点的焊接区有一层电镀的锡层，框架内引脚上是锡层，锡层上是金属凸点、金属凸点上是芯片、所述塑封体包围了框架内引脚、锡层、金属凸点、芯片，芯片、金属凸点、锡层、框架内引脚构成了电路的电源和信号通道。本实用新型具有成本低、效率高的特点。
【专利说明】一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件
【技术领域】
[0001]本实用新型属于集成电路封装【技术领域】，具体是一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件。
【背景技术】
[0002]微电子技术的迅猛发展，集成电路复杂度的增加，一个电子系统的大部分功能都可能集成在一个单芯片内(即片上系统)，这就相应地要求微电子封装具有更高的性能、更多的引线、更密的内连线、更小的尺寸或更大的芯片腔、更大的热耗散功能、更好的电性能、更高的可靠性、更低的单个引线成本等。芯片封装工艺由逐个芯片封装向圆片级封装转变，晶圆片级芯片封装技术——WLCSP正好满足了这些要求，形成了引人注目的WLCSP工艺。
[0003]晶圆片级芯片规模封装(WaferLevel Chip Scale Packaging,简称WLCSP),即晶圆级芯片封装方式，不同于传统的芯片封装方式(先切割再封测，而封装后至少增加原芯片20%的体积)，此种最新技术是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成一个个的IC颗粒，因此封装后的体积即等同IC裸晶的原尺寸。WLCSP的封装方式，不仅明显地缩小内存模块尺寸，而符合行动装置对于机体空间的高密度需求；另一方面在效能的表现上，更提升了数据传输的速度与稳定性。传统的WLCSP工艺中，采用溅射、光刻、电镀技术或丝网印刷在晶圆上进行电路的刻印。现有工艺在芯片PAD上刷锡膏，再在芯片载体上(框架或基板)镀锡，然后回流焊形成有效连接。这种方法会产生较高的生产成本，并且制作周期较长。不利于产品量产的实现。
实用新型内容
[0004]本实用新型是针对上述现有WLCSP缺陷，提出的一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件，该封装件在制作时，使用锡银铜合金，在芯片PAD上从而在芯片压区金属Al或Cu表面生成5?50um左右的高温锡球，即金属凸点层。不再采用传统的溅射、光刻或丝网印刷，具有成本低、效率高的特点。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件主要由框架内引脚、锡层、金属凸点、芯片和塑封体组成；所述金属凸点由芯片的压区表面采用浸锡银铜合金法形成，所述框架内引脚与金属凸点的焊接区有一层电镀的锡层，框架内引脚上是锡层，锡层上是金属凸点、金属凸点上是芯片、所述塑封体包围了框架内引脚、锡层、金属凸点、芯片，芯片、金属凸点、锡层、框架内引脚构成了电路的电源和信号通道。
[0006]一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件的制作工艺按照以下步骤进行:晶圆浸锡银铜合金形成高温锡球金属凸点、晶圆减薄划片、框架对应区域镀锡层、上芯、回流焊、塑封、后固化、锡化、打印、产品分离、检验、包装。
[0007]【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1 IC芯片俯视图；
[0009]图2 IC芯片上单个PAD剖视图；[0010]图3 PAD镀金属凸点后剖视图；
[0011]图4框架剖面图；
[0012]图5框架正面PAD对应区域镀锡层图；
[0013]图6单芯片封装上芯后产品剖面图；
[0014]图7单芯片封装塑封后产品剖面图；
[0015]图中，I为框架内引脚、2和3为锡层、4为金属凸点、5为芯片、6为塑封体、7为金属Al或Cu、8为锡银铜合金。
【具体实施方式】
[0016]如图所示，一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件主要由框架内引脚1、锡层2、金属凸点4、芯片5和塑封体6组成；所述金属凸点4由芯片5的压区表面采用浸锡银铜合金法形成，所述框架内引脚I与金属凸点4的焊接区有一层电镀的锡层2，框架内引脚I上是锡层2，锡层2上是金属凸点4，金属凸点4上是芯片5，所述塑封体6包围了框架内引脚1、锡层2、金属凸点4、芯片5，并一起构成了电路的整体，塑封体6对芯片5起到了支撑和保护作用，芯片5、金属凸点4、锡层2、框架内引脚I构成了电路的电源和信号通道。所述锡层2和锡层3等同。
[0017]如图所示，一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件的制作工艺，按照如下步骤进行:
[0018]第一步、浸锡银铜合金形成高温锡球金属凸点:芯片PAD浸入锡银铜合金8中，所述的锡银铜合金8比例为锡——90%,银——8%，Cu——2%，从而在芯片5压区金属Al或Cu7表面生成5?50um左右的金属凸点4层，它取代了传统的溅射、光刻或丝网印刷工艺，具有低成本、高效率的特点；
[0019]第二步、减薄:减薄厚度到50 μ m?200 μ m,粗糙度为Ra 0.1Omm?0.05mm ;
[0020]第三步、划片:150 μ m以上晶圆同普通划片工艺，但厚度在150 μ m以下晶圆，使用双刀划片机及其工艺；
[0021]第四步、框架对应区域镀锡层:在框架内引脚I上PAD对应区域电镀一层2?50um的锡层2，在芯片5压区上金属凸点4厚度足够的情况下，可以选择不在框架内引脚I上镀锡；
[0022]第五步、上芯:上芯时，把芯片5倒过来，采用Flip-Chip的工艺，将芯片5上的金属凸点4焊在框架上，这里不使用DAF膜或焊料连接，而是直接将芯片5压区各金属凸点4与框架管脚相连；压焊时，不用打线，在上芯中就已经完成了芯片4与管脚间的导通、互连；
[0023]第六步、回流焊:融锡，目的是把芯片5压区上的金属凸点4很好的与框架内引脚I焊接在一起；
[0024]第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规工艺相同；
[0025]第八步、锡化，若为镍钯金框架则不用做锡化。
【权利要求】
1.一种利用浸锡银铜合金法制作的单芯片封装件，其特征在于:主要由框架内引脚(I)、锡层(2)、金属凸点(4)、芯片(5)和塑封体(6)组成；所述框架内引脚(I)与金属凸点(4)的焊接区有一层电镀的锡层(2)，框架内引脚(I)上是锡层(2)，锡层(2)上是金属凸点(4)，金属凸点(4)上是芯片(5)，所述塑封体(6)包围了框架内引脚(I)、锡层(2)、金属凸点(4)、芯片(5)，芯片(5)、金属凸点(4)、锡层(2)、框架内引脚(I)构成了电路的电源和信号通道。
【文档编号】H01L23/495GK203707114SQ201220738023
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】郭小伟, 蒲鸿鸣, 崔梦, 谌世广, 刘建军 申请人:华天科技（西安）有限公司