一种芯片封装结构的制作方法

本实用新型涉及半导体器件封装技术领域，尤其涉及一种芯片封装结构。

背景技术：

lga(landgridarray，栅格阵列)封装技术是“跨越性的技术革命”，它用金属触点式封装取代了以往的针状插脚。

请参见图1和图2，其中，图1为现有技术中常规的lga封装结构的背面结构示意图，图2为现有技术中常规的lga封装结构的剖面结构示意图，现有技术中常规的lga封装结构包括：树脂层07、作为载体的基板01、塑封油墨02以及塑封油墨未覆盖的外露的多个输入/输出引脚03，通常外形为方形。

但是现有技术中的lga封装结构存在制作成本较高、工序复杂且可靠性低的问题。为此，现有技术中提供一种采用金属框架作为载体进行塑封的封装结构，但是，采用金属框架形成的封装结构无法与现有的lga封装进行贴片完全兼容使用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种芯片封装结构，以解决现有技术中采用金属框架作为载体进行塑封的封装结构无法与现有的lga封装进行贴片完全兼容使用的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种芯片封装结构，包括：

具有镂空区域的金属框架，所述金属框架包括第一部和第二部，所述第一部包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第二部位于所述第一部的第二表面，且相对于所述第二表面凸起，且所述第二部背离所述金属框架中心的边缘与所述第一部背离所述金属框架中心的边缘，具有预设距离，所述预设距离大于0；

芯片，所述芯片位于所述金属框架的第一表面背离第二表面的一侧，且与所述第一部电性连接；

塑封层，填充所述金属框架的镂空区域，且包裹所述芯片和所述金属框架的第一表面和第二表面，所述塑封层的表面与所述第二部背离所述第一部的表面齐平。

优选地，所述预设距离为50微米以上。

优选地，还包括电镀层，所述电镀层覆盖所述第二部背离所述第一部的表面。

优选地，所述电镀层的材质为锡。

优选地，所述塑封层为树脂。

优选地，所述金属框架为铜。

优选地，所述第二部在所述第一表面上的投影为方形或圆形。

优选地，所述封装结构为无引线四方扁平封装结构或双侧引脚扁平封装结构。

经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的封装结构中，由于封装结构采用镂空的金属框架作为封装基板，所述金属框架包括第一部和第二部，第二部相对于第一部的第二表面凸起，且第二部背离金属框架中心的边缘与第一部背离金属框架中心的边缘之间具有预设距离，且该预设距离大于0，也即，第二部的外侧边缘与第一部的外侧边缘之间具有一定的距离，从而在后续采用塑封层进行塑封形成最终封装结构中，金属框架的第二部作为输入/输出的引脚使用，此时输入/输出引脚与封装结构的边缘具有一定距离，使得金属框架形成的封装结构的外形与现有技术中采用基板作为载板时形成的lga封装结构外形相同，进而实现与现有技术lga封装进行贴片完全兼容的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中lga封装结构的背面结构示意图；

图2为现有技术中lga封装结构的剖面结构示意图；

图3为现有技术中采用金属框架作为载板的封装结构的剖面结构示意图；

图4为采用金属框架作为载板的芯片封装结构背面结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构的剖面结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构的背面结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的剖面结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的背面结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构制作方法流程图；

图10为本实用新型实施例提供的一种金属框架结构示意图；

图11-图15为本实用新型实施例提供的一种金属框架制作方法工艺图；

图16为本实用新型实施例提供的芯片与金属框架电性连接结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中金属框架作为载体进行塑封的封装结构存在无法与现有的lga封装结构的贴片工艺兼容使用的问题。

发明人发现，出现上述现象的原因是：请参见图3和图4，其中，图3为现有技术中采用金属框架作为载板的封装结构的剖面结构示意图，图4为采用金属框架作为载板的封装结构背面结构示意图，如图3所示，金属框架04和芯片06结合后，通过塑封层05塑封形成封装结构，然而，由于金属框架结构的剖面结构类似“l”型结构，导致塑封完成后的封装结构背面图如图4所示，多个输入/输出引脚041形成在封装结构的边缘，对比图4和图1可以看出，现有技术中采用金属框架形成的封装结构外形并不相同，输入/输出引脚的位置发生变化，导致金属框架形成封装结构无法与现有的lga封装进行贴片完全兼容。

基于此，本实用新型提供一种芯片封装结构，包括：

具有镂空区域的金属框架，所述金属框架包括第一部和第二部，所述第一部包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第二部位于所述第一部的第二表面，且相对于所述第二表面凸起，且，所述第二部背离所述金属框架中心的边缘与所述第一部背离所述金属框架中心的边缘，具有预设距离，所述预设距离大于0；

芯片，所述芯片位于所述金属框架的第一表面背离第二表面的一侧，且与所述第一部电性连接；

塑封层，填充所述金属框架的镂空区域，且包裹所述芯片和所述金属框架的第一表面和第二表面，所述塑封层与所述第二部背离所述第一部的表面齐平。

本实用新型提供的封装结构中，由于封装结构采用镂空的金属框架作为封装基板，所述金属框架包括第一部和第二部，第二部相对于第一部的第二表面凸起，且第二部背离金属框架中心的边缘与第一部背离金属框架中心的边缘之间具有预设距离，且该预设距离大于0，也即，第二部的外侧边缘与第一部的外侧边缘之间具有一定的距离，从而在后续采用塑封层进行塑封形成最终封装结构中，金属框架的第二部作为输入/输出的引脚使用，此时输入/输出引脚与封装结构的边缘具有一定距离，使得金属框架形成的封装结构的外形与现有技术中采用基板作为载板时形成的lga封装结构外形相同，进而实现与现有技术lga封装进行贴片完全兼容的目的。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种芯片封装结构，请参见图5，图5为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构的剖面结构示意图；所述芯片封装结构包括：具有镂空区域11c的金属框架11，金属框架11包括第一部111和第二部112，第一部111包括相对设置的第一表面11a和第二表面11b，第二部112位于第一部111的第二表面11b，且相对于第二表面11b凸起，且，第二部112背离金属框架11中心的边缘112b与第一部111背离金属框架中心的边缘111b，具有预设距离l，预设距离l大于0；

芯片12，所述芯片12位于所述金属框架11的第一表面背离第二表面的一侧，且与所述第一部电性连接；

塑封层13，填充所述金属框架111的镂空区域11c，且包裹所述芯片12和所述金属框架11的第一表面11a和第二表面11b，所述塑封层13的表面与所述第二部112背离所述第一部111的表面齐平。本实施例中塑封层13的表面与第二部背离第一部的表面齐平是指，如图5中所示的塑封层13的下表面。

由于本实施例中金属框架结构相对于现有技术中的“l”型结构，改变成了剖面结构为“t”型结构，使得凸起的第二部的外侧边缘与最终形成的芯片封装结构的边缘之间具有距离，从而能够使得最终形成的输入/输出引脚与现有技术中采用基板形成的lga封装结构的输入/输出引脚外形相同，进而能够与现有的lga封装进行贴片完全兼容。

本实施例中不限定所述预设距离l的具体数值，可以根据实际生产使用过程中的封装结构的参数要求进行设置，可选的，本实施例中预设距离l在50微米以上，以便于形成能够与贴片工艺兼容的lga封装结构外形。

另外，本实施例中不限定金属框架的具体材质，可以是不易吸湿，且常用于电路板结构中的材质，可选的，金属框架的材质可以是铜。另外，本实施例中最终只有第二部表面没有被塑封层覆盖，从而形成封装结构的外引脚。

本实施例中不限定第二部的个数和俯视图中的形状，可以根据现有技术中的lga封装结构的外引脚的个数和形状而定，可选的，本实施例中第二部的个数为6个，且呈方形设置，请参见图6，图6为本实用新型实施例提供的芯片封装结构的背面结构示意图。所述外引脚为封装结构的输入/输出金属引脚。在本实用新型的其他实施例中，第二部的个数还可以是8个、10个、12个等，第二部的俯视图形状还可以是圆形或三角形等形状。

其中，第二部可以与其他电性结构直接电性连接，也可以通过其他材质进行电性连接。为了方便形成可以与外部设备直接电性连接的结构，本实施例中还可以包括电镀层14，如图7和图8中所示，电镀层14覆盖第二部112背离第一部111的表面，最终形成图8所示背面结构示意图。本实施例中对所述电镀层的材质不作限定，可选的，所述电镀层的材质可以是锡。

需要说明的是，本实施例中不限定所述封装结构的具体类型，所述封装结构可以是无引线四方扁平封装(quadflatnon-leadedpackage，简称qfn)结构或双侧引脚扁平封装(dualflatpackage，简称dfn)结构。

本实施例中不限定所述第二部裸露在塑封层外的形状，只要能够形成外引脚即可，当封装结构为qfn封装结构或dfn封装结构时，也可以将qfn封装结构或dfn封装结构的外形设置为lga封装结构的外形，从而便于兼容smt(表面组装技术或表面贴装技术，英文全称为surfacemounttechnology)贴片使用。

所述芯片12被塑封层13封装在内部，塑封层13对芯片12起到封闭和保护的作用，本实施例中塑封层还填充金属框架的镂空区域，同时包裹芯片和金属框架的第一表面、第二表面，以及金属框架的侧壁，塑封层与第二部背离第一部的表面齐平，也就是说，本实施例中塑封层除了没有覆盖第二部背离第一部的表面，金属框架的其他表面，以及芯片的所有表面均被塑封层覆盖。本实施例中所述塑封层可以采用树脂形成。

本实用新型提供的芯片封装结构中，由于封装结构采用金属框架作为封装基板，金属框架不易吸湿，且由于金属框架具有镂空区域，塑封层能够在金属框架的第一表面、第二表面以及侧面均进行覆盖，从而对金属框架进行保护，避免封装结构吸湿后，带来可靠性问题。另外，金属框架相对于现有技术中lga封装结构中的玻璃纤维封装基板而言，硬度较大，从而使得封装结构的可靠性得到提升。

请参见图9，图9为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构制作方法流程图，所述封装结构制作方法包括：

s101：提供金属框架和芯片，所述金属框架具有镂空区域，且包括第一部和第二部，所述第一部包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第二部位于所述第一部的第二表面，且相对于所述第二表面凸起；

本实用新型实施例中，所述金属框架为金属材质的层状结构，中间具有镂空区域。本实用新型实施例中不限定金属框架的具体材质，优选地，金属框架采用铜形成。

所述提供金属框架，具体包括：

提供金属板；

对所述金属板进行图案化，得到镂空区域；

对所述金属板上非镂空区域进行蚀刻，得到刻蚀后的第一部和相对于所述第一部凸起的第二部。

也即，首先，提供铜皮，然后在铜皮上通过涂胶、曝光、显影后，在铜皮上形成第一掩膜板，所述掩膜板的形状与镂空区域形状相同，最终通过刻蚀工艺，在铜皮上进行图案化，得到镂空区域。

对金属板上非镂空区域进行蚀刻，得到刻蚀后的第一部和相对于第一部凸起的第二部，具体可以包括：

如图10所示，提供金属框架11，所述金属框架上已经形成有镂空区域11c。

以下以金属框架非镂空区域的部分为例进行说明金属框架的制作过程。

如图11所示，在金属框架的非镂空区域进行涂胶21；

然后请参见图12-13，进行曝光、显影，去除部分胶，得到第二掩膜板22，第二掩膜板的形状与要形成的第二部的形状相同。

如图14所示，采用干法刻蚀工艺对所述金属板非镂空区域进行刻蚀，刻蚀区域形成第一部，第二掩膜板覆盖的部分，形成第二部。请参见图15，第二部112相对于第一部111凸起。

s102：将所述芯片与所述金属框架第一部的第一表面进行电性连接；

请参见图16，将待封装的芯片12的焊垫与金属框架11第一部111的第一表面11a进行电性连接，本实施例中不限定将芯片的焊垫与金属框架的表面进行电性连接的具体方式，可选的，可以采用铜柱23焊接在焊垫上，然后再通过焊锡24，将铜柱电性连接到金属框架的第一表面上。

s103：由所述金属框架的第一表面背离所述第二表面一侧注入塑封材料，所述塑封材料通过所述镂空区域覆盖所述金属框架的第二表面，并与所述第二部背离所述第一部的表面齐平。

在芯片安装完成后，将金属框架和芯片放置在塑封容器中，其中，金属框架的第二部放置在塑封容器底部，而塑封材料由金属框架的第一表面背离第二表面的一侧进行注入，也即，从芯片背离金属框架的一侧进行注入，塑封材料通过金属框架的镂空区域填充塑封容器，进而慢慢覆盖金属框架和芯片，最终形成塑封层，由于第二部与塑封容器接触，因此，本实施例中塑封层与第二部背离第一部的表面齐平。

最终形成的产品结构中，塑封层覆盖所述金属框架除了第二部的表面之外的所有表面，且包裹芯片。

由于本实用新型实施例中采用金属框架，在一整面铜片上，先加工形成连在一起的金属框架；在金属框架上再进行刻蚀形成第二部作为引脚；然后再在金属框架的第一表面，本实施例中可以称为正面连接芯片；芯片通过铜柱和锡脚连接金属框架，从正面进行塑封，由于金属框架中间有镂空部分，所以，塑封材料(例如树脂)能够进入到金属框架的背面，也即第二表面，直到与引脚下表面齐平，从而对金属框架的背面进行塑封，使得金属框架的所有正面、侧面和引脚之外的背面均塑封树脂，对金属框架进行保护。

需要说明的是，由于第二部的外侧边缘与第一部的外侧边缘之间具有一定的距离，而第二部作为输入/输出的引脚使用，此时输入/输出引脚与封装结构的边缘具有一定距离，使得金属框架形成的封装结构的外形与现有技术中采用基板作为载板时形成的封装结构外形相同，进而实现与现有技术lga封装进行贴片完全兼容的目的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。