一种ic封装方法及其封装结构的制作方法_2

文档序号:9378314阅读:来源:国知局
地,该IC封装结构,可以包括或由以下部件组成: 基板;
位于基板上且与基板电性连接的一个或多个IC芯片;
位于IC芯片和基板上方的塑封层;
以及固定连接于塑封层上的硬质盖板。
[0034]进一步地,硬质盖板包括朝向IC芯片的第一表面及与第一表面相对应的第二表面,其中,第一表面包括平面、凹形面、凸起面中的一种或多种的组合,第二表面为平面。
[0035]以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。此外,在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明,不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。
[0036]实施例一:
参图2所示为实施例一中IC封装结构的示意图,其包括基板6、位于基板6上的IC芯片2、位于基板6和IC芯片2上的塑封层4、以及固定连接于塑封层4上的硬质盖板1,其中,IC芯片2通过正装的方式固定于基板上,基板6和IC芯片2通过固晶材料5进行固定,IC芯片2通过金线3和基板6电性连接。
[0037]与现有技术相比,现有技术中的IC封装结构在塑封层4上方还包括一层粘接层,硬质盖板I通过粘接层与塑封层4进行粘接。具体地需要对塑封层进行表面清洗、上胶、贝占盖板、烘烤等工艺,由于粘接层的存在对IC封装结构的可靠性会造成一定的影响。本发明中通过塑封一步成型步骤,将塑封层和硬质盖板直接固定连接,能够提高IC封装结构的稳定性,提尚IC芯片的性能。
[0038]该实施例中的IC封装结构的封装方法具体如下:
S1、对晶圆进行预处理,并将晶圆切割成若干单颗的IC芯片2。具体为:
在晶圆表面贴减薄膜;
对晶圆进行减薄;
去除晶圆表面的减薄膜;
在晶圆背面贴切割膜;
将晶圆切割成若干单颗的IC芯片。
[0039]S2、将一个IC芯片2电性连接固定于基板6上,本实施例中IC芯片为正装安装。
[0040]首先准备基板,并将基板进行烘烤;然后用固晶材料5 (贴片胶)将IC芯片2贴上基板,然后烘烤贴片胶,IC芯片即可固定于基板上;
最后在基板6和IC芯片2之间进彳丁金线3的打线。
[0041 ] 打线前可以对IC芯片和基板表面进行等离子清洗;
等离子清洗完成后进行打线,本实施例中金线优选地为合金线或铜线;
打线完成后可再次对IC芯片和基板表面进行等离子清洗。
[0042]S3、提供硬质盖板1,硬质盖板包括朝向IC芯片的第一表面(以下称作反面)及与第一表面相对应的第二表面(以下称作正面)。
[0043]硬质盖板可以为高介电常数玻璃(有色盖板或透明盖板),也可以为蓝宝石玻璃或陶瓷等。
[0044]本实施例中硬质盖板为平面形,在塑封之前还需对硬质盖板的反面进行等离子清洗,以保证塑封料对硬质盖板的粘接力,清洗完成的标准为硬质盖板反面的水滴接触角应小于或等于30度。
[0045]S4、将硬质盖板和完成打线的基板放入压模设备中,使用塑封料将硬质盖板和基板上的IC芯片在压模设备中一步成型完成塑封,得到IC封装结构。
[0046]参图3所示为本发明中的压膜设备结构图,该压膜设备用于制备上述IC封装结构,包括第一模具81和第二模具82,其中,第一模具81上具有第一模腔801,第二模具82中具有第二模腔802。第一模腔801和第二模腔802均为凹陷设置的圆柱体型,且第一模腔801的截面略小于第二模腔802的截面,第一模腔801的顶部设有圆环状的台阶,该台阶的截面大小与第二模腔的截面大小相对应。
[0047]封装时,首先将硬质盖板I和固定有IC芯片2的基板6分别固定于第一模腔801和第二模腔802中,并在第一模腔中硬质盖板的上方撒入塑封料,将第一模具和第二模具进行密封安装,对模腔进行抽真空、并加温至塑封料熔化,然后第一模具和第二模具进行压合成型作业,最终压缩塑封料成型,在芯片外围形成塑封层,且将硬质盖板与基板通过塑封层固定连接。
[0048]结合图4a~4g所示,步骤S4为塑封一步成型步骤具体为:
参图4a为压膜设备中第一模具81的结构示意图,第一模具81具有第一模腔801,在第一模腔801中贴入脱模薄膜91。
[0049]参图4b所示,在第一模具81中脱模薄膜91的上方放入硬质盖板1,反面朝上,硬质盖板的尺寸应刚好符合第一模具81中第一模腔的尺寸。
[0050]参图4c所示,在硬质盖板I的反面撒上颗粒状的塑封料41,该塑封料为高介电常数塑封料。
[0051]参图4d所示,将固定有IC芯片2的基板6固定在第二模具82的第二模腔802上,基板与第二模具固定安装,而IC芯片位于第二模具和基板的外侧。
[0052]参图4e、4f所示,将第一模具81和第二模具82进行合模,抽真空并加温,使塑封料熔化,并对第一模具和第二模具进行压膜,使塑封料压缩后固化成型。
[0053]第一模具和第二模具合模后对模腔进行抽真空,第一模具和/或第二模具上设置有加热装置(未图示),抽真空完成后,开启加热装置对模腔内的塑封料进行加温,加温至塑封料的熔化温度,然后进行第一模具和第二模具的压合成型作业,最终形成塑封层。优选地,本实施例中加温至170°C ~180°C为佳。
[0054]脱模得到如图4g所示的IC封装结构。
[0055]进一步地,为了提高IC封装结构的可靠性,还可对图4g所示的IC封装结构进行后固化,后固化处理能有效地消除内应力,提高塑封强度。
[0056]—步成型塑封以后是一块大板子,底部是基板,表面不再是固化的塑封层,而是硬质盖板,可以用各种切割工艺将单颗IC芯片切割出来,切割后得到图2所示的IC封装结构。
[0057]现有普通的IC封装工艺中,盖板需要在塑封之后用各种粘接剂粘接在塑封层上或是塑封层周围,以起到保护塑封层、隔绝电讯号、或者其他的特殊作用。而本实施例中使用特殊的压模设备和工艺将IC芯片和硬质盖板用塑封的方式一步成型,免去了在传统方式中塑封之后繁琐的表面清洗、上胶、贴盖板、烘烤等工艺,大大减少了工艺步骤。较少的工艺步骤意味着更低的成本,更少的过程工艺损失,更短的工艺流程时间。
[0058]通常在传统塑封工艺中,塑封料需要加入少量的脱模剂(蜡,硅油等)以便脱模,但是这些少量的脱模剂会同时影响对IC芯片表面和内部的粘接力。但是在本实施例中,塑封料和硬质盖板接触无需脱模,所以塑封料可以完全不用脱模剂而大大提高粘接力,从而大大提高整个IC封装结构的机械强度和可靠性。
[0059]实施例二:
参图5所示为本发明实施例二中IC封装结构的示意图,与实施例一相比,本实施方式中硬质盖板I的第一表面上为凹形面,在其他实施例中硬质盖板也可以设置为凸起形或其他形状,根据客户的要求进行一些特殊设计,以适应更多的应用场合。其余结构及封装方法均与实施例一相同,在此不再进行赘述。
[0060]实施例三:
参图6所示为本发明实施例三中IC封装结构的示意图,与实施例一相比,实施例一 IC芯片的安装方式为正装,而本实施例三中IC芯片2通过倒装的方式固定于基板6上,基板6和IC芯片2通过若干金属柱7进行固定,金属柱7同时起到固定和电性连接的作用,在倒装结构中无需再进行金线的打线。其余结构及封装方法均与实施例一相同,在此不再进行赘述。
[0061]实施例四:
参图7所示为本发明实施例四中IC封装结构的示意图,与实施例一相比,本实施例中的基板6上堆叠式安装有多层IC芯片,如本实施例中包括第一 IC芯片21、第二 IC芯片22及第三IC芯片23,第一 IC芯片21通过第一固晶材料51与基板6进行固定,第二 IC芯片22通过第二固晶材料52与第一 IC芯片进行固定,第三IC芯片23通过第三固晶材料53与第二 IC芯片进行固定。进一步地,本实施例中第一 IC芯片和基板上通过第一金线31电性连接,第二 IC芯片和第一 IC芯片通过第二金线32电性连接,第三IC芯片与第二 IC芯片通过第三金线33电性连接。
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