模制倒装芯片半导体封装体的制作方法_2

文档序号:9617508阅读:来源:国知局
裸片附接工艺相关的高温。如果使用注射模制来形成模制用料116,那么可以使用具有高热稳定性和低收缩率、低CTE(热膨胀系数)和高导热率的高级热塑性复合材料,诸如液晶聚合物(LCP)或者填充有氮化铝的热塑性树脂。为了增强在凹陷区域110中的模制用料116与包围住凹陷区域110的铜(在铜引线框架100的情况下)的粘附力,可以使用标准替代氧化物或棕氧化物技术(standard replacement oxide or brown oxide technology) 0
[0016]包封了每个半导体裸片118并且填充了在引线112之间的空间的第二模制用料122可以是多芳香(mult1-aromatic)模制用料,诸如具有低于180°C的玻璃化温度(Tg)的多芳香化合物、联苯、邻甲酸醛(ortho cresol novolac)、或者聚酰胺模制用料,从而向封装体施加的热应力更低。一般而言,所采用的模制用料材料的一种或多种类型取决于封装体的类型以及封装体的设计所针对的应用。
[0017]在每种情况下,引线112可以具有曲面形侧壁124。在化学蚀刻工艺期间,由于钻蚀(undercut)的影响,可以使引线112的侧壁124呈曲面形。结果,引线112在引线112的厚度(C)上可以具有非均匀的宽度(W)。在一个实施例中,引线112的宽度从引线框架100的顶表面104进一步地减小到最小值,并且然后增加。利用引线112的这种曲面形侧壁轮廓,在模制倒装芯片半导体封装体的相邻引线112之间的空间中、在模制用料116、122之间,可以实现互锁连接,如在图1的分解图中所图示的。
[0018]图2包括图2A至图2H,图示了制造在图1中示出的模制倒装芯片半导体封装体的方法的实施例。
[0019]在图2A中,提供了引线框架200,该引线框架固定至胶带202。引线框架200具有相对的底(背)表面204和顶(正)表面206、在顶表面206上的单层或者多层裸片附接金属化结构208、在底表面204上的单层或者多层金属化结构210、以及从引线框架200的底表面204向顶表面206延伸的凹陷区域212。引线框架200在凹陷区域212中更薄(AraJ并且在别处更厚(A)。将在引线框架200的顶表面206上的裸片附接金属化结构208图案化,以限定待基本由引线框架200形成的封装体的引线占位面积。引线框架200可以购买或者制造,并且是冲压、蚀刻或者图案化的金属框架,以通过倒装芯片键合而连接至半导体裸片的焊盘,并且为封装的电子器件提供外部电连接。可以通过使用任何标准的引线框架工艺,诸如电镀、蚀刻等,在引线框架200的背侧处形成凹陷区域212。
[0020]在图2B中,通过用第一模制用料214填充凹陷区域212,来预模制引线框架200。在一个实施例中,第一模制用料214是多官能模制用料,诸如基于多官能环氧树脂的用料。第一模制用料214,连同设置在引线框架200的底表面204上的金属化结构210,保护引线框架200免受用于形成引线的后续化学蚀刻工艺的处理。在引线框架200的顶表面206上的裸片附接金属化结构208相似地在引线框架200的顶侧处除了在裸片附接金属化结构208中的间隙(开口)216处之外保护引线框架200,免受后续化学蚀刻工艺的处理。在裸片附接金属化结构208中的间隙216使底层引线框架200的部分暴露出来,并且限定了待通过后续化学蚀刻工艺形成的引线占位面积。引线框架200的侧栏杆(railing)和中间栏杆(不可见)可以包括镍,从而使得第一模制用料214由镍固定。
[0021]在图2C中,从引线框架的背侧去除胶带。
[0022]在图2D中,用化学蚀刻剂蚀刻在裸片附接金属化结构208中的间隙216之间暴露的这部分引线框架200,以在引线框架200的顶侧处形成间隔开的引线218。选择化学蚀刻剂、第一模制用料214、以及在引线框架200的底表面204上的金属化结构210,从而使得第一模制用料214和金属化结构210 —起用作掩膜,从而保护引线框架200免受在背侧处的化学蚀刻剂的作用。在一个实施例中,引线框架200包括铜,并且在引线框架200的底表面204上的金属化结构210包括金。选择化学蚀刻剂,从而使得其相对于金并且相对于第一模制用料214选择性地蚀刻铜,从而使得第一模制用料214和在引线框架200的底表面204上的金属化结构210保护引线框架200免受在背侧处的化学蚀刻剂的作用。例如,在引线框架200的底表面204上的金属化结构210可以包括NiPdAu,并且化学蚀刻剂可以包括基于氨的蚀刻剂,比如含氨的蚀刻剂。
[0023]裸片附接金属化结构208也不被化学蚀刻剂去除,从而保护被裸片附接金属化结构208覆盖的这部分引线框架200。在裸片附接材料208中的间隙216与引线框架200的凹陷区域212对准,并且因此使引线框架200的部分暴露至在正面处的化学蚀刻剂。蚀刻工艺继续,直到在凹陷区域212中从正面将引线框架200完全蚀刻穿透为止,从而形成引线218。因为引线框架200在凹陷区域212中更薄(KJ并且在别处更厚(A),所以可以实现引线间距⑶与引线框架厚度㈧之比B/A小于1。在一些实施例中,引线框架200的在凹陷区域212中的厚度满足0.2〈B/A〈1,如此处先前所描述的。
[0024]化学蚀刻工艺可以导致对引线侧壁220的钻蚀。在引线218的每侧处的钻蚀宽度可以在引线218的厚度(C)的5%至40%范围内。钻蚀可以通过如下方式实现:过度蚀刻引线框架200,即过长时间地应用化学蚀刻剂,或者使用各向同性化学蚀刻,例如诸如基于氨的蚀刻剂,比如含氨的蚀刻剂(在铜引线框的情况下)。为了实现轻度的钻蚀,可以使用具有保护剂(banking agent)或蚀刻剂化学抑制剂的氨蚀刻剂。在每种情况下,引线218在引线218的厚度(C)之上可以具有曲面形侧壁220和非均匀的宽度(W)。例如,引线218的宽度从引线框架200的顶表面206进一步地减小到最小值,并且然后增加,如图2D所示。
[0025]在图2E中,多个半导体裸片222放置在引线框架200上,从而使得半导体裸片222的焊盘224面朝引线框架200的引线218。通过使用任何标准的倒装芯片裸片附接工艺,诸如焊接,将裸片焊盘224经由裸片附接金属化结构208附接至引线框架200的引线218。可以在裸片附接之前,执行采用氩的等离子体氧工艺。
[0026]在图2F中,使用第二模制用料226将半导体裸片222包封,该第二模制用料226将在引线218之间的空间228填充,从而使得第二模制用料226与第一模制用料214邻接。在相邻引线218之间的空间228中、在第一和第二模制用料214、226之间,可以形成互锁连接,如此处先前参照图1的分解图所描述的。第一模制用料214可以包括与第二模制用料226相同或者不同的模制用料材料。在一个实施例中,第一模制用料214是多官能模制用料,并且第二模制用料226是多芳香模制用料。可以使用任何标准的模制工艺,诸如,传递模制、注塑模制、压缩模制等,来形成第一和第二模制用料214、226。在不同模制用料材料的情况下,在两个模制用料214、226之间产生了物理界面。
[0027]在图2G中,可以用识别信息232,例如经由激光标记,对第二模制用料226的顶表面230进行标记。
[0028]在图2H中,该结构与支撑衬底234层合在一起,并且然后,将独立的封装体单片化(分离)为物理上分开的封装体236。可以使用用于模制半导体封装体的任何标准单片化工艺,诸如,锯切、蚀刻、激光切割等。因为引线框架200在凹陷区域212中更薄并且在别处更厚,所以由此产生的模制倒装芯片半导体封装体236中的每一个的引线间距(B)与引线框架厚度㈧之比B/A都可以小于1。
[0029]图3包括图3A至图3C,图示了将引线框架的凹陷区域预模制的方法的实施例。图3A示出了在预模制工艺之前的引线框架300的顶部透视图,并且图3B示出了对应的底部透视图。在引线框架300的顶(正)表面3
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