一种系统级mems双载体芯片封装件的制作方法_2

文档序号:9040087阅读:来源:国知局
与ASIC芯片3上的一个焊盘相连;陶瓷电容7不与VGA放大器芯片17相连,MEMS芯片6上的另一个焊盘通过键合线与陶瓷电阻5上的一个焊盘相连,陶瓷电阻5上的第二个焊盘与一个内引脚4相连接,陶瓷电阻5上的第三个焊盘与ASIC芯片3上的一个焊盘相连,陶瓷电阻5不与VGA放大器芯片17相连,MEMS芯片6上的其它焊盘通过键合线分别与VGA放大器芯片17上的其它焊盘相连,VGA放大器芯片17上还有两个焊盘通过键合线分别与ASIC芯片3上的两个焊盘相连;VGA放大器芯片17上剩余的焊盘和ASIC芯片3上剩余的焊盘分别与剩余的内引脚4相连接,一个焊盘与一个内引脚4相连接。
[0028]如图5和图6所示,本实用新型系统级MEMS双载体芯片封装件中的第二种堆叠封装,其结构与本实用新型系统级MEMS双载体芯片封装件中第一种堆叠封装的结构基本相同,两者之间的区别在于:该第二种堆叠封装中的ASIC芯片3上粘贴有Flash芯片18,Flash芯片18上的一个焊盘通过键合线与MEMS芯片6上的一个焊盘相连接,Flash芯片18上的另外两个焊盘通过键合线分别与两个内引脚4相连接,Flash芯片18上的其余焊盘分别与ASIC芯片3上焊盘连接。
[0029]塑封时胶体嵌入凸台10、凹坑9和锁胶孔8,增加了胶体与框架载体的结合牢度,并且对称的凹坑9和载体连筋(Tie Bar)上的锁胶孔8形成同一平面的个支点,如图1的第一载体1,塑封后,以第四载体连筋14上的锁胶孔8、第三载体连筋13上的锁胶孔8及第一载体I上的凹坑9为支点,保证了第一载体I的平面性(不变形)。
[0030]可保证第一载体I和第二载体2的平面性。
[0031]上述封装件采用按以下制得:
[0032]步骤1:制造陶瓷电阻:采用超声波去除陶瓷基片表面的油污、灰尘和杂物;在清洗干净的陶瓷基片19上按图设计印刷电阻底部金属导体焊盘20,陶瓷基片19上平行设有三个电阻底部金属导体焊盘20,位于中间的电阻底部金属导体焊盘20的位置低于另外两个电阻底部金属导体焊盘20的位置,如图7所示,烘烤;采用网印刷方法在电阻底部金属导体焊盘上印刷设计厚度的电阻膜层21,电阻膜层21与三个电阻底部金属导体焊盘20均接触,并覆盖电阻底部金属导体焊盘20的一部分,同时电阻膜层21覆盖相邻两个电阻底部金属导体焊盘20之间的部分区域,如图8所示,烘烤,去除有机挥发物,再用超声清洗去除有机挥发物;采用激光烧结方法,使电阻膜层21中的金属颗粒熔化,与陶瓷基片19和电阻底部金属导体焊盘20牢固结合;采用激光调阻机,通过激光束按一定轨迹照射在电阻膜层21上,电阻膜层21受激光照射加热气化,形成一定深度的刻痕,形成激光调阻区22,如图9,从而改变电阻体的导体截面面积和导电体长度,达到微调电阻的目的,同时,动态测量电阻膜层21的电阻值,将测量结果与设定的阻值进行比较,控制激光的扫射运动,使电阻膜层21的电阻值达到设定的阻值,然后,超声波清洗,去除有机溶剂挥发物和激光调阻产生的粉尘;采用丝网印刷的方法,在调阻后的电阻膜层21上印刷聚酰亚胺(PI)保护层22,如图10所示,烘烤,使聚酰亚胺保护层22与电阻膜层21牢固结合,制得陶瓷电阻;
[0033]生产陶瓷电容:超声波去除陶瓷基片表面的油污、灰尘和杂物;在清洗干净的陶瓷基片19上印刷电容底部金属导体焊盘24,如图11所示,进行烘烤;采用丝网印刷的方法在电容底部金属导体焊盘24上印刷下金属层25,下金属层25为金钮层,烘烤后,用(1)2激光器和YAG激光器复合激光熔融下金属层25,使熔融的下金属层25覆盖电容底部金属导体焊盘24 ;采用丝网印刷,在熔融的下金属层25上涂覆一层厚度多20 μm的玻璃介质层26 ;在氢气烧结炉中进行烧结,去除挥发物,使玻璃介质层26与下金属层25牢固结合,如图13所示,超声波清洗,去除沉积的挥发物;采用丝网印刷方法,在烧结后的玻璃介质层26上印刷上金属层27,上金属层27为金钯层,烘烤,用复合激光熔融上金属层27,如图14所示,超声波清洗;采用丝网印刷方法,在上金属层27上印刷涂覆聚酰亚西保护层28,聚酰亚西保护层28的外形尺寸小于上金属层27的外形尺寸,聚酰亚西保护层28位于上金属层27的中间位置,如图15所示;接着在160°C?175°C温度下烘烤45分钟;采用丝网印刷方法,在上金属层27上没有聚酰亚西保护层28的区域上印刷顶部金属导体焊盘29,如图16,之后,在160°C?175°C温度下烘烤45分钟,制得陶瓷电容;
[0034]陶瓷基片19的厚度为0.3?0.5mm,制得的陶瓷电阻的精度为0.3%,制得的陶瓷电容的精度为0.2%。
[0035]步骤2:使用8?12寸减薄机,减薄晶圆,用于平面封装的晶圆减薄至180 μπι?220 μ m,采用粗磨、细精磨工艺,粗磨速度8 μ m/s,精磨速度0.18 μ m/s ;用于堆叠封装的晶圆减薄至130 μ m?150 μ m,粗磨速度8 μ m/s,精磨速度0.15 μ m/s,抛光速度0.05 μ m/s ;
[0036]用于平面封装的晶圆划片使用普通胶膜;用于堆叠封装的晶圆划片使用胶膜片;两种晶圆均采用A-WD-300TXB划片机进行防碎片的双刀工艺划片,划片进刀速度< 1mm/s ;形成需要的MEMS芯片、ASIC芯片、VGA放大器芯片和Flash芯片;
[0037]对陶瓷电阻和陶瓷电容进行划片时:使用UV胶膜片,先用激光划片机划透2/3的陶瓷片,再用刀片划片机划透剩余的1/3陶瓷片,同时再划透胶膜层;
[0038]步骤3:上芯:
[0039]对于平面封装:取铜合金双载体引线框架,使用粘片胶粘片机,第一次将MEMS芯片6通过粘片胶粘接在第一载体I上;第二次将ASIC芯片3通过粘片胶粘接在第二载体2上,使得MEMS芯片6和ASIC芯片3呈对角设置;防分层烘烤:即温度100°C烘烤45分钟后,升温至175°C烘烤45分钟,再降温至100°C烘烤30分钟;然后,衬底加热温度150°C,采用UV照射工艺,将陶瓷电容7通过胶膜片粘接在第一载体I上,再将陶瓷电阻5通过胶膜片粘接在第二载体2上,陶瓷电容7和陶瓷电阻5呈对角设置;防分层烘烤,即85°C烘烤45分钟,升温至150°C烘烤90分钟,再降温至85°C烘烤45分钟,断电后自然冷却至30 °C取出;
[0040]对于第一种堆叠封装:取铜合金双载体引线框架,使用胶膜片粘片机,衬底加热温度150°C,先将VGA放大器芯片17通过胶膜片粘接在第一载体I上,再将MEMS芯片6通过胶膜片堆叠粘贴在VGA放大器芯片17上接着将ASIC芯片3通过胶膜片粘接在第二载体2上,使得VGA放大器芯片17和ASIC芯片3呈对角设置;然后,使用UV照射粘片工艺,将陶瓷电阻5通过胶膜片粘接在第二载体2上,最后将陶瓷电容7通过胶膜片粘接在第一载体I上,陶瓷电阻5和陶瓷电容7呈对角设置;防分层烘烤:即温度85°C烘烤45分,升温至150°C烘烤90分钟,再降温至85°C烘烤45分钟,断电后自然冷却至30°C取出;
[0041]对于第二种堆叠封装:取铜合金双载体引线框架,使用胶膜片粘片机,衬底加热温度150°C,先将VGA放大器芯片17通过胶膜片粘接在第一载体I上,再将MEMS芯片6通过胶膜片堆叠粘贴在VGA放大器芯片17上,接着将ASIC芯片3通过胶膜片粘接在第二载体2上,VGA放大器芯片17和ASIC芯片3呈对角设置,之后,将Flash芯片通过胶膜片堆叠粘贴在ASIC芯片3上;使用UV照射粘片工艺,将陶瓷电阻5通过胶膜片粘接在第二载体2上,将陶瓷电容7通过胶膜片粘接在第一载体I上,陶瓷电阻5和陶瓷电容7呈对角设置;防分层烘烤:即温度85°C烘烤45分,升温至150°C烘烤90分钟,再降温至85°C烘烤45分钟,断电后自然冷却至30°C取出;
[0042]铜合金引线框架外形尺寸为273.00 X 79.00mm。
[0043]步骤4:等离子清洗,去除表面污染物和氧化物,提高压焊的可靠性;
[0044]步骤5:压焊:
[0045]对于平面封装:采用金线或铜线(银合金线),先从MEMS芯片6向ASIC芯片3焊键合线,从MEMS芯片6向陶瓷电容7以及从MEMS芯片6向陶瓷电阻5焊键合线,从MEMS芯片6向内引脚4焊键合线;接着,从ASIC芯片3向陶瓷电容7以及从MEMS芯片6向陶瓷电阻5焊键合线,并从ASIC芯片3向内引脚4焊键合线;最后,从陶瓷电阻5向内引脚4焊键合线,从陶瓷电容7向内引脚4焊键合线;
[0046]对于第一种堆叠封装:采金线或铜线(银合金线),先从MEMS芯片
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