专利名称：四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子元件封装工艺，尤其涉及使引脚排布更加自由灵活，且可简
化工艺的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺。
背景技术：
封装(package)是指把芯片上的电路的输入输出端口 ，用金属线接引到外部接头 或者引脚处，以便与其它器件或电路板连接。封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的 外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯 片上的接点用金属线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其 他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离，以防止空 气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面，封装后的芯片也更便于安 装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印 制电路板)的设计和制造，因此非常重要。 QFN(Quad Flat No-lead Package,四方扁平无外引脚封装)是一种焊盘尺寸小、 体积小、以塑料作为密封材料的新兴的表面贴装芯片封装技术。由于底部中央大暴露的焊 盘被焊接到PCB的散热焊盘上，使得QFN具有极佳的电性能和热性能。
图1为现有的封装后的半导体元件的剖视图，图2为图1的半导体元件的内引脚 的分布图，图3为图2的部分内引脚未分离时的局部放大图。 由图可知，现有的两列或者多列QFN封装工艺如下。首先，利用芯片粘接胶13将 半导体芯片11贴装至预电镀的引线框架12的裸芯片连接盘上。然后，通过引线键合工艺， 使用引线键合用的金线14连接半导体芯片11上的输入/输入端口和引线框架12的内引 脚。然后，通过半导体塑封材料15将半导体芯片11、金线14等进行塑封，由此保护芯片。 然后，通过切割的方法分离各个内引脚。即，清除图3中的支撑部分33，以使内圈内引脚31 和外圈内引脚32相互分离。由此，内引脚底部裸露的部分可以通过焊料16与电路板17上 的外部电路焊接连接。 但是，如上所述的四方扁平无外引脚封装工艺具有如下的问题点。即，由于电路密 度的增加而导致内引脚之间的间距成倍地减小时，利用切割的方法实现内引脚分离的工艺 变得越来越困难，且在设计方面也将受到诸多限制。尤其，在利用切割的方法分离各个内引 脚时，容易产生毛剌和桥接。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种四方扁平无外 引脚封装结构的封装工艺，其通过在装载芯片的金属结构上的预定位置预先设置凹槽，并 利用打磨等方法减薄封装结构的底部，由此去除内引脚的连接部分而实现内引脚的分离， 从而实现高管脚数和降低成本。 为了达到目的，本发明提供四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，所述封装结构包括需要进行封装的至少一个芯片、用于在上表面的预定位置装载所述芯片的金属结
构、用于连接所述芯片的输入/输出端口和所述金属结构上的与所述输入/输出端口相对
应的内引脚的金属线、用于保护所述芯片、所述金属线以及所述金属结构上表面的塑封材
料，所述封装工艺包含以下步骤在相邻内引脚之间以及内引脚与所述金属结构其他部分
相连接的部分制作具有预定深度的凹槽；将所述芯片贴装至所述金属结构的上表面的预定
位置；通过所述金属线连接所述芯片的输入/输出端口和所述金属结构上的与所述输入/
输出端口相对应的内引脚；用塑封材料从所述金属结构上表面进行塑封，以保护所述芯片
和所述金属线以及所述金属结构的上表面；从塑封后具有裸露金属的封装体底部平面向上
减薄所述金属结构，以使相邻的内引脚以及内引脚与金属结构的其他部分相互分离。 所述金属结构为引线框架或者金属板。 所述凹槽通过选择性半蚀刻或者冲压的方法制作。 所述金属结构的上表面可以装载一个或多个芯片。 在所述减薄所述金属结构的工艺步骤中还包括冲洗、干燥、镀层的工艺。 在所述减薄所述金属结构的工艺步骤中，利用打磨抛光或者蚀刻的方法减薄金属结构。 在所述减薄所述金属结构的工艺步骤中所述金属结构的减薄的厚度大于或等于 所述金属结构的厚度减去所述凹槽的深度而得出的值，且小于所述金属结构的厚度。
与现有的QFN用切割工艺分离相邻内引脚相比，本发明采用预设凹槽的引线框架 或金属板，当塑封成型之后采取底部平面减薄的方式除去内引脚的连接部位，可以实现相 邻内引脚之间的自然分离。由此，根据本发明提供的四方扁平无外引脚封装结构的封装工 艺，可实现高管脚数的同时可以使引脚排布更加自由灵活，并且使封装工艺更加简单，成本 更加低廉，同时还可避免引脚之间产生毛剌和引脚相互桥接。
通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和 特点将会变得更加清楚，其中 图1为现有的封装后的半导体元件的剖视图， 图2为图1的半导体元件的内引脚的分布图， 图3为图2的部分内引脚未分离时的局部放大图， 图4为示出根据本发明的四方扁平无外引脚封装结构的示意图， 图5为示出根据本发明实施例的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺的示意
图， 图6为图5中的金属结构的平面示意图。 主要符号说明41为芯片；42为金属结构；43为芯片粘接胶；44为金属线；45为 塑封材料；61为凹槽。
具体实施例方式
以下，参照附图来详细说明根据本发明的实施例的四方扁平无外引脚封装结构的 封装工艺。应该注意的是，这些附图不是按比例绘制的，不会精确地反映任何给定实施例的
4精确结构或性能特性，而只是示意性的。在附图中，为了清晰起见，夸大了层和区域的尺寸 和相对尺寸。 图4为示出根据本发明的四方扁平无外引脚封装结构的示意图。由图4可知，根 据本发明的四方扁平无外引脚封装结构包括芯片41 ;金属结构42，其上表面的预定位置 (die pad)装载所述芯片41 ;金属线44，其用于连接所述芯片41的输入/输出端口和所述 金属结构42上的与所述输入/输出端口相对应的内引脚，以形成电路导通；塑封材料45， 其通过注塑成型的方式将所述芯片41、所述金属线44以及所述金属结构42的上表面塑 封，以保护这些部件。所述金属结构42可以是引线框架或者金属板。而且，所述金属结构 42上可以装载至少一个芯片41，而本发明为了方便说明，以在所述金属结构42上设置一个 芯片为实施例进行说明。在此，本发明的四方扁平外引脚封装结构还包括芯片粘接胶(D/A adhesive)43，以用于将所述芯片41粘贴固定于所述金属结构42上的预定位置。所述金属 线44为引线键合机用的金属线，其可以采用金线、银线、铜线或者铝线。
图5为示出根据本发明实施例的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺的示意 图。由图可知，本发明提供的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺的工艺流程如下。首 先，如图5的(a)所示，在金属结构的相邻内引脚之间以及内引脚与所述金属结构其他部分 相连接的部分制作具有预定深度的凹槽。此时，所述金属结构可以采用引线框架或者金属 板。图6为金属结构的平面示意图，其中图(a)表示引线框架，图(b)表示金属板。而且， 所述具有预定深度的凹槽61可以采用选择性半蚀刻或者冲压的方法制作。然后，如图5的 (b)所示，利用芯片粘接胶将芯片粘接固定于所述金属结构上表面的预定位置。然后，如图 5的(c)所示，通过引线键合机用金属线连接所述芯片的输入/输出端口和所述金属结构 上的与所述输入/输出端口相对应的内引脚，以形成电路导通。此时，所述金属线可以采用 金线、银线、铜线或者铝线中的任何一个金属线。在本实施例中，以设置两列内引脚为例进 行说明，但本发明并不局限于此，无论内引脚有多少列本发明都可以适用。然后，如图5的 (d)所示，用塑封材料采用注塑成型等方式从所述金属结构上表面进行塑封并固化，以保护 所述芯片和所述金属线以及所述金属结构的上表面。然后，如图5的(e)表示，从塑封后具 有裸露金属的封装体底部平面向上减薄所述金属结构，以使相邻的内引脚以及内引脚与金 属结构的其他部分相互分离。此时，减薄所述金属结构的方式可以采用打磨抛光或者蚀刻。 当减薄所述金属结构时，减薄厚度对应所述凹槽的深度而变化，即通过计算金属结构的厚 度和凹槽的深度确定减薄厚度。优选地，所述减薄厚度大于或等于所述金属结构的厚度减 去凹槽的深度而得出的值，且小于金属结构的厚度，以充分地分离各个内引脚。而且，在经 过减薄所述金属结构的工艺中还包括冲洗工艺、干燥工艺以及镀金属层的镀层工艺，以使 裸露在外的内引脚可以连接外部的电路板。然后，如图5的(f)所示，采用切割或者冲压的 方法去除金属结构周围的多余支撑部分，并切割分离相邻的封装单元，以形成单独的封装
A 口 广PR o 以上的说明中，以四方扁平无外引脚封装结构为例进行了说明，但本发明还可以 适用于BGA封装结构。而且，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可 以进行各种变形和修改。
权利要求
一种四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，所述封装结构包括需要进行封装的至少一个芯片、用于在上表面的预定位置装载所述芯片的金属结构、用于连接所述芯片的输入/输出端口和所述金属结构上的与所述输入/输出端口相对应的内引脚的金属线、用于保护所述芯片、所述金属线以及所述金属结构上表面的塑封材料，所述封装工艺包含以下步骤a、在相邻内引脚之间以及内引脚与所述金属结构其他部分相连接的部分制作具有预定深度的凹槽；b、将所述芯片贴装至所述金属结构的上表面的预定位置；c、通过所述金属线连接所述芯片的输入/输出端口和所述金属结构上的与所述输入/输出端口相对应的内引脚；d、用塑封材料从所述金属结构上表面进行塑封，以保护所述芯片和所述金属线以及所述金属结构的上表面；e、从塑封后具有裸露金属的封装体底部平面向上减薄所述金属结构，以使相邻的内引脚以及内引脚与金属结构的其他部分相互分离。
2. 根据权利要求1所述的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，其特征在于所述金属结构为引线框架或者金属板。
3. 根据权利要求1所述的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，其特征在于所述凹槽通过选择性半蚀刻或者冲压的方法制作。
4. 根据权利要求1所述的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，其特征在于所述金属结构的上表面可以装载一个或多个芯片。
5. 根据权利要求1所述的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，其特征在于在e步骤中利用打磨抛光或者蚀刻的方法减薄金属结构。
6. 根据权利要求1所述的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，其特征在于在e步骤中所述金属结构的减薄的厚度大于或等于所述金属结构的厚度减去所述凹槽的深度而得出的值，且小于所述金属结构的厚度。
7. 根据权利要求1所述的四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，其特征在于在e步骤中还包括冲洗、干燥、镀层的工艺。
全文摘要
本发明涉及一种四方扁平无外引脚封装结构的封装工艺，所述封装结构包括芯片、金属结构、金属线、塑封材料，所述封装工艺包含以下步骤在相邻内引脚之间以及内引脚与所述金属结构其他部分相连接的部分制作具有预定深度的凹槽；将所述芯片贴装至所述金属结构的上表面的预定位置；通过所述金属线连接所述芯片的输入/输出端口和所述金属结构上的与所述输入/输出端口相对应的内引脚；用塑封材料从所述金属结构上表面进行塑封，以保护所述芯片和所述金属线以及所述金属结构的上表面；从塑封后具有裸露金属的封装体底部平面向上减薄所述金属结构，以使相邻的内引脚以及内引脚与金属结构的其他部分相互分离。
文档编号H01L21/60GK101740407SQ20081017817
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年11月25日
发明者梁乐 申请人:三星电子株式会社;三星半导体(中国)研究开发有限公司