专利名称：直边型金属盖半导体封装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及印刷电路板上的半导体封装。
背景技术：
电子产品的印刷电路制作中，存在需要将芯片等半导体器件封装在印刷电路基板 上。现有技术主要采用两种结构，一是如图1所示采用金属拉伸变形而成，造成封装 体截面图上存在两处圆弧，则其上表面的面积减小，不能满足客户需求；另一种是如图2所 示采用塑料注塑成型，虽然解决了金属拉伸造成的圆弧问题，但一方面塑料强度有限，另一 方面为了静电屏蔽，还需要在塑料内表层涂覆金属层做屏蔽层，造成工艺复杂。
实用新型内容本实用新型的目的是解决现有技术存在的封装体强度、上表面面积存在矛盾的问 题，提供一种直边型金属盖半导体封装体，一方面相比现有的金属封装体的上表面面积更 大，另一方面相比现有塑料封装体强度更高，且无需屏蔽层、工艺更简单。本实用新型的目的通过下述技术方案来实现直边型金属盖半导体封装，包括安装在印刷电路基板上的芯片，还包括金属盖和 金属围墙，所述金属盖和金属围墙的上端面连接，金属围墙的下端面与印刷电路基板连接， 所述芯片位于金属盖和金属围墙构成的空间内，所述金属盖与金属围墙连接部位的内角为 直角。—种实施方式是，所述金属盖和金属围墙为一体成形结构。另一种实施方式是，所述金属盖上设置有贯穿内外的通孔。更具体的实施方式有，所述金属盖和金属围墙的上端面之间通过树脂或焊锡粘接 剂连接。更具体的实施方式还有，所述金属围墙下端面与印刷电路基板之间通过树脂或焊 锡粘接剂连接。一个实施例中，所述芯片包括通过导线连接的MEMS芯片和控制芯片，MEMS芯片和 控制芯片通过环氧树脂粘接剂与印刷电路基板固定连接。另一个实施例中，所述印刷电路基板上矩阵排布有若干个金属围墙，整块金属板 上与金属围墙对应地矩阵排布有若干个金属盖。上述实施例中，每个金属盖和金属围墙构成的空间内，所述芯片包括通过导线连 接的MEMS芯片和控制芯片，MEMS芯片和控制芯片通过环氧树脂粘接剂与印刷电路基板固 定连接。本实用新型通过化学蚀刻或冲压拉伸成形的方法，整体制作金属盖和金属围墙， 或是分别制作金属盖和金属围墙，使金属盖和金属围墙连接处的内角为直角，而不会产生 过渡圆弧，从而使金属封装体的上表面面积相比原来有圆弧的结构更大，以满足客户需求，而且金属封装体又比现有的塑料封装体强度更高，减少了制作内部屏蔽层的工序，制作工 艺更简单，结构更简单。
图1是现有技术中采用金属封装体的结构示意图；图2是现有技术中采用塑料封装体的结构示意图；图3是本实用新型实施例1的结构示意图；图4是本实用新型实施例2的结构示意图；图5是本实用新型实施例3的结构示意图；图6是本实用新型实施例4的结构示意图；图7-图8是本实用新型实施例1的制作过程示意图；图9-图10是本实用新型实施例2的制作过程示意图；图11-图13是本实用新型实施例3的制作过程示意图；图14-图16是本实用新型实施例5的制作过程示意图；图17-图19是本实用新型实施例4的制作过程示意图；图20-图22是本实用新型实施例6的制作过程示意图；图中标号1是金属盖，2是控制芯片，3是印刷电路基板，4是导线，5是MEMS芯片， 6是环氧树脂粘接剂，7是塑料盖，8是整体成形的金属盖，9是金属围墙与印刷电路基板之 间的树脂或焊锡粘接剂，10是平板金属盖，11是金属围墙，12是平板金属盖与金属围墙之 间的树脂或焊锡粘接剂，13是带通孔的金属盖，14是带通孔的平板金属盖。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。现有的在印刷电路基板上的半导体封装，主要包括如图1所示的金属封装和如图 2所示的塑料封装，两者的区别是图1中的盖体是由金属拉伸变形制作的金属盖1，在拉伸 过程中不可避免形成了图1中所示的两处圆弧，从而使金属盖1的上表面面积小于其底部 与印刷电路基板3接触的面积；而图2中的盖体是塑料注塑形成的塑料盖7，可以形成直 边、直角，但塑料的强度却较低，且为了静电屏蔽，塑料盖7的内壁还需要涂覆一层金属层， 从而导致结构更复杂、工艺更繁复。而本实用新型的技术方案是在印刷电路基板上安装(粘接、插接或其它现有的固 定安装结构)芯片，然后在印刷电路基板上固定安装包括金属盖和金属围墙的盖体，芯片位 于金属盖和金属围墙之间的空间内，金属盖和金属围墙的内角为直角。实施例1 本实施例如图3所示，该图上部分为纵截面图，下部分为俯视图。图3中，直边型金属盖半导体封装包括印刷电路基板3，在印刷电路基板3上，通过 环氧树脂粘接剂6固定安装有MEMS芯片5和控制芯片2，MEMS芯片5和控制芯片2通过导 线4 (如金线)连接。还包括整体成型的金属盖8 (其与金属围墙整体成型)，该金属盖8包括平面部分 和金属围墙部分，两者的衔接处内壁为直角，外壁在拐角处设置有内凹倒角圆弧，一方面可以尽可能增大金属盖8上表面的面积，减少外表面的尖角对电气性能的影响，另一方面也增加了金属盖8的强度。金属盖8通过树脂或焊锡粘接剂9固定安装在印刷电路基板3上。[0035] 本实施例的制作过程如下[0036] 1．测试晶圆(wafer incoming)[0037l 2．晶圆厚度减薄(wafer back grinding)[0038] 3．晶圆贴膜，切割(wafer mount／die saw)[0039l 4．贴片(die attach)[0040] 5．焊线(wire bond)[0041] 6．芯片包裹(die coating)(此工序为可选，针对不同的产品而定)[0042l 7．贴盖(Lid attach)[0043l 贴盖有两种方法。一种是以矩阵形式的多颗同时粘贴(如图7)一种是单颗的贴盖工艺(如图8)。
其中单颗的盖子的加工方式有单颗加工和矩阵切割成形两种。[0044l 同时，金属盖子的加工方法有两种，一种是用化学蚀刻的方法，另外一种是冲压拉伸成形。[0045] 8．打印(Marking)[0046] 9．产品切割(Package Sawing)[0047l i0．分拣、放置(Pick and Place)[0048] 11．包装(Packing)[0049] 12．出货(shipping)[0050] 实施例2[0051] 本实施例如图4所示，该图上部分为纵截面图，下部分为俯视图。[0052] 图4中，与印刷电路基板3固定安装、扣合在MEMS芯片5和控制芯片2之上的金属盖体为带通孔的金属盖13，其它结构如实施例l。[0053] 本实施例的制作过程如下[0054] 1．测试晶圆(wafer incoming)[0055] 2．晶圆厚度减薄(wafer back grinding)[0056] 3．晶圆贴膜，切割(wafer mount／die saw)[0057] 4．贴片(die attach)[0058] 5．焊线(wire bond)[0059] 6．芯片包裹(die coating)(此工序可选，针对不同的产品而定)[0060] 7．贴盖(Lid attach)[0061] 贴盖有两种方法。一种是以矩阵形式的多颗同时粘贴(如图i0)一种是单颗的贴盖工艺(如图9)。
其中单颗的盖子的加工方式有单颗加工和矩阵切割成形两种。[0062] 同时，金属盖子是用化学蚀刻加工的方法，可以加工0．20mm左右的小孔，有隔离一定的灰尘，连接内外空间的作用。[0063] 8．打印(Marking)[0064] 9．产品切割(Package Sawing)[0065] i0．分拣、放置(Pick and Place)[0066] 11．包装(Packing)[0067]12.出货(shipping)实施例3 本实施例如图5所示，该图上部分为纵截面图，下部分为俯视图。图5中，直边型金属盖半导体封装包括印刷电路基板3，在印刷电路基板3上，通过 环氧树脂粘接剂6固定安装有MEMS芯片5和控制芯片2，MEMS芯片5和控制芯片2通过导 线4 (如金线)连接。还包括平板金属盖10、金属围墙11，金属围墙11的上端面与平板金属盖10通过 树脂或焊锡粘接剂12固定连接，金属围墙11的下端面通过树脂或焊锡粘接剂9与印刷电 路基板3固定连接。平板金属盖10的周边直角也设置有内凹倒角圆弧。本实施例的制作过程如下1.测试好的晶圆(wafer incoming)2.晶圆厚度减薄(wafer back grinding)3.晶圆贴膜，切割(wafer mount / die saw)4.贝占>t (die attach)5.焊线(wire bond)6.芯片包裹(die coating)(备注此项工艺是一个选择性工艺，针对不同的产品而定)7.贝占i (Lid attach)单颗盖子的工艺流程a)化学蚀刻或冲压出单颗的金属平板盖子(10 )，见图11。b)学蚀刻或冲压出单颗的金属围墙(11)，见图12。C)金属盖子粘合一用树脂或焊锡粘接剂对金属平板盖子和金属围墙进行粘合。如图13。d)将单体的金属盖子与印刷电路基板(3)用树脂或焊锡粘接剂进行粘合。8.打印(Marking)9.产品切割(Package Sawing)10.分拣、放置(Pick and Place)11.包装(Packing)12.出货(shipping)实施例4:本实施例如图6所示，该图上部分为纵截面图，下部分为俯视图。图6中，本实施例的平板金属盖为带有通孔的平板金属盖14，其贯穿其板面上下， 使金属盖体的内外可以通气。其它结构如实施例3。本实施例的制作过程如下1.测试好的晶圆(wafer incoming)2.晶圆厚度减薄(wafer back grinding)3.晶圆贴膜，切割(wafer mount / die saw)[0099]4.贝占片(die attach)5.焊线(wire bond)6.芯片包裹(die coating)(备注此项工艺是一个选择性工艺，针对不同的产品 而定)7.贴盖(Lid attach)单颗盖子的工艺流程a)化学蚀刻出单颗的金属平板盖子，见图17。b)化学蚀刻或冲压出单颗的金属围墙，见图18。c)金属盖子粘合一用树脂或焊锡粘接剂对金属平板盖子和金属围墙进行粘 合。如图19。d) 将单体的金属盖子与印刷电路基板用树脂或焊锡粘接剂进行粘合。8.打印(Marking)9.产品切割(Package Sawing)10.分拣、放置(Pick and Place)11.包装(Packing)12.出货(shipping)实施例5:本实施例中，单颗盖子的结构如实施例3，在印刷电路基板上矩阵排布有多组 MEMS芯片和控制芯片，每组芯片上设置有平板金属盖和金属围墙将其扣合，相邻组的金属 围墙共体，为中间凹、两侧高结构。本实施例的制作过程的其它步骤如实施例3，其中矩阵型盖子的贴盖过程如下a)化学蚀刻或冲压出矩阵形式的金属平板盖子(如图14)，b)化学蚀刻或冲压出矩阵的金属围墙(如图15).c)矩阵形式的金属盖子粘合一用树脂或焊锡粘接剂对金属平板盖子和金属围 墙进行粘合。(如图16)d)矩阵型的金属盖子与印刷电路基板粘合-用树脂或焊锡粘接剂对矩阵型的金 属盖子和印刷电路基板进行粘合。也可将矩阵型的金属盖子切割成单个的盖子与印刷电路基板进行粘合。实施例6:本实施例中，单颗盖子的结构如实施例4，在印刷电路基板上矩阵排布有多组 MEMS芯片和控制芯片，每组芯片上设置有平板金属盖和金属围墙将其扣合，相邻组的金属 围墙共体，为中间凹、两侧高结构。本实施例的制作过程的其它步骤如实施例3，其中矩阵型盖子的贴盖过程如下a)化学蚀刻或冲压出矩阵形式的金属平板盖子(如图20)，b)化学蚀刻或冲压出矩阵的金属围墙(如图21).c)矩阵形式的金属盖子粘合一用树脂或焊锡粘接剂对金属平板盖子和金属围 墙进行粘合。(如图22)d)矩阵型的金属盖子与印刷电路基板粘合-用树脂或焊锡粘接剂对矩阵型的金 属盖子和印刷电路基板进行粘合。[0128]也可将矩阵型的金属盖子切割成单个的盖子与印刷电路基板进行粘合。实施例7:本实施例中，单颗盖子的结构如实施例1或2，在印刷电路基板上矩阵排布有多组 MEMS芯片和控制芯片，每组芯片上设置有金属盖和金属围墙整体成型的盖体将其扣合。
权利要求1.直边型金属盖半导体封装，包括安装在印刷电路基板上的芯片，其特征在于，还包括 金属盖和金属围墙，所述金属盖和金属围墙的上端面连接，金属围墙的下端面与印刷电路 基板连接，所述芯片位于金属盖和金属围墙构成的空间内，所述金属盖与金属围墙连接部 位的内角为直角。
2.如权利要求1所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，所述金属盖和金属围墙 为一体成形结构。
3.如权利要求1所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，所述金属盖上设置有贯 穿内外的通孔。
4.如权利要求1所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，所述金属盖和金属围墙 的上端面之间通过树脂或焊锡粘接剂连接。
5.如权利要求2或4所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，所述金属盖上设置有 贯穿内外的通孔。
6.如权利要求1所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，所述金属围墙下端面与 印刷电路基板之间通过树脂或焊锡粘接剂连接。
7.如权利要求5所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，所述金属围墙下端面与 印刷电路基板之间通过树脂或焊锡粘接剂连接。
8.如权利要求1或2或3或4或6所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，所述芯 片包括通过导线连接的MEMS芯片和控制芯片，MEMS芯片和控制芯片通过环氧树脂粘接剂 与印刷电路基板固定连接。
9.如权利要求1或2或3或4或6所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，所述印 刷电路基板上矩阵排布有若干个金属围墙，整块金属板上与金属围墙对应地矩阵排布有若 干个金属盖。
10.如权利要求9所述直边型金属盖半导体封装，其特征在于，每个金属盖和金属围墙 构成的空间内，所述芯片包括通过导线连接的MEMS芯片和控制芯片，MEMS芯片和控制芯片 通过环氧树脂粘接剂与印刷电路基板固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种直边型金属盖半导体封装，涉及印刷电路板上的半导体封装，目的是解决现有技术存在的封装体强度、上表面面积存在矛盾的问题，包括安装在印刷电路基板上的芯片，还包括金属盖和金属围墙，所述金属盖和金属围墙的上端面连接，金属围墙的下端面与印刷电路基板连接，所述芯片位于金属盖和金属围墙构成的空间内，所述金属盖与金属围墙连接部位的内角为直角。
文档编号H01L25/00GK201829476SQ20102023278
公开日2011年5月11日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者管军华 申请人:宇芯(成都)集成电路封装测试有限公司