专利名称：四方扁平无引脚封装体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件封装测试领域，尤其涉及一种四方扁平无引脚封装体及其制造方法。
背景技术：
在日常生活中，消费者对诸如个人电话、个人数字助理以及音乐播放器的可靠性、 体积以及价格都要求越来越高。例如，消费者需要他们的个人电话超薄并且可靠。这需要封装后的器件体积更小、缺陷更少。另外，这些对外型小巧的需求还可能需要具有从封装结构中向外散热的电子元件。四方扁平无引脚封装是现有技术中一种常见的封装方法。该方法是采用一个引线框架和一个晶粒的标准封装方法。附图1所示是现有技术中一种典型的四角扁平无引脚封装结构的剖面示意图，包括芯片10、芯片托盘11、片式电极121和122、金属引线131和132 以及塑封体14。芯片10被固定在芯片托盘11上，并通过金属引线131和132与片式电极 121和122电学连接，塑封体14将上述结构密封，并暴露出芯片托盘11、片式电极121和 122，以同外界形成电学连接。所谓引脚封装，是指片式电极121和122以及其它所有的片式电极均嵌入至塑封体14中，并无其它类型封装结构中有突出在外的引脚。附图1所示的现有技术的缺点在于，片式电极很容易从塑封体中脱出，尤其是在芯片工作时由于温度变化而造成片式电极和塑封体之间由于热膨胀系数不同而发生形变的情况下，这种显现尤为明显，并且由于芯片托盘和片式电极等与塑封体的热胀系数不匹配会导致严重的热应力残留问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种四方扁平无引脚封装体及其制造方法， 能够避免封装体中的片式电极从塑封体中脱出。为了解决上述问题，本发明提供了一种四方扁平无引脚封装体的制造方法，包括如下步骤提供母板；在母板的上表面形成铸模层在铸模层表面形成贯穿至母板上表面的通孔，所述通孔靠近母板上表面一侧的开口面积小于另一侧开口的面积；在通孔中形成芯片托盘和片式电极；将芯片固定于芯片托盘的表面；在芯片和片式电极之间形成电学引线；在母板的上表面形成塑封体；移除母板，以暴露出嵌入至塑封体中的芯片托盘和片式电极。本发明进一步提供了一种四方扁平无引脚封装体，包括芯片、芯片托盘、片式电极、金属引线以及塑封体；芯片置于芯片托盘的一表面上，并通过金属引线与片式电极电学连接，塑封体将上述芯片、芯片托盘、金属引线以及片式电极密封，并暴露出芯片托盘与设置有芯片的表面相对的另一表面，以及暴露出片式电极与设置有芯片的表面相对的另一表面；所述芯片托盘和片式电极暴露出来的表面的面积小于与之相对的另一表面的面积。本发明的优点在于，通过形成上表面一侧的开口的面积小于另一侧开口的面积，即倒梯形横截面的通孔，并在通孔中制作芯片托盘和片式电极，从而在塑封之后获得了暴露出来的表面的面积小于与之相对的另一表面的面积的芯片托盘和片式电极，具有此种形状的芯片托盘和片式电极能够更好的固定在塑封体中，不至于脱落。并且本发明所述工艺中由于片式电极是在铸模层冷却后打孔形成于通孔中的，故不存在热应力问题，因此能够降低整个封装体内的热应力。并且本发明所述工艺的优点还在于采用铸模层作为支撑，省却了框架上的联筋结构，所以能够节约框架的成本。
附图1所示是现有技术中一种典型的四角扁平无引脚封装结构的剖面示意图。附图2所示是本发明所述方法具体实施方式
的实施步骤示意图。附图3A至附图;3H所示是附图2所述方法的工艺示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明提供的一种四方扁平无引脚封装体及其制造方法的具体实施方式
做详细说明。附图2所示是本发明所述方法具体实施方式
的实施步骤示意图，包括如下步骤: 步骤S20，提供母板；步骤S21，在母板的上表面形成铸模层步骤S22，在铸模层表面形成贯穿至母板上表面的通孔；步骤S23，在通孔中形成芯片托盘和片式电极；步骤S24，将芯片固定于芯片托盘的表面；步骤S25，在芯片和片式电极之间形成电学引线；步骤S26，在母板的上表面形成塑封体；步骤S27，移除母板，以暴露出嵌入至塑封体中的芯片托盘和片式电极。附图3A至附图3H所示是上述方法的工艺示意图。附图3A所示，参考步骤S20，提供母板300。所述母板300的材料可以是包括铜、 铝、钼以及金等金属在内的任意一种能够用于形成稳定支撑结构的材料，并优选为金属，尤其是铜，优选的原因在于金属可以在后续的电镀或者沉积工艺中作为种子层。附图;3B所示，参考步骤S21，在母板300的上表面形成铸模层310。所述铸模层 310的材料应当是绝缘材料，即可以是塑料或者黑胶等硬质材料，也可以是光刻胶或者其他类似的柔性材料。附图3C所示，参考步骤S22，在铸模层310的表面形成贯穿至母板300上表面的通孔。本具体实施方式
以通孔311、312以及313例举，在其他的实施方式中，也可以根据片状电极的数目等参数来设计通孔的数目和位置。所述通孔311、312以及313靠近母板300 上表面一侧的开口的面积应当小于另一侧开口的面积，即通孔呈现出附图3C所示的倒梯形截面。形成此通孔可以采用钻孔或者压印的方法。例如对于铸模层310的材料是塑料或者黑胶等硬质材料的情况，可以采用钻孔的方法，采用与通孔形状相配合的钻头，在铸模层 310上钻出倒梯形界面的通孔；而对于铸模层310的材料是光刻胶或者其他类似的柔性材料的情况，也可以采用压印的方法，采用与通孔形状互补的模具，用力压在铸模层310上， 而形成附图3C所示的结构。附图3D所示，参考步骤S23，在通孔311、312以及313中形成芯片托盘320和片式电极331与332。如果此步骤中母板300的材料是包括铜、铝、钼以及金等金属，则此步骤可以采用电镀的方法，以母板300作为种子层，所形成的芯片托盘320和片式电极331与332 亦由金属材料构成，与母板300的材料可以相同或者不同。形成的芯片托盘320和片式电极331与332亦可以采用沉积工艺，包括物理沉积与化学沉积等，在此情况下，母板300的选材范围较为宽泛，当然，将母板300的材料选择为与芯片托盘320和片式电极331与332 的材料相同或者向匹配，亦有利于沉积工艺的实施。附图3D中的虚线仅用于示意芯片托盘 320和片式电极331与332此三个组件与母板300之间的界面，对于芯片托盘320、片式电极331与332以及母板300均采用相同材料的情况下，彼此之间是不存在明显界面的。步骤S23实施完毕后，如果芯片托盘320和片式电极331与332由于工艺时间控制不佳而凸出至母板300的上表面之外，亦可以采用平坦化工艺对母板300的上表面进行处理。附图3E所示，参考步骤S24，将芯片340固定于芯片托盘320的表面。所述固定可以进一步采用有机溶胶黏附或者焊料焊接等手段。所述芯片340可以是本领域内常见的各种类型的芯片，并且在表面设置有用于形成电学连接的焊盘(PAD)。附图3F所示，参考步骤S25，在芯片340和片式电极331与332之间形成电学引线。本具体实施方式
以电学引线351与352例举，在其他的实施方式中，也可以根据片状电极的数目、芯片焊盘的数目等参数来设计电学引线的数目和走向。形成电学引线所采用的搭线工艺在此不再赘述。所述电学引线351与352的材料可以选自于金、铜和铝中的一种， 或者其他导电材料亦可。附图3G所示，参考步骤S26，在母板300的上表面形成塑封体360。塑封体360应当是绝缘材料。附图3G所示的情况是铸模层310和塑封体360采用相同材料的情况，此种情况下两者之间无明显界限。如果铸模层310的材料是柔性材料或者其他不适合形成最终封装体的材料，也可以先采用腐蚀等方法将残余的铸模层310除去，再形成一体的塑封体 360，亦为附图3G的结构。当然，为了不影响芯片340，如选用采用腐蚀等方法将残余的铸模层310除去的步骤，可以选择在步骤SM和步骤S23之间进行。附图3H所示，参考步骤S27，移除母板300，以暴露出嵌入至塑封体360中的芯片托盘320和片式电极331与332。移除母板300可以采用腐蚀以及研磨等工艺，并可以选择用平坦化工艺进行后续处理。移除母板300也可采用机械分离的方式，撕掉母板300后，母板300可重复利用。继续参考附图3H，为上述工艺实施完毕后的封装体结构示意图，包括芯片340、芯片托盘320、片式电极331与332、金属引线351与352以及塑封体360。芯片340置于芯片托盘320的一表面上，并通过金属引线51与352与片式电极331与332电学连接，塑封体 360将上述芯片340、芯片托盘320、片式电极331与332以及金属引线351与352密封，并暴露出芯片托盘320与设置有芯片340的表面相对的另一表面，以及暴露出片式电极331 与332与设置有芯片340的表面相对的另一表面；所述芯片托盘320和片式电极331与332 暴露出来的表面的面积小于与之相对的另一表面的面积。显然，具有附图3H所示形状的芯片托盘320和片式电极331与332能够更好的固定在塑封体中，不至于脱落。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种四方扁平无引脚封装体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤提供母板；在母板的上表面形成铸模层在铸模层表面形成贯穿至母板上表面的通孔，所述通孔靠近母板上表面一侧的开口面积小于另一侧开口的面积；在通孔中形成芯片托盘和片式电极；将芯片固定于芯片托盘的表面；在芯片和片式电极之间形成电学引线；在母板的上表面形成塑封体；移除母板，以暴露出嵌入至塑封体中的芯片托盘和片式电极。
2.根据权利要求1所述的四方扁平无引脚封装体的制造方法，其特征在于，所述母板、 芯片托盘以及片式电极的材料均为铜。
3.根据权利要求1所述的四方扁平无引脚封装体的制造方法，其特征在于，所述铸模层和塑封体的材料均为黑胶。
4.根据权利要求1所述的四方扁平无引脚封装体的制造方法，其特征在于，所述电学引线的材料选自于金、铜和铝中的一种。
5.根据权利要求1所述的四方扁平无引脚封装体的制造方法，其特征在于，所述铸模层的材料为硬质材料，所述形成通孔的步骤中，进一步是采用与通孔形状相配合的钻头，在铸模层上钻出倒梯形界面的通孔。
6.根据权利要求1所述的四方扁平无引脚封装体的制造方法，其特征在于，所述铸模层的材料为柔性材料，所述形成通孔的步骤中，进一步是采用压印的方法，采用与通孔形状互补的模具，压在铸模层上形成通孔。
7.一种四方扁平无引脚封装体，包括芯片、芯片托盘、片式电极、金属引线以及塑封体； 芯片置于芯片托盘的一表面上，并通过金属引线与片式电极电学连接，塑封体将上述芯片、 芯片托盘、金属引线以及片式电极密封，并暴露出芯片托盘与设置有芯片的表面相对的另一表面，以及暴露出片式电极与设置有芯片的表面相对的另一表面；其特征在于，所述芯片托盘和片式电极暴露出来的表面的面积小于与之相对的另一表面的面积。
全文摘要
本发明提供了一种四方扁平无引脚封装体的制造方法，包括如下步骤提供母板；在母板的上表面形成铸模层在铸模层表面形成贯穿至母板上表面的通孔，所述通孔靠近母板上表面一侧的开口面积小于另一侧开口的面积；在通孔中形成芯片托盘和片式电极；将芯片固定于芯片托盘的表面；在芯片和片式电极之间形成电学引线；在母板的上表面形成塑封体；移除母板，以暴露出嵌入至塑封体中的芯片托盘和片式电极。
文档编号H01L21/60GK102290358SQ201110248378
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者张元发, 张江元, 高洪涛 申请人:上海凯虹电子有限公司, 上海凯虹科技电子有限公司, 达迩科技(成都)有限公司