Qfn框架结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种QFN框架结构，其特征在于，包括：金属片条和芯片；所述金属片条的正面光刻形成一定密度分布的金属布线、且不同金属布线之间相互分隔开；所述金属片条的背面光刻形成金属凸点；所述芯片与所述金属布线电连接，并通过塑封底填料将芯片固定和封装在所述金属片条上。本发明提供的高密度多排的QFN框架结构，既可以在金属的正面进行布线，又可以以节约快捷的方法完成背面金属凸点的形成，成本较低，具有较好的实际操作性，并且封装体的厚度也适应了越来越薄的趋势。
【专利说明】QFN框架结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体元器件制造【技术领域】，尤其涉及一种QFN框架结构。
【背景技术】
[0002]随着电子产品如手机、笔记本电脑等朝着小型化，便携式，超薄化，多媒体化以及满足大众化所需要的低成本方向发展，高密度、高性能、高可靠性和低成本的封装形式及其组装技术得到了快速的发展。BGA (ballgridarray)封装是常见的封装结构,其中芯片以键合或倒装形式与基板相连接，然而即便是普通基板的造价也是要占总体封装的60%以上。与价格昂贵的BGA等封装形式相比，近年来快速发展的新型封装技术，即四边扁平无引脚QFN (QuadFlatNon一IeadPackage)封装，由于具有良好的热性能和电性能、尺寸小、成本低以及高生产率等众多优点，引发了微电子封装【技术领域】的一场新的革命。
【发明内容】
[0003]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0004]本发明提供一种QFN框架结构，其特征在于，包括:
[0005]金属片条和芯片；
[0006]所述金属片条的正面光刻形成一定密度分布的金属布线、且不同金属布线之间相互分隔开；所述金属片条的背面光刻形成金属凸点；
[0007]所述芯片与所述金属布线电连接，并通过塑封底填料将芯片固定和封装在所述金属片条上。
[0008]本发明提供的QFN框架结构，既可以在金属的正面进行布线，又可以以节约快捷的方法完成背面金属凸点的形成，成本较低，具有较好的实际操作性，并且封装体的厚度也适应了越来越薄的趋势。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本发明提供的QFN框架示意图；
[0011]图2-图8B为本发明实施例QFN框架制备工艺过程结构示意图。
【具体实施方式】[0012]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0013]本发明提供了一种QFN框架，如图7所示为框架的结构示意图，包括:金属片条IOlc和芯片601 ;所述金属片条IOlc的正面光刻形成一定密度分布的金属布线、且不同金属布线之间相互分隔开；所述金属片条的背面光刻形成金属凸点；所述芯片601与所述金属布线电连接，并通过塑封底填料将芯片固定和封装在所述金属片条IOlc上。本发明提供的QFN框架在金属片条的正面封装有芯片，同时在背面设置有金属凸点，制作成本较低，具有加好的实际操作性。
[0014]在上述技术方案中，所述金属片条需要具有良好的导电导热性能，可选的，所述金属片条为铜合金。
[0015]制作QFN框架首先要提供金属片条101a，金属片条IOla的正面和反面都需要通过镀感光材料201后进行光刻，在金属片条的正面和背面形成两个不同的图案，正面的图案用于封装芯片和形成一定密度分布的金属布线，背面用于形成凸点。
[0016]可选的，所述金属布线作为焊盘的部位上镀有表面材料层301，所述焊盘经所述表面材料层与所述芯片电连接。因为此处金属上有焊盘，需要增加表面材料使其具有更好的焊接性，其他部位根据实际需要和节约材料的角度，也可以不镀表面材料。
[0017]金属片条的正面的图案形成后，在金属片条的正面选择性镀有表面材料，所述表面材料用来保证所述金属片条的可焊接性，所述表面材料并没有将金属片条的正面完全覆盖，而是选择性镀表面材料。
[0018]金属片条的正面还封装有芯片601，所述芯片601连接的方式为键合或者倒装的方式，然后通过塑封底填料将芯片固定和封装在金属片条上。
[0019]可选的，金属片条的背面还镀有护铜剂或者可焊接金属层401，所述金属凸点表面布置有锡球。如图8A所示，金属片条背面形成有金属凸点，需要在背面镀上一层物质防止金属的氧化并且可焊接，镀上的物质为护铜剂或者锡层，所述护铜剂或者锡层覆盖金属片条的整个背面，包括金属凸点。
[0020]所述护铜剂为有机或者无机保焊膜，具有防氧化，耐热，耐湿的特性，可以保护金属表面在常态下不生锈，为后续的工艺打下良好的基础，同时，在后续的焊接高温中，所述氧化膜很容易被助焊剂所清除，露出干净的金属凸点表面并且在很短的时间内与熔融的焊锡结合成为牢固的焊点。
[0021]或者镀上可焊接金属层如锡层，一方面可以保护金属表面不被氧化，另一方面，锡也是可焊接的金属，可以直接在锡上进行焊接。
[0022]所述金属片条的背面是经过腐蚀形成上述金属凸点的，所述金属凸点的高度可以通过在其表面布置锡球来增加。
[0023]为了保护金属片条背面的金属不被氧化，还可以通过别的方法，可选的，所述金属片条的背面还覆盖有绝缘保护层501，所述绝缘保护层覆盖所述金属凸点，所述绝缘保护层对金属片条的整个背面起到了绝缘和防氧化的保护作用。
[0024]可选的，所述绝缘保护层为绿漆，如图SB所示，油漆可以牢固的覆盖在金属的表面，起到保护的作用，并且使用绿漆颜色鲜明，标志作用明显。
[0025]所述金属凸点表面首先也覆盖有绿漆，当金属凸点处需要进行焊接时，需要去除金属凸点表面的保护层即绿漆，裸露出所述金属凸点，以便进行接下来的焊接等步骤，绿漆可以通过打磨或者腐蚀的方法去除。
[0026]在实际生产制造的过程中，金属片条背面的金属凸点的高度不够需要增加的时候，可以在所述金属凸点表面布置锡球或者覆盖可焊接金属层，其中可以根据实际的需要多层覆盖可焊接金属层。
[0027]本发明提供的QFN框架制作方法既可以在金属片条的正面进行布线，在此同时还可以在背面形成金属凸点，方法节约快捷，成本较低，实际操作性较高，同时，封装的厚度也适应了越来越薄的趋势。
[0028]本发明提供了一种QFN框架制作方法，如图1所示为QFN框架的示意图，所述QFN框架由多个单元组成，例如图1中所示I为一个单元，整个框架的多个单元同时制造和使用，所述框架上有多个单元同时制造，成本相对较低并且有较好的可操作性，以下的制造方法以所述的一个单元为例。
[0029]本发明提供的QFN框架的制造方法包括步骤:
[0030]SlOl:如图2所示，首先提供一定厚度的金属片条101a，所述的金属片条可以为铜合金，所述金属片条的厚度根据实际情况的需要，例如QFN框架上芯片的数量，金属片条上焊盘的设计等等来决定，所述金属片条的厚度通常为0.25mm、0.3mm、0.5mm等等,这点为本领域所熟知的公知技术，在此不再赘述。
[0031]S102:如图3所示，在上述金属片条IOla的正面和背面都镀上感光材料201，然后再在金属片条的正面和背面分别进行掩膜，在这里正面和背面进行掩膜，所述掩膜的图案并不相同，在接下来的步骤形成不同的形状，各自有不同的作用。
[0032]所述感光材料是一种具有光敏特性的半导体材料，通常能够感受可见光、红外线、紫外线、X射线等电磁辐射信息并发生物理变化和化学变化，经过曝光和一定的加工，可以得到固定的影响。本发明中，在所述金属片条的正面和背面同时镀感光材料，并且在感光材料上还进行掩膜，是为了接下来的步骤在金属片条的正面和背面分别形成需要的样式，有掩膜的地方会保留下来，没有掩膜暴露出所述感光材料的地方的金属会被腐蚀而形成一定的图案。
[0033]S103:如图4所示，对金属片条正面和背面分别进行光刻，以在正面形成一定密度分布的金属布线、且在背面形成金属凸点；上一个步骤，在金属片条的正面和背面都镀了感光材料，并且还进行了掩膜，接下来要对金属片条的正面和背面分别进行光刻，将金属片条表面特定部分去除，保留了特征图形的部分，形成如图4所示的结构，金属片条IOlb正面形成一定密度分布的金属布线，并且随后贴上芯片等等；金属片条背面形成金属凸点，图4背面所示的为初步形成的金属凸点，此时的金属凸点与金属片条还相连接，没有与芯片等等连接，所以在接下来的步骤中还需要去除与金属凸点相连的金属，使得金属凸点能够与芯片或者焊盘之类的相连。[0034]上述的方法通过在金属片条正面和背面分别镀感光材料和掩膜，然后进行光刻，正面和背面的图案一次都能够形成，节约了成本，并且实际操作更加简单方便。
[0035]如图5所示，在步骤S104前还包括:在金属片条IOlb正面形成的金属布线上作为焊盘的部位镀表面材料层301，在金属片条的正面镀上表面材料，但是并不是将金属片条的正面完全覆盖，而是选择性的镀表面材料，即在金属片条正面形成的金属布线上作为焊盘的部位镀上表面材料层。图5所示金属片条上表面两侧较窄作为焊盘的部位镀上的表面材料，因为此处金属作为焊盘，需要增加表面材料使其具有更好的焊接性，其他部位根据实际需要和节约材料的角度，也可以不镀表面材料。
[0036]S104:如图6所示，然后将芯片601与金属布线电连接，所述芯片601连接的方式为键合或者倒装的方式，然后用塑封底填料将芯片固定和封装在金属片条上。
[0037]S105:如图7所不，随后对金属片条的背面进行腐蚀,一直要将金属片条正面的金属布线分割开，形成如图7所示的金属片条101c。因为图6所示的封装完成之后，布线层下面有整个的金属片条，此时各布线连接在一起会发生短路的情况，需要将金属片条背面的金属腐蚀掉，只留下与正面布线相连的金属凸点。现有技术的其他封装需要在芯片封装好后再形成金属凸点，过程相对增加并且复杂，本发明提供的方法将正面和背面的图案一次性形成好，只需要在封装好后再进行一次腐蚀即可，节约了步骤，并且具有实际可操作性。
[0038]本发明提供的QFN框架制作方法既可以在金属片条的正面进行布线，在此同时还可以在背面形成金属凸点，方法节约快捷，成本较低，实际操作性较高，同时，封装的厚度也适应了越来越薄的趋势。
[0039]在本发明的装置和方法等实施例中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
[0040]最后应说明的是:虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
【权利要求】
1.一种QFN框架结构，其特征在于，包括: 金属片条和芯片； 所述金属片条的正面光刻形成一定密度分布的金属布线、且不同金属布线之间相互分隔开；所述金属片条的背面光刻形成金属凸点； 所述芯片与所述金属布线电连接，并通过塑封底填料将芯片固定和封装在所述金属片条上。
2.根据权利要求1所述的QFN框架结构，其特征在于，所述金属片条为铜合金。
3.根据权利要求1所述的QFN框架结构，其特征在于，所述金属布线上作为焊盘的部位上镀有表面材料层，所述焊盘经所述表面材料层与所述芯片电连接。
4.根据权利要求1所述的QFN框架结构，其特征在于，所述金属片条背面还镀有护铜剂或者可焊接金属层，所述金属凸点表面布置有锡球。
5.根据权利要求1所述的QFN框架结构，其特征在于，所述金属片条背面还覆盖有绝缘保护层，所述绝缘保护层覆盖所述金属凸点。
6.根据权利要求5所述的QFN框架结构，其特征在于，所述绝缘保护层为绿漆。
【文档编号】H01L23/495GK103887270SQ201410042525
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】张卫红, 张童龙 申请人:南通富士通微电子股份有限公司