一种无基板封装器件的制作方法与流程

本发明涉及封装器件的制造技术领域，特别是涉及一种无基板封装器件的制作方法。

技术背景

随着微电子产品轻薄短小的发展趋势，高密度和薄型封装成为封装产业研究热点。为了能够高密度封装的要求，普遍采用的封装形式为球栅阵列封装（BGA），运用印制电路板（PCB）多层布线工艺，能够实现焊点多排化阵列化的高密度封装要求。但是由于PCB材料和芯片贴片胶、芯片等材料的热膨胀系数不匹配，易于出现过大的翘曲，影响产品性能；并且为了实现多排化阵列化引脚，需要在PCB中进行多层布线，基板制作工艺相对复杂；虽然基板制作工艺成熟，但是成本偏高。此外，运用引线框架作为载板的四方扁平无引脚封装（QFN）在一定程度上也能实现小尺寸和高密度封装，但是由于引线框架制造多是通过冲压或是蚀刻，由于工艺限制，框架布线宽度受限，布线较为繁琐，很难实现引脚多排化阵列化的高密度封装。可见，为了满足薄型化封装要求，不管是PCB基板，还是引线框架的厚度都被尽量减小，但是由于工艺限制，很难满足微电子器件薄型化封装要求。因此，需要开发一种新型封装方法，以满足器件的薄型化和高密度封装。

为减小载板厚度并实现引脚多排化阵列化封装，现有解决方案是使用无载体栅格阵列封装（AAQFN）工艺；其主要借助电镀或者半蚀刻技术，形成具有高密度引脚的薄型化封装，但是需要在磨削、二次蚀刻和二次塑封等工艺步骤的协助下完成，容易对微电子器件芯片造成污染；复杂的工艺过程提高了微电子器件封装的成本，降低了封装器件的可靠性，很难应用于实际生产中。为了适应高密度薄型化封装的要求，有必要开发出一种工艺简单，成本低廉，成品率高的新型封装工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术不足，而提供一种无基板封装器件的制作方法。这种制作方法能够轻松实现引脚多排化阵列化的要求，且能够使塑封过程和载板制作过程合二为一，完成芯片埋入式封装，减小封装厚度，得到超薄封装器件。这种制作方法制造工艺简单，成本低廉，成品率高、适用批量生产。

实现本发明目的的技术方案是：

一种无基板封装器件的制作方法，包括如下步骤：

1）提供辅助板；

2）形成临时粘膜：在辅助板上粘贴或涂覆临时粘膜；

3）制作金属层：在临时粘膜的上表面设置一层金属层，所述金属层为铜、金、银、镍、锡、铝、钯、或铁等材料制成，在临时粘膜上形成薄金属层；

4）图形化金属层：采用刻蚀的工艺图形化金属层，形成线路层，并预留芯片贴装空位；

5）贴装芯片：在步骤4）预留的芯片贴装空位上贴装芯片，芯片紧贴在临时粘膜的上表面，芯片为晶圆芯片或电子元器件；

6）电气互联：采用引线键合、倒装焊、载带自动焊、物理气相沉积或打印等方法实现芯片与线路层的电气互联；

7）制作模塑封装体：采用模塑封工艺，形成模塑封料的封装体，所述模塑封工艺是上下压模借助辅助膜的注塑封装工艺；

8）制得无基板封装器件：在临时粘膜的粘性失效温度下，去除临时粘膜及与之对应的辅助板，对封装体进行烘干和冷却，得到无基板封装器件。

所述临时粘膜的粘性失效温度为80-250℃。

优选地所述临时粘膜的粘性失效温度为150℃。

在粘性失效温度时，临时粘膜的粘性失效，封装体可不损伤地与辅助板分离。

所述临时粘膜为碳酸丙二醇酯、聚碳酸酯或聚合物基材料。

所述金属层是通过铺贴、沉积、电镀、化学镀、溅射、烧结、印刷或打印方式形成在临时粘膜上。

所述模塑封工艺是上下压模借助辅助膜的注塑封装工艺，其中辅助膜为聚酰胺、聚四氟乙烯和聚全氟烷氧基中的一种或几种的组合。

这种制作方法，实现了引脚多排化阵列化的要求，且能够使塑封过程和载板制作过程合二为一，完成了芯片埋入式封装，减小了封装厚度，得到了超薄封装器件。这种制作方法，制造工艺简单，成本低廉，成品率高、适用批量生产。

附图说明

图1为实施例的制作方法流程示意图；

图2-图9为截面图，其示意性地示出了本发明实施例无基板封装器件的制作方法，其中，

图2为辅助板结构示意图；

图3为在辅助板上形成临时粘膜工序示意图；

图4为形成薄金属层工序示意图；

图5为图形化薄金属层形成线路层工序示意图；

图6为芯片贴装工序示意图；

图7为芯片与线路层电气互联工序示意图；

图8为模塑封工序示意图；

图9为无基板封装器件封装体示意图；

图10为运用本发明中所述超薄型无基板封装器件的制作方法完成的3D叠层封装体示意图。

图中，1.辅助板 2.临时粘膜 3.金属层 4.线路层 5.芯片6.引线 7.模塑封料 8.封装体 9.3D叠层封装体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。

实施例：

参照图1，一种超薄型无基板封装器件的制作方法，包括如下步骤：

1）提供辅助板1，如图2所示；

2）形成临时粘膜2：在辅助板1上粘贴或涂覆临时粘膜2，如图3所示；

3）制作金属层3：在临时粘膜2的上表面设置一层金属层3，所述金属层3为铜、金、银、镍、锡、铝、钯或铁等材料制成，在临时粘膜2上铺贴、沉积、电镀、化学镀、溅射、烧结、印刷或打印等方式形成薄金属层，如图4所示；本例中金属层3的材料为铜；

4）图形化金属层3：采用刻蚀工艺图形化金属层3，形成线路层4，并预留芯片贴装空位，如图5所示；

5）贴装芯片：在步骤4）预留的芯片贴装空位上贴装芯片5，芯片5贴紧在临时粘膜2上表面，芯片5可以是晶圆芯片，也可以是电子元器件，如图6所示；

6）电气互联：采用引线键合、倒装焊、载带自动焊、物理气相沉积或打印等方法实现芯片与线路层的电气互联；本例中引线6为金线，采用引线键合的方法实现芯片5与线路层4的电气互联，如图7所示；

7）制作模塑封装体8：采用模塑封工艺，形成模塑封料7的封装体8，如图8所示；所述模塑封工艺是上下压模借助辅助膜的注塑封装工艺；

所述辅助膜为聚酰胺、聚四氟乙烯和聚全氟烷氧基中的一种或几种的组合。

所述模塑封料为环氧树脂基模塑封材料、硅胶和盐酸苯丙醇胺中的一种或几种的组合；

本例中辅助膜材料为聚酰胺，模塑封料7是环氧树脂基模塑封材料；

8）制得无基板封装器件：在临时粘膜2的粘性失效温度下，去除临时粘膜2及与之对应的辅助板1，对封装体8进行烘干和冷却，得到最终无基板封装器件。如图9所示；

所述临时粘膜的粘性失效温度为80-250℃。

本例临时粘膜2的粘性失效温度为150℃。

在150℃时临时粘膜2的粘性失效，封装体8可不损伤地与辅助板1分离。

运用上述方法，当设计利用多个芯片进行封装后，即上述步骤5）应用多个芯片进行贴装，并结合3D叠层芯片电气互联，便可得到如图10所示的超薄型无基板3D叠层封装体9。