减成法预包封引线框架结构及其制造方法与流程

本发明涉及一种减成法预包封引线框架结构及其制造方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术：

当前引线框架产品结构工艺主要有：

一、冲压法：一般采用高精度带材经自动化程度很高的高速冲床冲制而成，得到许多具有独立功能的单颗产品（如sot、sop等低密度产品），所有单颗产品通过导电线与边筋连接成一个整体，在单颗产品所需区域电镀niau、ag、niptau等，封装完成后切成单颗。

二、蚀刻法：采用掩膜曝光、显影、蚀刻等工艺对金属载板进行蚀刻，得到许多具有独立功能的单颗产品（如qfn、dfn等高密度产品），所有单颗产品通过导电线与边筋连接成一个整体，在单颗产品所需区域电镀niau、ag、niptau等；封装完成后切成单颗。

而目前的qfn框架制作方式是:采用金属基板的双面进行化学蚀刻及表面电镀层后，即完成引线框的制作，从而进行封装作业。该工艺存在以下不足和缺陷：

1、常规采用蚀刻工艺的引线框工艺不管是双面蚀刻还是单面蚀刻，由于蚀刻本身的均匀性问题都无法准确界定上下金属层的厚度，即内层和外层线路的厚度；；

2、常规采用蚀刻工艺的引线框因蚀刻均匀性及精度的局限性，线路层的线宽线距只能达到70/70um左右，无法实现细线路制作；随着封装产品小型化、超薄化、高密度的要求不断提高，对引线框架或者基板制作要求也小型化、超薄化、高密度，受线路层的线宽线距限制，产品的布线能力无法做到小型化、超薄化、高密度；

3、常规采用蚀刻工艺的引线框因蚀刻后引线框整体镂空，故部分长度较长及环绕式的金属线无法制作成功，无法实现自由绕线的设计；

4、常规采用蚀刻工艺的引线框封装时将基板和芯片一起塑封，外引脚面容易产生塑封溢料影响后续的pcb板焊接品质，若需避免溢料需要额外在框架外引脚面预贴一层高温膜，导致成本增加；

5、常规采用双面蚀刻工艺的引线框无法实现细线且可绕式设计，由于芯片与引脚之间的距离较远，金属线的长度较长，金属线成本较高，尤其是昂贵的纯金质的金属线;同样由于金属线的长度较长，使得芯片的信号输出速度较慢，尤其是存储类的产品以及需要大量数据计算的产品，信号输出慢的问题更为突出；由于金属线的长度较长，所以在金属线所存在的寄生电阻/寄生电容与寄生电杆对信号的干扰也较高；再由于芯片与引脚之间的距离较远，使得封装的体积与面积较大，材料成本较高，废弃物较多。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种减成法预包封引线框架结构及其制造方法，制作细线路实现高密度且多圈排布的预塑封引线框结构。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种减成法预包封引线框架结构，它包括内层线路层和外层线路层，所述内层线路层和外层线路层之间设有蚀刻阻挡层，所述外层线路层外围包封有第一塑封料，所述内层线路层的正面和外层线路层的背面均设有表面处理保护层，所述内层线路层正面的表面处理保护层上设置有源或无源器件，所述内层线路层、蚀刻阻挡层和有源或无源器件的外围包封有第二塑封料。

一种减成法预包封引线框架结构的制造方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、取一基材载板；

取一片厚度合适的基材载板，所述基材载板中包含不同成分的金属，所述基材载板中设有蚀刻阻挡层，起到避免过蚀刻的作用；

步骤二、光刻作业

在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板背面后续需要进行蚀刻金属层的区域；

步骤三、金属层蚀刻

在载板背面已开窗的区域进行金属层蚀刻并去除光阻胶膜；

步骤四、塑封

对蚀刻区域进行塑封，使基岛和引脚外围的区域、引脚与基岛之间的区域以及引脚与引脚之间的区域均嵌置塑封料，该塑封料将基岛和引脚下部外围、引脚下部与基岛下部以及引脚下部与引脚下部连接成一体；

步骤五、减薄

对已塑封填充的基板背面进行减薄，减薄方式可采用研磨、刷磨等，使金属引脚面露出；

步骤六、光刻作业

在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板正面后续需要进行表面处理的区域；

步骤七、形成表面处理保护层

在载板正面已开窗区域进行防护处理形成表面处理保护层，保护正面的线路层，以便后续确保和封装材料的牢固结合；

步骤八、光刻作业

在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板正面后续需要进行蚀刻金属层的区域；

步骤九、金属层蚀刻

在载板正面已开窗的区域进行金属层蚀刻，正面蚀刻时金属层产生多层，全部蚀刻去除，并去除光阻胶膜；

步骤十、有源或无源器件贴装

在内层线路层上贴装有源或无源器件；

步骤十一、封装

对内层线路层和有源或无源器件外围进行包封，对有源或无源器件进行保护；

步骤十二、表面处理

在产品表面进行处理；

步骤十三、切割成型

切割成单颗具有独立电性能的产品。

一种减成法预包封引线框架结构的制造方法，步骤一中的基材载板根据产品需要可以选择金属板或绝缘板。

一种减成法预包封引线框架结构的制造方法，步骤四中塑封方式可采用注塑、真空填充或压膜等方式。

一种减成法预包封引线框架结构的制造方法，步骤四中的塑封料采用无填料的环氧树脂材料。

一种减成法预包封引线框架结构的制造方法，步骤七中的防护处理采用金属电镀或有机保护。

一种减成法预包封引线框架结构的制造方法，步骤十二的表面处理为表面微蚀、有机防焊。

一种减成法预包封引线框架结构的制造方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、取一基材载板；

取一片厚度合适的基材载板，根据产品需要可以选择金属板或绝缘板，所述基材载板中包含不同成分的金属，所述基材载板中设有蚀刻阻挡层，起到避免过蚀刻的作用；

步骤二、光刻作业

在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板正面后续需要进行表面处理的区域；

步骤三、形成表面处理保护层

在载板正面已开窗区域进行防护处理，表面处理的目的保护正面的线路层，以便后续确保和封装材料的牢固结合；

步骤四、光刻作业

在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板背面后续需要进行蚀刻金属层的区域；

步骤五、金属层蚀刻

在载板正面已开窗的区域进行金属层蚀刻并去除光阻胶膜；

步骤六、预封装

在框架内层线路上进行封装；

步骤七、填充绝缘材料

利用压膜、包封、印刷等工艺在无源或有源器件和内层线路层外围填充绝缘材料，对内层线路层和无源或有源器件形成绝缘保护；

步骤八、光刻作业

在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板背面后续需要进行蚀刻金属层的区域；

步骤九、金属层蚀刻

在载板背面已开窗的区域进行金属层蚀刻；

步骤十、金属层蚀刻

在载板背面已开窗的区域再进行金属层蚀刻，将蚀刻阻挡层去除并去除光阻胶膜；

步骤十一、塑封

对蚀刻区域进行塑封，塑封方式可采用注塑、真空填充或压膜等方式，主要目的是使基岛和引脚外围的区域、引脚与基岛之间的区域以及引脚与引脚之间的区域均嵌置无填料的环氧树脂，该无填料的环氧树脂将基岛和引脚下部外围、引脚下部与基岛下部以及引脚下部与引脚下部连接成一体；

步骤十二、表面处理

对外层线路表面进行处理；

步骤十三、切割成型

切割成单颗具有独立电性能的产品。

一种减成法预包封引线框架结构的制造方法，步骤三中的防护处理和步骤十二中的表面处理采用金属电镀或有机保护。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明在基材中增加了蚀刻阻挡层，可有效地避免过蚀刻，提高蚀刻的精度，从而准确界定上下线路层的厚度，尤其是部分特殊产品如电性要求固定的射频类产品，由选定线路层厚度来匹配满足产品的电性要求，可以做到更高的密度，更薄的厚度；

2、本发明的线路层厚度的自由选择和蚀刻精度的提高可实现细线的制作，细线能力可达到8/8um；

3、本发明采用预包封预包埋的结构，可制作环绕式的金属线，从而可实现自由绕线设计，同时解决封装相关问题，如溢料等；

4、本发明实现细线可绕式设计，芯片与引脚之间的距离较近，金属线的长度较短，金属线成本降低，同时使得芯片的信号输出速度变快，减少金属线所存在的寄生电阻/寄生电容与寄生电杆对信号的干扰；芯片与引脚之间的距离较近使得封装的体积与面积较小，材料成本降低，实现小型化、超薄化、高密度。

附图说明

图1~图10为本发明一种减成法预包封引线框架结构制造方法一种实施例的各工序流程示意图。

图12~图24为本发明一种减成法预包封引线框架结构制造方法另一种实施例的各工序流程示意图。

图11为本发明一种减成法预包封引线框架结构的结构示意图。

其中：

内层线路层1

外层线路层2

蚀刻阻挡层3

第一塑封料4

表面处理保护层5

有源或无源器件6

第二塑封料7。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图11，本实施例中的一种减成法预包封引线框架结构，它包括内层线路层1和外层线路层2，所述内层线路层1和外层线路层2之间设有蚀刻阻挡层3，所述外层线路层2外围包封有第一塑封料4，所述内层线路层1的正面和外层线路层2的背面均设有表面处理保护层5，所述内层线路层1正面的表面处理保护层5上设置有源或无源器件6，所述内层线路层1、蚀刻阻挡层3和有源或无源器件6的外围包封有第二塑封料7；

所述第一塑封料4采用环氧树脂材料，所述环氧树脂材料可以根据产品特性选择有填料或者没有填料的种类；所述第二塑封料7采用绝缘材料，起到绝缘保护作用。

实施例1：

本发明一种减成法预包封引线框架结构的制造方法包括如下步骤：

步骤一、取一基材载板；

参见图1，取一片厚度合适的基材载板，根据产品需要可以选择金属板或绝缘板，所述基材载板中包含不同成分的金属，所述基材载板中设有蚀刻阻挡层，起到避免过蚀刻的作用；基材载板的材质可以依据设计的功能与特性进行变换，例如：铜材、铁材、镍铁材或锌铁材等；

步骤二、光刻作业

参见图2，在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板背面后续需要进行蚀刻金属层的区域；

步骤三、金属层蚀刻

参见图3，在载板背面已开窗的区域进行金属层蚀刻并去除光阻胶膜；

步骤四、环氧树脂塑封

参见图4，对蚀刻区域进行塑封，塑封方式可采用注塑、真空填充或压膜等方式，主要目的是使基岛和引脚外围的区域、引脚与基岛之间的区域以及引脚与引脚之间的区域均嵌置无填料的环氧树脂，该无填料的环氧树脂将基岛和引脚下部外围、引脚下部与基岛下部以及引脚下部与引脚下部连接成一体；

步骤五、减薄

参见图4，对已塑封填充的基板背面进行减薄，减薄方式可采用研磨、刷磨等，主要目的是使金属引脚面露出；

步骤六、光刻作业

参见图5，在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板正面后续需要进行表面处理的区域；

步骤七、形成表面处理保护层

参见图6，在载板正面已开窗区域进行金属电镀或其余方式防护处理，表面处理的目的保护正面的线路层，以便后续确保和封装材料的牢固结合；

步骤八、光刻作业

参见图7、8，在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板正面后续需要进行蚀刻金属层的区域；

步骤九、金属层蚀刻

参见图9，在载板正面已开窗的区域进行金属层蚀刻，正面蚀刻时金属层会有几层，需全部蚀刻去除，并去除光阻胶膜；

步骤十、有源或无源器件贴装

参加图10，在内层线路层上贴装有源或无源器件；

步骤十一、封装

参见图11，对内层线路层和有源或无源器件外围进行包封，对有源或无源器件进行保护；

步骤十二、表面处理

在产品表面进行处理，如表面微蚀、有机防焊等；

步骤十三、切割成型

参加图11，切割成单颗具有独立电性能的产品。

实施例2：

本发明一种减成法预包封引线框架结构的制造方法包括如下步骤：

步骤一、取一基材载板；

参见图12，取一片厚度合适的基材载板，根据产品需要可以选择金属板或绝缘板，所述基材载板中包含不同成分的金属，所述基材载板中设有蚀刻阻挡层，起到避免过蚀刻的作用；基材载板的材质可以依据设计的功能与特性进行变换，例如：铜材、铁材、镍铁材或锌铁材等；

步骤二、光刻作业

参见图13，载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板正面后续需要进行表面处理的区域；

步骤三、形成表面处理保护层

参见图14，在载板正面已开窗区域进行金属电镀或其余方式防护处理，表面处理的目的保护正面的线路层，以便后续确保和封装材料的牢固结合；

步骤四、光刻作业

参见图15，在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板背面后续需要进行蚀刻金属层的区域；

步骤五、金属层蚀刻

参见图16，在载板正面已开窗的区域进行金属层蚀刻并去除光阻胶膜；

步骤六、预封装

参见图17，在框架内层线路上进行封装，如装片打线或贴装等，各种工艺均可适用；

步骤七、填充绝缘材料

参见图18，利用压膜、包封、印刷等工艺在无源或有源器件和内层线路层外围填充绝缘材料，对内层线路层和无源或有源器件形成绝缘保护；

步骤八、光刻作业

参见图19，在载板表面覆盖光阻胶膜，利用光刻设备进行曝光显影作业，去除部分光阻胶膜，以露出载板背面后续需要进行蚀刻金属层的区域；

步骤九、金属层蚀刻

参见图20，在载板背面已开窗的区域进行金属层蚀刻；

步骤十、金属层蚀刻

参见图21，在载板背面已开窗的区域再进行金属层蚀刻，将蚀刻阻挡层去除并去除光阻胶膜；

步骤十一、塑封

参见图22，对蚀刻区域进行塑封，塑封方式可采用注塑、真空填充或压膜等方式，主要目的是使基岛和引脚外围的区域、引脚与基岛之间的区域以及引脚与引脚之间的区域均嵌置无填料的塑封料，如环氧树脂，该无填料的塑封料环氧树脂将基岛和引脚下部外围、引脚下部与基岛下部以及引脚下部与引脚下部连接成一体；

步骤十二、表面处理

参见图23，对外层线路表面进行处理，可以电镀金属层或有机保护等；

步骤十三、切割成型

参见图24，切割成单颗具有独立电性能的产品。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。