一種WLCSP單芯片封裝件及其塑封方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種WLCSP單芯片封裝件及其塑封方法，屬于集成電路封裝技術(shù)領(lǐng)域，框架內(nèi)引腳上與金屬凸點(diǎn)焊接區(qū)域鍍有錫層，IC芯片的壓區(qū)表面鍍金屬凸點(diǎn)，金屬凸點(diǎn)與框架內(nèi)引腳上錫層采用倒裝芯片的方式用焊料焊接在一起，框架內(nèi)引腳上依次是錫層、焊料、金屬凸點(diǎn)上、IC芯片，塑封體包圍了框架內(nèi)引腳、錫層、焊料、金屬凸點(diǎn)、IC芯片構(gòu)成了電路的整體，IC芯片、金屬凸點(diǎn)、焊料、錫層、框架內(nèi)引腳構(gòu)成了電路的電源和信號(hào)通道。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)采用不同于以往的鍍金屬凸點(diǎn)，同時(shí)，利用焊料將芯片與框架管腳焊接，不用打線，直接完成了芯片與管腳間的導(dǎo)通、互連，具有低成本、高效率的特點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種WLCSP單芯片封裝件及其塑封方法，WLCSP單芯片封裝件鍍有Au或Cu金屬凸點(diǎn)和錫層，屬于集成電路封裝

技術(shù)介紹
微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，集成電路復(fù)雜度的增加，一個(gè)電子系統(tǒng)的大部分功能都可能集成在一個(gè)單芯片內(nèi)(即片上系統(tǒng))，這就相應(yīng)地要求微電子封裝具有更高的性能、更多的引線、更密的內(nèi)連線、更小的尺寸或更大的芯片腔、更大的熱耗散功能、更好的電性能、更高的可靠性、更低的單個(gè)引線成本等。芯片封裝工藝由逐個(gè)芯片封裝向圓片級(jí)封裝轉(zhuǎn)變，晶圓片級(jí)芯片封裝技術(shù)——WLCSP正好滿足了這些要求，形成了引人注目的WLCSP工藝。晶圓片級(jí)芯片規(guī)模封裝(WaferLevel Chip Scale Packaging,簡(jiǎn)稱(chēng)WLCSP),即晶 圓級(jí)芯片封裝方式，不同于傳統(tǒng)的芯片封裝方式(先切割再封測(cè)，而封裝后至少增加原芯片20 %的體積)，此種最新技術(shù)是先在整片晶圓上進(jìn)行封裝和測(cè)試，然后才切割成一個(gè)個(gè)的IC顆粒，因此封裝后的體積即等同IC裸晶的原尺寸。WLCSP的封裝方式，不僅明顯地縮小產(chǎn)品尺寸，而符合行動(dòng)裝置對(duì)于機(jī)體空間的高密度需求；另一方面在效能的表現(xiàn)上，更提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的WLCSP工藝中，采用濺射、光刻、電鍍技術(shù)或絲網(wǎng)印刷在晶圓上進(jìn)行電路的刻印。以下流程是對(duì)已經(jīng)完成前道工藝的晶圓進(jìn)行WLCSP封裝的操作步驟(I)隔離層流程(Isolation Layer)(2)接觸孔流程(Contact Hole)(3)焊盤(pán)下金屬層流程(UBM Layer)(4)為電鍍作準(zhǔn)備的光刻流程(Photolithography for Plating)(5)電鍍流程(Plating)(6)阻擋層去除流程(Resist Romoval)傳統(tǒng)WLCSP制作過(guò)程復(fù)雜，對(duì)電鍍和光刻的精確度要求極高，且成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)是針對(duì)上述現(xiàn)有WLCSP工藝缺陷，提出一種WLCSP單芯片封裝件及其塑封方法，WLCSP單芯片封裝件鍍有Au或Cu金屬凸點(diǎn)和錫層，采用不同于以往的化學(xué)鍍金屬凸點(diǎn)、濺射、光刻、電鍍或絲網(wǎng)印刷工藝的壓焊的方式在芯片壓區(qū)金屬Al或Cu表面生成金屬凸點(diǎn)，同時(shí)，利用焊料將芯片各凸點(diǎn)與框架管腳焊接，壓焊時(shí)，不用打線，直接完成了芯片與管腳間的導(dǎo)通、互連，本單芯片封裝件具有低成本、高效率的特點(diǎn)。本專(zhuān)利技術(shù)采用的技術(shù)方案一種WLCSP單芯片封裝件，鍍有Au或Cu金屬凸點(diǎn)4和錫層2，包括框架內(nèi)引腳I、框架內(nèi)引腳上錫層2、焊料3、金屬凸點(diǎn)4、IC芯片5、塑封體6 ;框架內(nèi)引腳I上與金屬凸點(diǎn)焊接區(qū)域鍍有錫層2，IC芯片5的壓區(qū)表面鍍金屬凸點(diǎn)4，金屬凸點(diǎn)4與框架內(nèi)引腳上錫層2采用倒裝芯片的方式用焊料3焊接在一起，框架內(nèi)引腳I上是錫層2、錫層2上是焊料3、焊料3上是金屬凸點(diǎn)4、金屬凸點(diǎn)4上是IC芯片5，對(duì)IC芯片5起到了支撐和保護(hù)作用的塑封體6包圍了框架內(nèi)引腳I、錫層2、焊料3、金屬凸點(diǎn)4、IC芯片5構(gòu)成了電路的整體，IC芯片5、金屬凸點(diǎn)4、焊料3、錫層2、框架內(nèi)引腳I構(gòu)成了電路的電源和信號(hào)通道。一種WLCSP單芯片封裝件的封裝方法晶圓減薄一壓焊植金屬凸點(diǎn)一劃片一框架對(duì)應(yīng)區(qū)域鍍錫層一上芯一回流焊一塑封一后固化一錫化一打印一產(chǎn)品分離一檢驗(yàn)一包裝—入庫(kù)。第一步、晶圓減薄；晶圓減薄的厚度為50 μ m 200 μ m,粗糙度Ra O. IOmm O. 30mm ;第二步、鍍金屬凸點(diǎn)；在整片晶圓上芯片壓區(qū)金屬Au或Cu表面鍍2 50um金屬凸點(diǎn)4 ； 第三步、劃片；150 μ m以上的晶圓采用普通劃片工藝；厚度在150 μ m以下的晶圓，采用雙刀劃片機(jī)及其工藝；第四步、框架對(duì)應(yīng)區(qū)域鍍錫；在框架內(nèi)引腳I上PAD對(duì)應(yīng)區(qū)域鍍上一層2 50um的錫層2 ；第五步、上芯；把IC芯片5倒過(guò)來(lái)，采用Flip-Chip的工藝，將IC芯片5上的金屬凸點(diǎn)4焊在框架上；第六步、回流焊；采用SMT之后的回流焊工藝，經(jīng)過(guò)融錫處理，把IC芯片5壓區(qū)上的焊線與框架內(nèi)引腳I焊接在一起；第七步、塑封、后固化、打印、產(chǎn)品分離、檢驗(yàn)、包裝等均與常規(guī)工藝相同；第八步、錫化。所述的框架采用鎳鈀金框架則不需要進(jìn)行錫化處理。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果(I)采用鍍金屬凸點(diǎn)，不同于以往的化學(xué)鍍金屬凸點(diǎn)、濺射、光刻、電鍍或絲網(wǎng)印刷工藝，具有低成本、高效率的特點(diǎn)。(2)采用Flip-Chip的工藝，不使用DAF膜粘接，而是采用焊料將芯片各凸點(diǎn)與框架管腳焊接，壓焊時(shí)，不用打線，在上芯中就已經(jīng)完成了芯片與管腳間的導(dǎo)通、互連。附圖說(shuō)明圖I為本專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1_框架內(nèi)引腳、2-框架內(nèi)引腳上錫層、3-焊料、4-金屬凸點(diǎn)、5-IC芯片、6-塑封體。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)做進(jìn)一步說(shuō)明，以方便技術(shù)人員理解。如圖I所示一種WLCSP單芯片封裝件，鍍有Au或Cu金屬凸點(diǎn)4和錫層2，包括框架內(nèi)引腳I、框架內(nèi)引腳上錫層2、焊料3、金屬凸點(diǎn)4、IC芯片5、塑封體6 ;框架內(nèi)引腳I上與金屬凸點(diǎn)焊接區(qū)域鍍有錫層2，IC芯片5的壓區(qū)表面鍍金屬凸點(diǎn)4，金屬凸點(diǎn)4與框架內(nèi)引腳上錫層2采用倒裝芯片的方式用焊料3焊接在一起，框架內(nèi)引腳I上是錫層2、錫層2上是焊料3、焊料3上是金屬凸點(diǎn)4、金屬凸點(diǎn)4上是IC芯片5，對(duì)IC芯片5起到了支撐和保護(hù)作用的塑封體6包圍了框架內(nèi)引腳I、錫層2、焊料3、金屬凸點(diǎn)4、IC芯片5構(gòu)成了電路的整體，IC芯片5、金屬凸點(diǎn)4、焊料3、錫層2、框架內(nèi)引腳I構(gòu)成了電路的電源和信號(hào)通道。實(shí)施例I一種WLCSP單芯片封裝件，鍍有Au或Cu金屬凸點(diǎn)4和錫層2，其封裝方法按照下面步驟進(jìn)行第一步、晶圓減薄； 晶圓減薄的厚度為50 μ m,粗糙度Ra O. IOmmmm ；第二步、鍍金屬凸點(diǎn)；在整片晶圓上芯片壓區(qū)金屬Au表面鍍金屬凸點(diǎn)4 ；第三步、劃片；厚度在150 μ m以下的晶圓，采用雙刀劃片機(jī)及其工藝；第四步、框架對(duì)應(yīng)區(qū)域鍍錫；在框架內(nèi)引腳I上PAD對(duì)應(yīng)區(qū)域鍍上一層2um的錫層2 ；第五步、上芯；把IC芯片5倒過(guò)來(lái)，采用Flip-Chip的工藝，將IC芯片5上的金屬凸點(diǎn)4焊在框架上；第六步、回流焊；采用SMT之后的回流焊工藝，經(jīng)過(guò)融錫處理，把IC芯片5壓區(qū)上的焊線與框架內(nèi)引腳I焊接在一起；第七步、塑封、后固化、打印、產(chǎn)品分離、檢驗(yàn)、包裝等均與常規(guī)工藝相同；第八步、錫化。實(shí)施例2一種WLCSP單芯片封裝件，鍍有Cu金屬凸點(diǎn)4和錫層2，其封裝方法按照下面步驟進(jìn)行第一步、晶圓減薄；晶圓減薄的厚度為130 μ m,粗糙度Ra O. 20mm ；第二步、鍍金屬凸點(diǎn)；在整片晶圓上芯片壓區(qū)金屬Cu表面鍍金屬凸點(diǎn)4 ；第三步、劃片；厚度在150 μ m以下的晶圓，采用雙刀劃片機(jī)及其工藝；第四步、框架對(duì)應(yīng)區(qū)域鍍錫；在框架內(nèi)引腳I上PAD對(duì)應(yīng)區(qū)域鍍上一層25um的錫層2 ；第五步、上芯；把IC芯片5倒過(guò)來(lái)，采用Flip-Chip的工藝，將IC芯片5上的金屬凸點(diǎn)4焊在框架上；第六步、回流焊；采用SMT之后的回流焊工藝，經(jīng)過(guò)融錫處理，把IC芯片5壓區(qū)上的焊線與框架內(nèi)引腳I焊接在一起；第七步、塑封、后固化、打印、產(chǎn)品分離、檢驗(yàn)、包裝等均與常規(guī)工藝相同；第八步、錫化。實(shí)施例3一種WLCSP單芯片封裝件，鍍有Au或Cu金屬凸點(diǎn)4和錫層2，其封裝方法按照下面步驟進(jìn)行 第一步、晶圓減薄；晶圓減薄的厚度為本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種WLCSP單芯片封裝件，其特征在于：包括框架內(nèi)引腳、框架內(nèi)引腳上錫層、焊料、金屬凸點(diǎn)、IC芯片、塑封體；框架內(nèi)引腳上與金屬凸點(diǎn)焊接區(qū)域鍍有錫層，IC芯片的壓區(qū)表面鍍金屬凸點(diǎn)，金屬凸點(diǎn)與框架內(nèi)引腳上錫層采用倒裝芯片的方式用焊料焊接在一起，框架內(nèi)引腳上是錫層、錫層上是焊料、焊料上是金屬凸點(diǎn)、金屬凸點(diǎn)上是IC芯片，對(duì)IC芯片起到了支撐和保護(hù)作用的塑封體包圍了框架內(nèi)引腳、錫層、焊料、金屬凸點(diǎn)、IC芯片構(gòu)成了電路的整體，IC芯片、金屬凸點(diǎn)、焊料、錫層、框架內(nèi)引腳構(gòu)成了電路的電源和信號(hào)通道。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種WLCSP單芯片封裝件，其特征在于包括框架內(nèi)引腳、框架內(nèi)引腳上錫層、焊料、金屬凸點(diǎn)、IC芯片、塑封體；框架內(nèi)引腳上與金屬凸點(diǎn)焊接區(qū)域鍍有錫層，IC芯片的壓區(qū)表面鍍金屬凸點(diǎn)，金屬凸點(diǎn)與框架內(nèi)引腳上錫層采用倒裝芯片的方式用焊料焊接在一起，框架內(nèi)引腳上是錫層、錫層上是焊料、焊料上是金屬凸點(diǎn)、金屬凸點(diǎn)上是IC芯片，對(duì)IC芯片起到了支撐和保護(hù)作用的塑封體包圍了框架內(nèi)引腳、錫層、焊料、金屬凸點(diǎn)、IC芯片構(gòu)成了電路的整體，IC芯片、金屬凸點(diǎn)、焊料、錫層、框架內(nèi)引腳構(gòu)成了電路的電源和信號(hào)通道。2.—種WLCSP單芯片封裝件的封裝方法，其特征在于封裝方法具體按照下面步驟進(jìn)行； 第一步、晶圓減薄； 晶圓減薄的厚度為50 μ m 200 μ m,粗糙度Ra O. IOmm O. 30mm ； 第二步...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭小偉，諶世廣，崔夢(mèng)，謝建友，劉衛(wèi)東，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：華天科技西安有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：