專利名稱：無基島預填塑封料先刻后鍍引線框結構及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種引線框結構及其生產方法，屬于半導體封裝技術領域。
背景技術：
傳統的引線框結構主要有兩種
一種是四面扁平無引腳封裝(QFN)引線框，這種結構的引線框為了防止引線框正面包封作業時，引線框的背面會產生塑封料的溢料，故在引線框背面貼附有一層昂貴的高溫膠膜(如圖11所示)，這種引線框結構存在以下缺點
1、金屬引線框的底部貼附了一層抗高溫膠膜，增加了至少50%的引線框成本；
2、金屬引線框底部貼附的膠膜是軟性有機物質，所以在后續的封裝過程的裝片與金屬絲鍵合作業中，會因為高溫烘烤產生了有機物的揮發性污染，會直接污染到芯片正面與引線框正面與金屬絲鍵合的結合性，甚至會影響到芯片正面與引線框正面后續封裝過程中導致與塑封料的結合能力失敗(俗稱分層)；
3、因為引線框底部貼附了軟性有機膠膜，所以在后續的封裝過程中的金屬絲鍵合作業中，其部分鍵合的力量被軟性的有機膠膜給吸收，增加了金屬絲鍵合的難度，造成金屬絲鍵合良率的不穩定，可能產生可靠性問題；
4、因為引線框底部貼附了軟性有機膠膜，致使鍵合作業時金屬絲材料也被受限在較為軟性且昂貴的金絲，而不能使用硬質且成本低廉的銅質、鋁質或其他低成本的金屬絲或金屬帶；
5、因為引線框底部貼附了軟性有機膠膜，所以在后續的包封作業時，會因為膠膜與金屬引線框發生分離而造成在高壓塑封過程中，塑封料滲入管腳或基島與軟性有機膠膜的中間(如圖12、圖13所示)。6、通常情況下QFN產品必須存在金屬基島才可以裝片，有時候會給線路板設計帶來一些麻煩，因為必須要防止線路與金屬基島短路。另一種雙面蝕刻預包封引線框(如圖14所示)的設計與制造是采用金屬基板先進行背面蝕刻后，再進行背面塑封料的預包封，然后再進行引線框正面引腳的蝕刻與表面電鍍。這種引線框結構存在以下缺點
1、引線框的制作程序太過復雜，造成引線框成本增加；
2、引線框的蝕刻分成上下面各蝕刻一次，容易因為上下蝕刻位置的重復定位誤差，造成錯位。
發明內容
本發明的目的在于克服上述不足，提供一種無基島預填塑封料先刻后鍍引線框結構及其生產方法，它省去了背面的耐高溫膠膜，當然地解決了因軟性膠膜所帶來的缺點，并同時的降低了封裝材料、制程與生產效率等的成本，相對的提高了封裝過程的可靠性，而且生產工藝步驟簡單、成本低，并且可以再無金屬基島時裝片，給線路板設計帶來方便。
本發明的目的是這樣實現的一種無基島預填塑封料先刻后鍍引線框結構，它包括引腳，所述引腳正面鍍有第一金屬層，引腳背面鍍有第二金屬層，所述引腳與引腳之間的蝕刻區域填充有塑封料，所述塑封料與金屬基板的正面及背面齊平。本發明無基島預填塑封料先刻后鍍引線框的生產方法，所述方法包括以下工藝步驟
步驟一、取金屬基板步驟二、貼膜作業
利用貼膜設備在金屬基板的正面及背面分別貼上可進行曝光顯影的光刻膠膜， 步驟三、金屬基板正面及背面去除部分光刻膠膜
利用曝光顯影設備將步驟二完成貼膜作業的金屬基板正面及背面進行曝光、顯影與去除部分光刻膠膜，以露出金屬基板上后續需要進行蝕刻的區域， 步驟四、金屬基板正面及背面進行全蝕刻或半蝕刻
對步驟三中金屬基板正面及背面去除部分光刻膠膜的區域同時進行全蝕刻或半蝕刻， 在金屬基板正面及背面形成凹陷的蝕刻區域，同時相對形引腳， 步驟五、金屬基板正面及背面揭膜作業將金屬基板正面及背面余下的光刻膠膜揭除， 步驟六、金屬基板蝕刻區域預填充塑封料
在步驟四形成的金屬基板的蝕刻區域內，利用包封模具填充塑封料，完成引線框的預填充，
所述包封模具包括上模具7和下模具8，所述上模具7或下模具8上開設有注料孔，包封時將步驟五揭除光刻膠膜后的金屬基板放置于上模具7與下模具8之間，待上模具7和下模具8合模后通過下模具8向上的注料孔或上模具7向下的注料孔往引腳2與引腳2之間的蝕刻區域12內填充塑封料，完成引線框的預填充。步驟七、鍍金屬層
在步驟六形成引線框的引腳正面鍍上第一金屬層，引腳的背面鍍上第二金屬層。與現有技術相比，本發明的有益效果是
本發明涉及一種無基島預填塑封料先刻后鍍引線框結構，其引腳與引腳之間的蝕刻區域內填充有塑封料，且塑封料的上下面皆與金屬基板正背面齊平，它具有以下優點
1、引線框底部不需要再貼附一層昂貴的抗高溫軟性有機物膠膜。因此也沒有前面背景中所述的裝片、打線、包封會產生的各種問題，材料成本、制程成本與質量成本等都可以得到大大降低，并且可以在無金屬基島時裝片，給線路板設計帶來方便。2、引線框采用正背面同時蝕刻，對比雙面蝕刻預包封引線框，在工序上至少可減少50%的復雜度，降低成本；又可以減少因為二次對位造成的錯位風險。
圖廣圖9為本發明無基島預填塑封料先刻后鍍引線框的生產方法各工序示意圖。圖10為本發明無基島預填塑封料先刻后鍍引線框結構示意圖。圖11為以往四面無引腳引線框背面貼上耐高溫膠膜的示意圖。圖12為以往背面貼上耐高溫膠膜的四面無引腳引線框封裝時溢料的示意圖。
圖13為封裝時產生溢料的四面無引腳引線框封裝揭下耐高溫膠膜后的示意圖。圖14為以往預包封雙面蝕刻引線框的結構示意圖。其中 基島1 引腳2
耐高溫膠膜3 塑封料4 第一金屬層5 第二金屬層6 上模具7 下模具8 金屬基板9 光刻膠膜10和11 蝕刻區域12。
具體實施例方式本發明涉及一種無基島預填塑封料先刻后鍍引線框生產方法如下 步驟一、取金屬基板
參見圖1，取一片厚度合適的金屬基板9，金屬基板9的材質可以依據芯片的功能與特性進行變換，例如銅、鋁、鐵、銅合金、不銹鋼或鎳鐵合金等。步驟二、貼膜作業
參見圖2，利用貼膜設備在金屬基板9的正面及背面分別貼上可進行曝光顯影的光刻膠膜10和11，以保護后續的蝕刻工藝作業，所述光刻膠膜10和11可以是干膜，也可以是濕膜。步驟三、金屬基板正面及背面去除部分光刻膠膜
參見圖3，利用曝光顯影設備將步驟二完成貼膜作業的金屬基板9正面及背面進行曝光、顯影與去除部分光刻膠膜，以露出金屬基板9上后續需要進行蝕刻的區域。
步驟四、金屬基板正面及背面進行全蝕刻或半蝕刻
參見圖4，對步驟三中金屬基板9正面及背面去除部分光刻膠膜的區域同時進行全蝕刻或半蝕刻，在金屬基板9正面及背面形成凹陷的蝕刻區域11，同時相對形成引腳2。步驟五、金屬基板正面及背面揭膜作業
參見圖5，將金屬基板正面及背面余下的光刻膠膜揭除。步驟六、金屬基板蝕刻區域預填充塑封料
參見圖6 圖8，在步驟四形成的金屬基板的蝕刻區域內，利用包封模具填充塑封料，完成引線框的預填充。所述包封模具包括上模具7和下模具8，所述上模具7或下模具8上開設有注料孔，包封時將步驟五揭除光刻膠膜后的金屬基板放置于上模具7與下模具8之間，待上模具 7和下模具8合模后通過下模具8向上的注料孔或上模具7向下的注料孔往引腳2與引腳 2之間的蝕刻區域12內填充塑封料，完成引線框的預填充。
步驟七、鍍金屬層
參見圖9，在步驟六形成引線框的引腳2正面鍍上第一金屬層5，引腳2背面鍍上第二金屬層6，電鍍時可以一次同時鍍上第一金屬層5和第二金屬層6，也可以先鍍上第一金屬層5再鍍上第二金屬層6，當然也可以先鍍上第二金屬層6再鍍上第一金屬層5，電鍍的材料可以為金、鎳金、鎳鈀金或銀。最后成品參見圖10，本發明無基島預填塑封料先刻后鍍引線框結構，它包括引腳 2，所述引腳2的正面鍍有第一金屬層5，引腳2的背面鍍有第二金屬層6，所述引腳2與引腳2之間的蝕刻區域填充有塑封料4，所述塑封料4與金屬基板9的正面及背面齊平。
權利要求
1.一種無基島預填塑封料先刻后鍍引線框結構，它包括引腳(2)，所述引腳(2)正面鍍有第一金屬層(5)，引腳(2)背面鍍有第二金屬層(6)，其特征在于所述引腳(2)與引腳 (2)之間的蝕刻區域填充有塑封料(4)，所述塑封料(4)與金屬基板(9)的正面及背面齊平。
2.一種如權利要求1所述的無基島預填塑封料先刻后鍍引線框的生產方法，其特征在于所述方法包括以下工藝步驟步驟一、取金屬基板步驟二、貼膜作業利用貼膜設備在金屬基板的正面及背面分別貼上可進行曝光顯影的光刻膠膜， 步驟三、金屬基板正面及背面去除部分光刻膠膜利用曝光顯影設備將步驟二完成貼膜作業的金屬基板正面及背面進行曝光、顯影與去除部分光刻膠膜，以露出金屬基板上后續需要進行蝕刻的區域， 步驟四、金屬基板正面及背面進行全蝕刻或半蝕刻對步驟三中金屬基板正面及背面去除部分光刻膠膜的區域同時進行全蝕刻或半蝕刻， 在金屬基板正面及背面形成凹陷的蝕刻區域，同時相對形引腳， 步驟五、金屬基板正面及背面揭膜作業將金屬基板正面及背面余下的光刻膠膜揭除， 步驟六、金屬基板蝕刻區域預填充塑封料在步驟四形成的金屬基板的蝕刻區域內，利用包封模具填充塑封料，完成引線框的預填充，所述包封模具包括上模具和下模具，所述下模具或上模具上開設有注料孔，包封時將步驟五揭除光刻膠膜后的金屬基板放置于上模具與下模具之間，待上模具和下模具合模后通過下模具上向上的注料孔或上模具上向下的注料孔往引腳與引腳之間的蝕刻區域內填充塑封料，完成引線框的預填充， 步驟七、鍍金屬層在步驟六形成引線框的引腳正面鍍上第一金屬層，引腳的背面鍍上第二金屬層。
全文摘要
本發明涉及一種無基島預填塑封料先刻后鍍引線框結構及其生產方法，所述結構包括引腳(2)，所述引腳(2)正面鍍有第一金屬層(5)，引腳(2)背面鍍有第二金屬層(6)，所述引腳(2)與引腳(2)之間的蝕刻區域填充有塑封料(4)，所述塑封料(4)與金屬基板(9)的正面及背面齊平。本發明的有益效果是引線框底部不需要再貼附一層昂貴的抗高溫軟性有機物膠膜，也沒有背景中所述的裝片、打線、包封會產生的各種問題，成品良率得到大大提升，并且可以在無金屬基島時裝片，給線路板設計帶來方便，引線框采用正背面同時蝕刻，在工序上可減少50%的復雜度，降低了成本，又可以減少因為二次對位造成的錯位風險。
文檔編號H01L21/48GK102324415SQ20111026838
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者吳昊, 夏文斌, 梁志忠, 耿叢正, 謝潔人, 郁科峰 申請人:江蘇長電科技股份有限公司