一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件，所述封裝件主要由框架內引腳、錫層、金屬凸點、芯片和塑封體組成；所述金屬凸點由芯片的壓區表面采用浸錫銀銅合金法形成，所述框架內引腳與金屬凸點的焊接區有一層電鍍的錫層，框架內引腳上是錫層，錫層上是金屬凸點、金屬凸點上是芯片、所述塑封體包圍了框架內引腳、錫層、金屬凸點、芯片，芯片、金屬凸點、錫層、框架內引腳構成了電路的電源和信號通道。本實用新型具有成本低、效率高的特點。
【專利說明】一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于集成電路封裝【技術領域】，具體是一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件。
【背景技術】
[0002]微電子技術的迅猛發展，集成電路復雜度的增加，一個電子系統的大部分功能都可能集成在一個單芯片內(即片上系統)，這就相應地要求微電子封裝具有更高的性能、更多的引線、更密的內連線、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、更低的單個引線成本等。芯片封裝工藝由逐個芯片封裝向圓片級封裝轉變，晶圓片級芯片封裝技術——WLCSP正好滿足了這些要求，形成了引人注目的WLCSP工藝。
[0003]晶圓片級芯片規模封裝(WaferLevel Chip Scale Packaging,簡稱WLCSP),即晶圓級芯片封裝方式，不同于傳統的芯片封裝方式(先切割再封測，而封裝后至少增加原芯片20%的體積)，此種最新技術是先在整片晶圓上進行封裝和測試，然后才切割成一個個的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，不僅明顯地縮小內存模塊尺寸，而符合行動裝置對于機體空間的高密度需求；另一方面在效能的表現上，更提升了數據傳輸的速度與穩定性。傳統的WLCSP工藝中，采用濺射、光刻、電鍍技術或絲網印刷在晶圓上進行電路的刻印。現有工藝在芯片PAD上刷錫膏，再在芯片載體上(框架或基板)鍍錫，然后回流焊形成有效連接。這種方法會產生較高的生產成本，并且制作周期較長。不利于產品量產的實現。
實用新型內容
[0004]本實用新型是針對上述現有WLCSP缺陷，提出的一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件，該封裝件在制作時，使用錫銀銅合金，在芯片PAD上從而在芯片壓區金屬Al或Cu表面生成5?50um左右的高溫錫球，即金屬凸點層。不再采用傳統的濺射、光刻或絲網印刷，具有成本低、效率高的特點。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件主要由框架內引腳、錫層、金屬凸點、芯片和塑封體組成；所述金屬凸點由芯片的壓區表面采用浸錫銀銅合金法形成，所述框架內引腳與金屬凸點的焊接區有一層電鍍的錫層，框架內引腳上是錫層，錫層上是金屬凸點、金屬凸點上是芯片、所述塑封體包圍了框架內引腳、錫層、金屬凸點、芯片，芯片、金屬凸點、錫層、框架內引腳構成了電路的電源和信號通道。
[0006]一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件的制作工藝按照以下步驟進行:晶圓浸錫銀銅合金形成高溫錫球金屬凸點、晶圓減薄劃片、框架對應區域鍍錫層、上芯、回流焊、塑封、后固化、錫化、打印、產品分離、檢驗、包裝。
[0007]【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1 IC芯片俯視圖；
[0009]圖2 IC芯片上單個PAD剖視圖；[0010]圖3 PAD鍍金屬凸點后剖視圖；
[0011]圖4框架剖面圖；
[0012]圖5框架正面PAD對應區域鍍錫層圖；
[0013]圖6單芯片封裝上芯后產品剖面圖；
[0014]圖7單芯片封裝塑封后產品剖面圖；
[0015]圖中，I為框架內引腳、2和3為錫層、4為金屬凸點、5為芯片、6為塑封體、7為金屬Al或Cu、8為錫銀銅合金。
【具體實施方式】
[0016]如圖所示，一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件主要由框架內引腳1、錫層2、金屬凸點4、芯片5和塑封體6組成；所述金屬凸點4由芯片5的壓區表面采用浸錫銀銅合金法形成，所述框架內引腳I與金屬凸點4的焊接區有一層電鍍的錫層2，框架內引腳I上是錫層2，錫層2上是金屬凸點4，金屬凸點4上是芯片5，所述塑封體6包圍了框架內引腳1、錫層2、金屬凸點4、芯片5，并一起構成了電路的整體，塑封體6對芯片5起到了支撐和保護作用，芯片5、金屬凸點4、錫層2、框架內引腳I構成了電路的電源和信號通道。所述錫層2和錫層3等同。
[0017]如圖所示，一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件的制作工藝，按照如下步驟進行:
[0018]第一步、浸錫銀銅合金形成高溫錫球金屬凸點:芯片PAD浸入錫銀銅合金8中，所述的錫銀銅合金8比例為錫——90%,銀——8%，Cu——2%，從而在芯片5壓區金屬Al或Cu7表面生成5?50um左右的金屬凸點4層，它取代了傳統的濺射、光刻或絲網印刷工藝，具有低成本、高效率的特點；
[0019]第二步、減薄:減薄厚度到50 μ m?200 μ m,粗糙度為Ra 0.1Omm?0.05mm ;
[0020]第三步、劃片:150 μ m以上晶圓同普通劃片工藝，但厚度在150 μ m以下晶圓，使用雙刀劃片機及其工藝；
[0021]第四步、框架對應區域鍍錫層:在框架內引腳I上PAD對應區域電鍍一層2?50um的錫層2，在芯片5壓區上金屬凸點4厚度足夠的情況下，可以選擇不在框架內引腳I上鍍錫；
[0022]第五步、上芯:上芯時，把芯片5倒過來，采用Flip-Chip的工藝，將芯片5上的金屬凸點4焊在框架上，這里不使用DAF膜或焊料連接，而是直接將芯片5壓區各金屬凸點4與框架管腳相連；壓焊時，不用打線，在上芯中就已經完成了芯片4與管腳間的導通、互連；
[0023]第六步、回流焊:融錫，目的是把芯片5壓區上的金屬凸點4很好的與框架內引腳I焊接在一起；
[0024]第七步、塑封、后固化、打印、產品分離、檢驗、包裝等均與常規工藝相同；
[0025]第八步、錫化，若為鎳鈀金框架則不用做錫化。
【權利要求】
1.一種利用浸錫銀銅合金法制作的單芯片封裝件，其特征在于:主要由框架內引腳(I)、錫層(2)、金屬凸點(4)、芯片(5)和塑封體(6)組成；所述框架內引腳(I)與金屬凸點(4)的焊接區有一層電鍍的錫層(2)，框架內引腳(I)上是錫層(2)，錫層(2)上是金屬凸點(4)，金屬凸點(4)上是芯片(5)，所述塑封體(6)包圍了框架內引腳(I)、錫層(2)、金屬凸點(4)、芯片(5)，芯片(5)、金屬凸點(4)、錫層(2)、框架內引腳(I)構成了電路的電源和信號通道。
【文檔編號】H01L23/495GK203707114SQ201220738023
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月28日 優先權日:2012年12月28日
【發明者】郭小偉, 蒲鴻鳴, 崔夢, 諶世廣, 劉建軍 申請人:華天科技（西安）有限公司