封裝結構的制作方法

封裝結構的制作方法
【專利摘要】一種封裝結構，包括引線框架，引線框架上具有若干呈矩陣排布的承載單元和用于固定承載單元的中筋，承載單元具有若干分立的引腳，相鄰引腳之間具有開口；預封面板，預封面板包括第一塑封層，第一塑封層內具有若干呈矩陣排布的集成單元，每個集成單元內具有至少一個半導體芯片，所述半導體芯片表面上具有若干焊盤，所述焊盤上具有金屬凸塊；預封面板倒裝在引線框架的第一表面上，使集成單元與承載單元對應，半導體芯片上的金屬凸塊與引腳的第一表面焊接在一起；填充滿引腳之間的開口并填充所述預封面板與引線框架的第一表面之間空間的第二塑封層，第二塑封層暴露出引腳的第二表面。本發明的封裝結構占據的體積較小，集成度提高。
【專利說明】封裝結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體封裝領域，特別涉及一種封裝結構。
【背景技術】
[0002]隨著電子產品如手機、筆記本電腦等朝著小型化，便攜式，超薄化，多媒體化以及滿足大眾需求的低成本方向發展，高密度、高性能、高可靠性和低成本的封裝形式及其組裝技術得到了快速的發展。與價格昂貴的BGA (Ball Grid Array)等封裝形式相比,近年來快速發展的新型封裝技術，如四邊扁平無引腳QFN (Quad Flat No-leadPackage)封裝，由于其具有良好的熱性能和電性能、尺寸小、成本低以及高生產率等眾多的優點，引發了微電子封裝【技術領域】的一場新的革命。
[0003]圖1為現有的QFN封裝結構的結構示意圖，所述QFN封裝結構包括:半導體芯片14，所述半導體芯片14上具有焊盤15 ;引腳16 (引線框架)，所述引腳16圍繞所述半導體芯片14的四周排列；金屬導線17，金屬導線17將半導體芯片14的焊盤15與環繞所述半導體芯片14的引腳16電連接；塑封材料18，所述塑封材料18將半導體芯片15、金屬線17和引腳16密封，引腳16的表面裸露在塑封材料的底面，通過引腳16實現半導體芯片14與外部電路的電連接。
[0004]現有的引線框封裝只能針對單個的半導體芯片和引線框架的封裝，封裝效率較低。

【發明內容】

[0005]本發明解決的問題是怎樣提高封裝結構的封裝效率。
[0006]為解決上述問題，本發明還提供了一種封裝結構，包括:引線框架，所述引線框架包括第一表面和與第一表面相對的第二表面，所述引線框架上具有若干呈矩陣排布的承載單元和位于承載單元之間用于固定承載單元的中筋，每個承載單元具有若干分立的引腳，相鄰引腳之間具有開口 ；預封面板，所述預封面板包括第一塑封層，第一塑封層內具有若干呈矩陣排布的集成單元，每個集成單元內具有至少一個半導體芯片，所述半導體芯片表面上具有若干焊盤，第一塑封層暴露出半導體芯片上的焊盤，所述焊盤上具有金屬凸塊；預封面板倒裝在引線框架的第一表面上，使預封面板中的集成單元與引線框架中的承載單元對應，集成單元的半導體芯片上的金屬凸塊與承載單元的引腳的第一表面焊接在一起，形成若干矩陣排布的封裝單元；填充滿引腳之間的開口并填充所述預封面板與引線框架的第一表面之間空間的第二塑封層，第二塑封層暴露出引腳的第二表面。
[0007]可選的，所述預封面板的第一塑封層上形成有線路整合層，所述線路整合層包括輸入端、輸出端和將輸入端和輸出端相連的多層線路，所述輸入端與半導體芯片的焊盤相連接；在所述輸出端上形成金屬凸塊。
[0008]可選的，所述預封面板的每個集成單元中還具有若干無源器件，所述無源器件的表面具有焊盤，無源器件位于半導體芯片一側，第一塑封層暴露出無源器件上的焊盤。[0009]可選的，所述線路整合層的輸入端還與無源器件的焊盤相連。
[0010]可選的，每個集成單元中的半導體芯片的數量大于一個時，所述半導體芯片的種類相同或不相同。
[0011]可選的，所述開口包括相互貫穿的第一開口和第二開口，第一開口的寬度小于第二開口的寬度，相鄰開口之間為引腳，所述半導體芯片上的金屬凸塊與引腳的遠離第二開口的表面焊接在一起。
[0012]可選的，所述預封面板的相鄰集成單元之間的部分第一塑封層內形成有若干分立的貫穿第一塑封層厚度的第一槽孔，所述第二塑封層還填充滿所述第一槽孔。
[0013]可選的，所述承載單元之間的部分中筋中形成有若干分立的貫穿中筋厚度的第二槽孔，所述第二塑封層還填充滿所述第一槽孔。
[0014]可選的，所述金屬凸塊為焊料層，或者所述金屬凸塊包括金屬柱和位于金屬柱上的焊料層。
[0015]可選的，還包括，在所述引腳的未被第二塑封層覆蓋的第二表面上具有焊接層。
[0016]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0017]本發明的封裝結構包括預封面板，預封面板內封裝有多個半導體芯片，預封面板倒裝在引腳上，將預封面板集成單元中的半導體芯片上金屬凸塊與引線框架的承載單元中的引腳的第一表面焊接在一起，相比現有的單個半導體芯片上的焊盤與引腳通過金屬線連接的封裝結構，本發明的封裝結構實現多個半導體芯片與引腳的一體封裝，提高了封裝的效率，并且金屬凸塊的連接方式相比于金屬線的連接方式，占據的橫向的面積減小，有利于提高整個封裝結構的集成度。
[0018]進一步，所述開口包括相互貫穿的第一開口和第二開口，所述第一開口的寬度小于第二開口的寬度，使得形成的引腳的第一表面的面積大于第二表面的面積，由于引腳的第一表面的面積較大，后續將預封面板上的金屬凸塊與引腳的第一表面焊接時，減小了焊接的工藝難度，引腳的第二表面的面積較小，使得相鄰引腳的第二表面之間的距離較大，當將引腳的第二表面與外部電路相連時，防止相鄰引腳之間的短路，另外，第一開口和第二開口的寬度不一樣，在第一開口和第二開口中填充滿塑封材料時，使得引腳與塑封層的接觸面的數量增多，引腳不容易從塑封材料中脫落。
[0019]進一步，本發明的封裝結構實現了無源器件與半導體芯片與引腳的一體封裝。
[0020]進一步，在預封面板的相鄰集成單元之間的部分第一塑封層內具有若干分立的貫穿第一塑封層厚度的第一槽孔。在封裝的過程中，第一槽孔的存在，一方面，所述第一槽孔釋放預封面板中積聚的應力，減小預封面板的翹曲效應；另一方面，在將預封面板倒裝在引線框架上，將集成單元中的半導體芯片上的金屬凸塊與引線框架的承載單元中的引腳的第一表面焊接在一起，形成填充滿引腳之間的開口并填充所述預封面板與引線框架的第一表面之間空間的第二塑封層，由于預封面板中的第一槽孔與引線框架的第一表面和預封面板之間的空間是相通的，有利于塑封材料填充時的排氣，增強了塑封材料的流動性，從而防止在第二塑封層中產生空隙缺陷；再一方面，所述第一槽孔位于相鄰集成單元之間的第一塑封層內不會占據額外的空間；再一方面，形成第二塑封層時，第二塑封料可以填充滿第一槽孔，第二塑封料與第一槽孔構成類似“插銷”的結構，從而將預封面板和引線框架兩部分進行鎖定，防止預封面板和引線框架向相反的方向發生形變時，造成焊接處不良的問題。[0021]進一步，所述引線框架的承載單元之間的部分中筋中形成有若干分立的貫穿中筋厚度的第二槽孔。在封裝的過程中，一方面，第二槽孔的存在，后續在將預封面板倒裝在引線框架上時，將預封面板的上的金屬凸塊與承載單元中的引腳焊接在一起后，當形成填充滿引腳之間的開口并填充所述預封面板與引線框架的第一表面之間空間的第二塑封層時，第二槽孔與引線框架的第一表面和預封面板之間的空間是相通的，有利于塑封材料填充時的排氣，增強了塑封材料的流動性，從而防止在第二塑封層中產生空隙缺陷；另一方面，弓丨線框架上的第二槽孔與相鄰的承載區域中的引腳的位置是固定的，所述第二槽孔可以作為將預封面板倒裝在引線框架上時的對準標記，通過檢測該對準標記，可以很精確的將預封面板倒裝在引線框架上，實現預封面板上的每個集成單元中的金屬凸塊與引線框架的對應的承載單元中的引腳的第一表面準確焊接；再一方面，所述第二槽孔是位于相鄰承載單元之間的中筋內，不會占據額外的面積；再一方面，引線框架的中筋的槽孔是空的或者被塑封材料填充，使得中筋區域的材料的硬度降低，后續在切割中筋形成若干分立的封裝結構時，減小了切割的難度并防止了切割缺陷的產生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現有技術封裝結構的結構示意圖；
[0023]圖2?圖12為本發明實施例封裝結構的形成過程的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]現有的引線框進行封裝時，請參考圖1，首先需要將晶圓切割形成一個一個的半導體芯片14，然后通過引線鍵合工藝形成金屬線17，金屬線17將半導體芯片14上的焊盤15與周圍的引腳16連接在一起，最后通過塑封材料18將半導體芯片14和引腳16塑封，現有的封裝工藝只能實現單個半導體芯片和引腳的封裝，封裝效率較低。另外，所述引腳16是環繞的排布在半導體芯片14的周圍，半導體芯片14上的焊盤15需要通過金屬導線17與周圍的引腳16電連接，使得整個封裝結構占據的體積較大，不利于封裝結構集成度的提高。
[0025]為此，本發明提供了一種封裝結構，本發明的封裝結構包括預封面板，金屬凸塊將預封面板和引腳連接在一起，實現多個半導體芯片與引線框的封裝，提高了封裝效率，并減小了封裝結構的體積。
[0026]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。在詳述本發明實施例時，為便于說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明的保護范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0027]圖2?圖12為本發明實施例封裝結構的形成過程的結構示意圖。
[0028]首先，參考圖2，提供引線框金屬層100。
[0029]所述引線框金屬層100后續用于形成引線框架，所述引線框金屬層100具有第一表面11和與第一表面11相對的第二表面12。
[0030]所述引線框金屬層100的材料為金屬或合金。所述引線框金屬層100的材料可以為 W、Al、Cu、T1、Ag、Au、Pt、Ni 中一種或幾種。
[0031]所述引線框金屬層100可以為單層的金屬或者多層金屬的堆疊結構。[0032]所述引線框金屬層100包括若干呈矩陣排布的承載區域和位于相鄰的承載區域之間的中筋區域(圖中未標示)，后續通過刻蝕所述引線框金屬層的承載區域，形成若干分立的引腳，相鄰引腳之間具有開口，引腳的一個側面與中筋區域相連，另外三個側面懸空，每個承載區域中形成的若干引腳構成引線框架的承載單元，固定引腳的中筋區域構成引線框架的中筋。后續在形成整體封裝結構后，通過切割去除引線金屬層100的中筋，釋放出每個封裝結構的若干分立的引腳。
[0033]接著，請參考圖3，刻蝕所述引線框金屬層100 (參考圖2)的承載區域，形成若干分立的引腳103，相鄰引腳103之間具有開口，引腳103的一個側面與中筋區域相連，另外三個側面懸空，每個承載區域中形成的若干引腳103構成引線框架的承載單元，固定引腳103的中筋區域構成引線框架的中筋。
[0034]所述引腳103的形成過程為:在所述引線框金屬層100的第一表面11上形成第一圖形化的掩膜層(圖中未示出)；以所述第一圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕引線框金屬層100的承載區域的第一表面11，在引線框金屬層100的承載區域內形成若干第一開口 102 ;在所述引線框金屬層100的第二表面12上形成第二圖形化的掩膜層(圖中未示出);以所述第二圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕引線框金屬層100的承載區域的第二表面12，在引線框金屬層100的承載區域內形成若干第二開口 101，第一開口 102和第二開口 101相互貫穿，第一開口 102和第二開口 101構成開口，相鄰開口之間為引腳103，相應的形成的引腳103也包括第一表面11和第一表面11相對的第二表面12。在本發明的其他實施例中，也可以米用機械加工的方式形成所述開口。
[0035]所述第一圖形化的掩膜層或第二圖形化的掩膜層的材料可以為環氧樹脂膠或其他合適的材料。第一圖形化的掩膜層或第二圖形化的掩膜層的形成工藝為貼干膜工藝或壓印工藝。所述第一圖形化的掩膜層或第二圖形化的掩膜層的形成工藝也可以為噴涂或旋涂工藝。
[0036]所述第一開口 102的寬度小于第二開口 101的寬度，使得形成的引腳103的第一表面11的面積大于第二表面12的面積，由于引腳103的第一表面11的面積較大，后續將預封面板上的金屬凸塊與引腳103的第一表面11焊接時，減小了焊接的工藝難度，引腳103的第二表面12的面積較小，使得相鄰引腳103的第二表面12之間的距離較大，后續將引腳103的第二表面12與外部電路(比如PCB板電路)相連時，防止相鄰引腳103之間的短路，另外，第一開口 102和第二開口 101的寬度不一樣，后續在第一開口 102和第二開口 101中填充滿塑封材料時，使得引腳103與塑封層的接觸面的數量增多，引腳不容易從塑封材料中脫落。
[0037]在本發明的其他實施例中，在形成第一開口 102和第二開口 101之后，還可以在所述引腳103的第二表面12上形成一層干膜薄膜，所述干膜薄膜將引腳103的第二表面12覆蓋，后續在開口中填充塑封材料時，防止塑封材料向引腳103的底部表面的溢料。
[0038]本發明實施例中，刻蝕引線框金屬層100，形成若干分立的引腳103后，引線框架形成，所述引線框架包括第一表面11和與第一表面11相對的第二表面12，所述引線框架上具有若干呈矩陣排布的承載單元和位于承載單元之間用于固定承載單元的中筋，每個承載單元具有若干分立的引腳103，相鄰引腳103之間具有開口。
[0039]在本發明的其他實施例中，在形成引線框架后，還包括:在所述承載單元之間的部分中筋中形成若干分立的貫穿中筋厚度的第二槽孔。所述第二槽孔可以在刻蝕引線框金屬層形成引腳是同時形成，第二槽孔的尺寸或形狀與引腳之間的開口的尺寸或形狀不相同。一方面，第二槽孔的存在，后續在將預封面板倒裝在引線框架上時，將預封面板的上的金屬凸塊與承載單元中的引腳焊接在一起后，當形成填充滿引腳之間的開口并填充所述預封面板與引線框架的第一表面之間空間的第二塑封層時，第二槽孔與引線框架的第一表面和預封面板之間的空間是相通的，有利于塑封材料填充時的排氣，增強了塑封材料的流動性，從而防止在第二塑封層中產生空隙缺陷；另一方面，引線框架上的第二槽孔與相鄰的承載區域中的引腳的位置是固定的，所述第二槽孔可以作為將預封面板倒裝在引線框架上時的對準標記，通過檢測該對準標記，可以很精確的將預封面板倒裝在引線框架上，實現預封面板上的每個集成單元中的金屬凸塊與引線框架的對應的承載單元中的引腳的第一表面準確焊接；再一方面，所述第二槽孔是位于相鄰承載單元之間的中筋內，不會占據額外的面積；再一方面，引線框架的中筋的槽孔是空的或者后續被塑封材料填充，使得中筋區域的材料的硬度降低，后續在切割中筋形成若干分立的封裝結構時，減小了切割的難度并防止了切割缺陷的產生。
[0040]接著，請參考圖4和圖5，提供晶圓21，所述晶圓21上形成有若干半導體芯片200 ；切割所述晶圓21，形成若干分立的半導體芯片200。
[0041]所述半導體芯片200內具有集成電路(圖中未示出)，所述半導體芯片200的表面具有若干焊盤201，半導體芯片200表面的焊盤201與半導體芯片內的集成電路電連接，所述焊盤201作為半導體芯片200內的集成電路與外部電連接的端口。后續將若干分立的半導體芯片200封裝在一起，形成預封面板。
[0042]需要說明是，所述焊盤201可以為通過半導體芯片200上形成的再布線金屬層引出的焊盤。
[0043]接著，請參考圖6，通過第一塑封層205將若干半導體芯片200封裝在一起，第一塑封層205暴露出半導體芯片200上的焊盤201。
[0044]將若干半導體芯片200封裝的具體過程為:提供載板300，所述載板300上具有膠合層301，所述膠合層301包括若干呈矩陣排布的粘合區；將至少一個半導體芯片200的具有焊盤201的一面貼于所述膠合層301的每個粘合區上；形成第一塑封層205，將若干半導體芯片200和無源器件204塑封在一起；在形成第一塑封層205后，去除(剝離)所述載板300和膠合層301，暴露出半導體芯片200上的焊盤201。
[0045]通過第一塑封層205將若干半導體芯片200封裝在一起，形成預封面板，每個預封面板具有若干矩陣排布的集成單元(圖中未標示)，每個集成單元的位置與粘合層301上的粘合區的位置對應，所述膠合層301上的每個粘合區上粘貼的半導體芯片為預封面板中的每個集成單元中的集成的半導體芯片。所述預封面板的相鄰集成單元之間區域為分割區域。
[0046]膠合層301的每個粘合區上具有至少一個半導體芯片200，半導體芯片200的數量大于I個時，半導體芯片200的種類可以相同或不相同。相應的預封面板中的每個集成單元中具有至少一個半導體芯片200，半導體芯片200的數量大于I個時，半導體芯片200的種類可以相同或不相同。
[0047]所述載板300可以為玻璃基板、娃基板或金屬基板。[0048]膠合層301可選用的材質有多種，在本發明一個優選的實施例中，膠合層301采用UV膠。UV膠是一種能對特殊波長的紫外光照射產生反應的膠合材料。UV膠根據紫外光照射后粘性的變化可分為兩種，一種是UV固化膠，即材料中的光引發劑或光敏劑在紫外線的照射下吸收紫外光后產生活性自由基或陽離子，引發單體聚合、交聯和接支化學反應，使紫外光固化膠在數秒鐘內由液態轉化為固態，從而將與其接觸的物體表面粘合；另一種UV膠在未經過紫外線照射時粘性很高，而經過紫外光照射后材料內的交聯化學鍵被打斷導致粘性大幅下降或消失。這里的膠合層301所采用的UV膠即是后者。
[0049]在載板300上形成膠合層301的方法可以例如是通過旋涂或印刷等方法將膠合層301涂覆在載板300上。這樣的方法在半導體制造領域中已為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。
[0050]所述第一塑封層205的材料為樹脂，所述樹脂可以為環氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、苯并環丁烯樹脂或聚苯并惡唑樹脂；所述樹脂也可以為聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚氨酯、聚烯烴、聚醚砜、聚酰胺、聚亞氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇；所述第一塑封層205還可以為其他合適的塑封材料。
[0051]所述第一塑封層205的形成工藝為注塑工藝(injection molding)或轉塑工藝(transfer molding)或印刷工藝。所述第一塑封層205還可以采用其他的工藝。
[0052]在本發明的其他實施例中，所述預封面板的每個集成單元中還具有若干無源器件，可以將無源器件與半導體芯片封裝在一起，所述無源器件的表面具有焊盤，將無源器件具有焊盤的一面貼于膠合層上，然后通過第一塑封層將半導體芯片和無源器件塑封在一起。
[0053]所述無源器件可以為電容、電感或電阻中的一種或幾種。
[0054]接著，請參考圖7，在預封面板的每個集成單元的半導體芯片200的焊盤201上形成金屬凸塊203,所述金屬凸塊203作為集成單兀的一部分。
[0055]本實施例中，所述金屬凸塊203包括金屬柱207和位于金屬柱207上的焊球208。在本發明的其他實施例中，所述金屬凸塊可以為焊球。
[0056]所述金屬柱207的材料為鋁、鎳、鎢、鉬、銅、鈦、鉻、鉭、錫合金、金或銀，所述焊球208的材料為錫或錫合金，錫合金可以為錫銀、錫鉛、錫銀銅、錫銀鋅、錫鋅、錫鉍銦、錫銦、錫金、錫銅、錫鋅銦或者錫銀銻中的一種或者多種。
[0057]本實施例中，所述金屬凸塊203的形成過程為:形成覆蓋所述第一塑封層205、半導體芯片200和焊盤201的絕緣層206，所述絕緣層206中具有暴露焊盤201的部分表面的第一開口 ；在所述絕緣層206上以及第一開口的側壁和底部形成導電金屬層；在所述導電金屬層上形成光刻膠掩膜，所述光刻膠掩膜中具有暴露第一開口上的導電金屬層的第二開口 ；采用電鍍工藝在所述第二開口中填充金屬，形成金屬柱207 ;在金屬柱207上形成焊料層；去除所述光刻膠掩膜；刻蝕去除金屬柱207兩側的導電金屬層，在金屬柱207的底部形成凸下金屬層202 ;對焊料層進行回流，形成焊球208。
[0058]在本發明的其他實施例中，在去除所述載板和膠合層后，在第一塑封層上形成線路整合層，所述線路整合層包括輸入端、輸出端和將輸入端和輸出端相連的多層線路，所述輸入端與半導體芯片的焊盤相連接；在所述輸出端上形成金屬凸塊。
[0059]在本發明的其他實施例，所述預封面板的每個集成單元中還具有若干無源器件，所述無源器件的表面具有焊盤，線路整合層的輸入端還與無源器件的焊盤相連接。
[0060]在焊盤201上形成金屬凸塊203后，整個預封面板形成，所述預封面板包括第一塑封層205，第一塑封層205內具有若干呈矩陣排布的集成單元，每個集成單元內具有至少一個半導體芯片200，所述半導體芯片200表面上具有若干焊盤201，第一塑封層205暴露出半導體芯片上的焊盤201，所述焊盤201上具有金屬凸塊203。
[0061]通過將多個半導體芯片200封裝在一起，形成預封面板，后續可以將預封面板倒裝在引線框架上，使預封面板中的集成單元與引線框架中的承載單元對應，將集成單元中的半導體芯片200的焊盤201上的金屬凸塊203與承載單元中的引腳焊接在一起，相比現有的單個半導體芯片上的焊盤與引腳通過金屬線連接的封裝方法，本發明的封裝方法實現多個半導體芯片200與引線框架的一體封裝，提高了封裝的效率，并且金屬凸塊的連接方式相比于金屬線的連接方式，占據的橫向的面積減小，有利于提高整個封裝結構的集成度。
[0062]在本發明的其他實施例中，在形成預封面板后，還可以在預封面板的相鄰集成單元之間的部分第一塑封層內形成若干分立的貫穿第一塑封層厚度的第一槽孔。本實施例中，所述第一槽孔還貫穿對應的集成單元之間的絕緣層。第一槽孔的存在，一方面，所述第一槽孔釋放預封面板中積聚的應力，減小預封面板的翹曲效應；另一方面，后續在將預封面板倒裝在引線框架上，將集成單元中的半導體芯片上的金屬凸塊與引線框架的承載單元中的引腳的第一表面焊接在一起，形成填充滿引腳之間的開口并填充所述預封面板與引線框架的第一表面之間空間的第二塑封層，由于預封面板中的第一槽孔與引線框架的第一表面和預封面板之間的空間是相通的，有利于塑封材料填充時的排氣，增強了塑封材料的流動性，從而防止在第二塑封層中產生空隙缺陷；再一方面，所述第一槽孔位于相鄰集成單元之間的第一塑封層內不會占據額外的空間；再一方面，后續形成第二塑封層時，第二塑封料可以填充第一槽孔，第二塑封料與第一槽孔構成類似“插銷”的結構，從而將預封面板和引線框架兩部分進行鎖定，防止預封面板和引線框架向相反的方向發生形變時，造成焊接處不良的問題。所述第一槽孔可以通過沖孔或鉆孔工藝或沖壓工藝形成。在本發明的其他實施例中，當前述采用網板印刷或注塑工藝形成第一塑封層時，將印刷網板或注塑模板的部分結構覆蓋需要形成第一槽孔的地方，第一塑封層形成后，在移除印刷網板或注塑模板，可以直接在預封面板的相鄰集成單元之間的部分第一塑封層內形成若干分立的貫穿第一塑封層厚度的第一槽孔，后續通過刻蝕或者曝光去除第一槽孔上覆蓋的絕緣層。
[0063]接著，請參考圖8和圖9，將所述預封面板倒裝在引腳103的第一表面11上，使預封面板中的集成單元與引線框架中的承載單元對應，使得集成單元的半導體芯片200的焊盤201上的金屬凸塊203與承載單元的引腳103的第一表面11相接觸，將半導體芯片200上的金屬凸塊203與引腳103的第一表面11焊接在一起，形成若干矩陣排布的封裝單元，每個封裝單元包括一個集成單元和與該集成單元對應的承載單元。
[0064]本發明實施例中，將所述預封面板倒裝在引腳103的第一表面11上，使得半導體芯片200的焊盤上的金屬凸塊203與引腳103的第一表面11相接觸后，通過回流工藝，將半導體芯片200上的金屬凸塊203與引腳103的第一表面11焊接在一起。
[0065]每個半導體芯片200上具有若干焊盤201，每個焊盤201通過金屬凸塊203與對應的引腳103焊接在一起。需要說明的是，圖9中每個半導體芯片200上具有兩個焊盤201僅作為示例，不應限制本發明的保護范圍。[0066]接著，請參考圖10，形成填充滿引腳103之間的開口(包括第一開口 102和第二開口 101，參考圖9)并填充所述預封面板與引腳103 (引線框架)的第一表面11之間空間的第二塑封層105,第二塑封層105暴露出引腳103的第二表面12。
[0067]所述第二塑封層105的材料可以與第一塑封層205的材料相同或不同。
[0068]所述第二塑封層105為流動性較高的樹脂，所述樹脂可以為環氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、苯并環丁烯樹脂或聚苯并惡唑樹脂；所述樹脂也可以為聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酷、聚對本二甲酸乙二醇酷、聚乙纟布、聚丙纟布、聚纟布經、聚氣酷、聚纟布經、聚釀諷、聚酸胺、聚亞氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇；所述第二塑封層105還可以為其他合適的塑封材料。
[0069]所述第二塑封層105的形成工藝為注塑工藝(injection molding)或轉塑工藝(transfer molding)或其他合適的工藝。由于金屬凸塊203的墊高作用，使得預封面板與引腳103 (引線框架)的第一表面11之間空間的距離增大，并且該空間與第一開口 102和第二開口 101時連通的，在形成第二塑封層105時，從而提高了塑封材料的流動性，防止形成的第二塑封層105中產生空隙等缺陷。
[0070]在形成第 二塑封層105后，還包括，采用研磨工藝去除引腳103的第二表面上溢出的塑封材料。
[0071]在形成第二塑封層105后，還包括，在所述引腳103的未被第二塑封層105覆蓋的第二表面12上形成焊接層(圖中未示出)。所述焊接層用于提高所述引腳103與其他的金屬材料連接時的粘附性，并同時防止引腳103的氧化。所述焊接層的材料可以為鎳、金、鈀、錫、銀或鉬等。由于封裝結構的其他部分都被第一塑封層205和第二塑封層覆蓋，每個分立的引腳是通過引線框金屬層的外圍區域連接在一起，可以采用電鍍工藝在引腳103的第二表面12形成焊接層。
[0072]在本發明的其他實施例中，所述焊接層也可以在后續形成分立的封裝結構后，在每個封裝結構的引腳的第二表面上形成。
[0073]在本發明的其他實施例中，請參考圖11，當預封面板的相鄰集成單元之間的部分第一塑封層205和絕緣層206內形成有若干分立的貫穿第一塑封層厚度的第一槽孔210，在形成填充滿引腳103之間的開口并填充所述預封面板與引腳103 (引線框架)的第一表面11之間空間的第二塑封層105時，由于預封面板中的第一槽孔210與引線框架的第一表面11和預封面板之間的空間是相通的，有利于塑封材料填充時的排氣，增強了塑封材料的流動性，從而防止在第二塑封層105中產生空隙缺陷。本實施例中，填充第二塑封層105時，所述第二塑封層105可以同時填充滿第一槽孔210。在本發明的其他實施例中，所述第二塑封層可以不填充或部分填充所述第一槽孔
[0074]在本發明的另一實施例中，所述承載單元之間的部分中筋中形成有若干分立的貫穿中筋厚度的第二槽孔時，在形成第二塑封層時，塑封材料的流動性進一步提高，防止在第二塑封層中形成空隙等缺陷。
[0075]最后，請結合參考圖10和圖12，沿封裝單元進行切割，形成若干分立的封裝結構13。
[0076]沿封裝單元進行切割時，包括:切割相鄰集成單元之間的第一塑封層205、第二塑封層105，同時切割相鄰集成單元之間的絕緣層206以及引線框架的中筋，形成若干分立的封裝結構13。
[0077]在切割相鄰半導體芯片200之間的第一塑封層205、第二塑封層105時，同時切割相鄰半導體芯片200之間的引線框金屬層(外圍區域)，釋放出每個引腳。
[0078]上述方法形成的封裝結構，請參考圖10，包括:
[0079]引線框架，所述引線框架包括第一表面11和與第一表面11相對的第二表面12，所述引線框架上具有若干呈矩陣排布的承載單元和位于承載單元之間用于固定承載單元的中筋，每個承載單元具有若干分立的引腳103，相鄰引腳103之間具有開口 ；
[0080]預封面板，所述預封面板包括第一塑封層205，第一塑封層205內具有若干呈矩陣排布的集成單元，每個集成單元內具有至少一個半導體芯片200，所述半導體芯片200表面上具有若干焊盤201，第一塑封層205暴露出半導體芯片200上的焊盤201，所述焊盤201上具有金屬凸塊203 ；
[0081]預封面板倒裝在引線框架的第一表面11上，使預封面板中的集成單元與引線框架中的承載單元對應，集成單元的半導體芯片200上的金屬凸塊203與承載單元的引腳103的第一表面11焊接在一起，形成若干矩陣排布的封裝單元，每個封裝單元包括一個承載單元和與該承載單元對應的集成單元；
[0082]填充滿相鄰引腳103之間的開口并填充所述預封面板與引腳103 (或引線框架)第一表面11之間空間的第二塑封層105,第二塑封層105暴露出引腳103的第二表面12。
[0083]具體的，所述金屬凸塊203包括金屬柱207和位于金屬柱207上的焊料層208。在本發明的所述金屬凸塊可以為焊料層。
[0084]第一封料層205的表面上具有絕緣層206，所述絕緣層206覆蓋半導體芯片200，絕緣層206中具有暴露焊盤201部分表面的第一開口。第一開口內和部分絕緣層206上具有凸下金屬層，凸下金屬層將金屬凸塊203與焊盤201連接。
[0085]所述焊盤201可以為通過半導體芯片200上形成的再布線金屬層引出的焊盤。
[0086]在本發明的其他實施例中，所述第一塑封層上形成有線路整合層，所述線路整合層包括輸入端、輸出端和將輸入端和輸出端相連的多層線路，所述輸入端與半導體芯片的焊盤相連接，金屬凸塊位于輸出端上。
[0087]在本發明的其他實施例，所述預封面板的每個集成單元中還具有若干無源器件，所述無源器件的表面具有焊盤，線路整合層的輸入端還與無源器件的焊盤相連接。
[0088]每個集成單元中的半導體芯片的數量大于一個時，所述半導體芯片的種類相同或不相同。
[0089]相鄰引腳103之間具有開口，所述開口包括相互貫穿的第一開口和第二開口，第一開口的寬度小于第二開口的寬度，所述半導體芯片200上的金屬凸塊203與引腳103的
遠離第二開口的表面焊接在一起。
[0090]在所述引腳103的未被第二塑封層覆蓋的第二表面12上具有焊接層(圖中未示出)。
[0091]所述焊接層的材料為鎳、鉬、金、銀、鈀或錫中的一種或幾種。
[0092]第一塑封層205和第二塑封層105的材料相同或不相同。
[0093]所述預封面板的相鄰集成單元之間的部分第一塑封層內形成有若干分立的貫穿第一塑封層厚度的第一槽孔210 (參考圖11)。所述第二塑封層還可以填充第一槽孔。[0094]所述承載單元之間的部分中筋中形成有若干分立的貫穿中筋厚度的第二槽孔。所述第二塑封層還可以填充第二槽孔。
[0095]雖然本發明披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種封裝結構，其特征在于，包括: 引線框架，所述引線框架包括第一表面和與第一表面相對的第二表面，所述引線框架上具有若干呈矩陣排布的承載單元和位于承載單元之間用于固定承載單元的中筋，每個承載單元具有若干分立的引腳，相鄰引腳之間具有開口； 預封面板，所述預封面板包括第一塑封層，第一塑封層內具有若干呈矩陣排布的集成單元，每個集成單元內具有至少一個半導體芯片，所述半導體芯片表面上具有若干焊盤，第一塑封層暴露出半導體芯片上的焊盤，所述焊盤上具有金屬凸塊； 預封面板倒裝在引線框架的第一表面上，使預封面板中的集成單元與引線框架中的承載單元對應，集成單元的半導體芯片上的金屬凸塊與承載單元的引腳的第一表面焊接在一起，形成若干矩陣排布的封裝單元； 填充滿引腳之間的開口并填充所述預封面板與引線框架的第一表面之間空間的第二塑封層，第二塑封層暴露出引腳的第二表面。
2.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述預封面板的第一塑封層上形成有線路整合層，所述線路整合層包括輸入端、輸出端和將輸入端和輸出端相連的多層線路，所述輸入端與半導體芯片的焊盤相連接；在所述輸出端上形成金屬凸塊。
3.如權利要求2所述的封裝結構，其特征在于，所述預封面板的每個集成單元中還具有若干無源器件，所述無源器件的表面具有焊盤，無源器件位于半導體芯片一側，第一塑封層暴露出無源器件上的焊盤。
4.如權利要求3所述的封裝結構，其特征在于，還包括:所述線路整合層的輸入端還與無源器件的焊盤相連。
5.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，每個集成單元中的半導體芯片的數量大于一個時，所述半導體芯片的種類相同或不相同。
6.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述開口包括相互貫穿的第一開口和第二開口，第一開口的寬度小于第二開口的寬度，相鄰開口之間為引腳，所述半導體芯片上的金屬凸塊與引腳的遠離第二開口的表面焊接在一起。
7.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述預封面板的相鄰集成單元之間的部分第一塑封層內形成有若干分立的貫穿第一塑封層厚度的第一槽孔，所述第二塑封層還填充滿所述第一槽孔。
8.如權利要求1或7所述的封裝結構，其特征在于，所述承載單元之間的部分中筋中形成有若干分立的貫穿中筋厚度的第二槽孔，所述第二塑封層還填充滿所述第二槽孔。
9.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述金屬凸塊為焊料層，或者所述金屬凸塊包括金屬柱和位于金屬柱上的焊料層
10.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，還包括，在所述引腳的未被第二塑封層覆蓋的第二表面上具有焊接層。
【文檔編號】H01L23/495GK103730429SQ201310653182
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】陶玉娟 申請人:南通富士通微電子股份有限公司