一種IC芯片封裝方法及結構與流程

本發明屬于芯片封裝領域，涉及一種ic芯片封裝方法及結構。

背景技術：

圖1及圖2是現有的一種典型的ic封裝裝置(分別為俯視圖及剖面圖)，主要包括引線框架101(leadframe)，芯片焊盤102，焊接金線103(bondinggoldwire)、銀漿104(epoxy)和塑封材料105(moldcompound)等，其中，ic芯片106通過所述銀漿104粘貼于所述芯片焊盤102上。引線框架101的作用是提供電路連接和die的固定作用，主要材料為銅，會在上面進行鍍銀、nipdau等材料。焊接金線103的作用是實現芯片和外部引線框架的電性和物理連接，金線采用的是99.99％的高純度金。出于成本考慮，也可采用銅線或鋁線，優點是成本降低，同時工藝難度加大，良率降低。塑封材料105的主要成分為環氧樹脂及各種添加劑(固化劑，改性劑，脫模劑，染色劑，阻燃劑等)，主要功能為在熔融狀態下將芯片和引線框架包裹起來，提供物理和電氣保護，防止外界干擾。銀漿104的成分為環氧樹脂填充金屬粉末(ag)，有三個作用：將芯片固定在芯片焊盤上；散熱作用；導電作用。

典型的ic封裝流程包括前段工藝和后段工藝，其中，前段工藝(fol-frontofline)主要包括如下流程：晶圓(wafer)——磨片(backgrinding)——晶圓安裝(wafermount)——晶圓切割(wafersaw)——晶圓清洗(waferwash)——第二道光檢(2ndoptical)——芯片粘接(dieattach)——銀漿固化(epoxycure)——引線焊接(wirebond)——第三道光檢(3rdoptical)；后段工藝(eol-endofline)主要包括如下流程：注塑(molding)——激光打字(lasermark)——高溫固化(pmc)——去溢料/電鍍(de-flash/plating)——電鍍退火(annealing)——切筋/成型(trim/form)——第四道光檢(4thoptical)。

相對于ic芯片封裝，led芯片封裝相對簡單。圖3是一種典型的led芯片封裝外形，包括led芯片，支架，金線，銀漿，熒光粉，焊球等，其封裝流程如下：劃片——測試(芯片分選)——背膠——固晶——烘干——焊線——檢驗——灌膠——烘干——脫模——半切——測試——全切——長烤——分選——打包。以白光led為例，典型的led芯片簡易封裝流程如下：固晶——固晶烘烤——焊線——熒光粉涂布——熒光粉烘烤——透鏡安裝/灌膠成型——膠體烘烤——半切——初測——而且——測試分檔——檢驗包裝。

現有的ic芯片封裝過程復雜，工藝多達二十多道，效率低，成本較高。因此，如何提供一種新的ic芯片封裝方法及結構，以簡化封裝流程、提高生產效率、降低封裝成本，成為本 領域技術人員亟待解決的一個重要技術問題。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種ic芯片封裝方法及結構，用于解決現有技術中ic芯片封裝過程復雜、效率較低、成本較高的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種ic芯片封裝方法，所述ic芯片封裝方法包括如下步驟：

s1：提供一芯片支架；所述芯片支架包括塑膠基座及至少兩個引腳；所述塑膠基座中設有一凹腔；所述引腳貫穿凹腔的側壁，且引腳的外端暴露于所述塑膠基座外、引腳的內端位于所述凹腔內；

s2：將ic芯片放置于所述凹腔中并固晶；

s3：通過焊接引線將所述ic芯片與所述引腳內端連接；

s4：在所述凹腔內灌入膠體，封住所述ic芯片及所述引腳內端。

可選地，于所述步驟s1中，所述引腳表面預先形成有電鍍層。

可選地，于所述步驟s4中，還包括膠體烘烤的步驟。

可選地，于所述步驟s4之后，還包括對所述引腳外端進行電鍍以形成電鍍層的步驟。

可選地，于所述步驟s1中，所述芯片支架嵌于支撐框架內；所述支撐框架中設有若干用于支撐所述芯片支架的支撐位。

可選地，于所述步驟s4之后，還包括將所述芯片支架從所述支撐框架上取下，并對封裝于所述芯片支架上的ic芯片進行測試、分包的步驟。

可選地，所述ic芯片通過對晶圓劃片得到。

可選地，所述凹腔底部設有一散熱基板，所述ic芯片固晶于所述散熱基板上。

可選地，所述芯片支架采用led芯片支架。

本發明還提供一種ic芯片封裝結構，所述ic芯片封裝結構包括：

芯片支架；所述芯片支架包括塑膠基座及至少兩個引腳；所述塑膠基座中設有一凹腔；所述引腳貫穿凹腔的側壁，且引腳的外端暴露于所述塑膠基座外、引腳內端位于所述凹腔內；

固定于所述凹腔中的ic芯片；

連接所述ic芯片與所述引腳內端的焊接引線；

封住所述ic芯片及所述引腳內端的膠體。

可選地，所述凹腔底部設有一散熱基板，所述ic芯片固晶于所述散熱基板上。

可選地，所述引腳外端表面形成有電鍍層。

可選地，所述電鍍層包括錫電鍍層。

可選地，所述引線選自金線、鋁線及銅線中的至少一種。

可選地，所述芯片支架采用led芯片支架。

如上所述，本發明的ic芯片封裝方法及結構相對于傳統ic芯片封裝，具有以下有益效果：(1)本發明的ic芯片封裝方法中，采用芯片支架代替了引線框架，由于在制作芯片支架的過程中就可以完成引腳電鍍，因此可以省卻塑封后復雜的引線框架電鍍的工藝步驟；(2)由于所述芯片支架可以直接從支撐框架上取下，因此本發明在塑封完畢后可以省卻切筋的工藝步驟；(3)由于芯片支架中設有凹腔，灌膠時不用灌膠模具，因此本發明可以大大簡化塑封過程；(4)通過控制膠量，即可使得膠體不溢出所述凹腔，因此，本發明還可以省卻去輔料的過程。本發明的ic芯片封裝方法及結構可以有效簡化工藝，節省成本；并且本發明中，ic芯片封裝可以與led芯片封裝共用，即ic芯片封裝結構可以直接采用led芯片的支架體，從而減少封裝工序并提高支架的復用率，提高生產效率。

附圖說明

圖1顯示為現有的一種典型的ic封裝裝置的俯視圖。

圖2顯示為圖1所示結構的剖視圖。

圖3顯示為一種典型的led芯片封裝外形。

圖4顯示為本發明的ic芯片封裝方法的工藝流程圖。

圖5顯示為本發明的ic芯片封裝方法中所采用的第一種芯片支架的俯視圖。

圖6顯示為圖5所示結構的剖面圖。

圖7顯示為本發明的ic芯片封裝方法中所采用的第二種芯片支架的剖視圖。

圖8顯示為本發明的ic芯片封裝方法中所采用的第三種芯片支架的俯視圖。

圖9顯示為本發明的ic芯片封裝方法中若干芯片支架嵌于支撐框架內的示意圖。

圖10顯示為本發明的ic芯片封裝方法中將ic芯片放置于所述凹腔中并固晶的示意圖。

圖11顯示為本發明的ic芯片封裝方法中通過焊接引線將所述ic芯片與所述引腳內端連接的示意圖。

圖12顯示為本發明的ic芯片封裝方法中在所述凹腔內灌入膠體，封住所述ic芯片及所述引腳內端的示意圖。

元件標號說明

101引線框架

102芯片焊盤

103焊接金線

104銀漿

105塑封材料

106ic芯片

s1～s4步驟

201塑膠基座

202引腳

203凹腔

204散熱基板

205熱沉

206支撐框架

207ic芯片

208引線

209膠體

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖4至圖12。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

實施例一

本發明提供一種ic芯片封裝方法，請參閱圖4，顯示為該方法的工藝流程圖，包括如下步驟：

s1：提供一芯片支架；所述芯片支架包括塑膠基座及至少兩個引腳；所述塑膠基座中設有一凹腔；所述引腳貫穿凹腔的側壁，且引腳的外端暴露于所述塑膠基座外、引腳的內端位 于所述凹腔內；

s2：將ic芯片放置于所述凹腔中并固晶；

s3：通過焊接引線將所述ic芯片與所述引腳內端連接；

s4：在所述凹腔內灌入膠體，封住所述ic芯片及所述引腳內端。

首先請參閱圖5至圖9，執行步驟s1：提供一芯片支架；所述芯片支架包括塑膠基座201及至少兩個引腳202；所述塑膠基座201中設有一凹腔203；所述引腳202貫穿所述凹腔203側壁，且所述引腳202的外端暴露于所述塑膠基座201外、引腳202的內端位于所述凹腔203內。

作為示例，圖5顯示為一種芯片支架的俯視圖，其中，所述塑膠基座201整體上為方形，所述凹腔203為圓形，所述引腳202的數目為5個，引腳內端從所述凹腔203邊緣開始暴露出來，并往所述凹腔203中心延伸。圖6顯示為圖5所示結構的剖視圖。

具體的，所述引腳202內端作為與ic芯片電性連接的焊盤，所述引腳202外端作為封裝結構的外部電性連接點，可方便插入電路板上。

具體的，所述引腳202表面預先形成有電鍍層(未圖示)。作為示例，所述電鍍層包括錫鍍層。所述電鍍層的存在可以防止外界環境的影響，避免引腳被氧化而影響電氣導通，另外，所述電鍍層的存在還可以使最終的封裝結構在pcb板上或其它電路板上更容易焊接，并提高導電性。作為示例，僅所述引腳202的外端表面形成有所述電鍍層。

如圖5及圖6所示，本實施例中，所述凹腔203底部還設有一散熱基板204，用于為后續形成于其上的ic芯片散熱。作為示例，所述散熱基板204包括一支撐平臺及與所述支撐平臺相連接的支撐臂。所述支撐平臺位于所述凹腔203底部中心區域，用于支撐ic芯片，所述支撐臂外端嵌入所述凹腔203的側壁中，用以固定所述支撐平臺。

在另一實施例中，所述散熱基板204可采用熱沉的結構進行散熱。如圖7所示，顯示為所述凹腔203底部設有一熱沉205的示意圖。作為示例，所述熱沉205包括一底座及連接于所述底座上方的承載平臺，所述底座嵌于所述塑膠基座201中，其橫截面積大于所述承載平臺的橫截面積。作為示例，所述承載平臺為為圓柱體，其頂面為平面或頂面中心凹陷。

需要指出的是，圖7顯示為所述熱沉205的承載平臺頂端側面直接暴露于所述塑膠基座201外的情形。在另一實施例中，所述承載平臺頂端側面也可被突出于所述凹腔203底面的塑膠環所包圍，以增強所述引腳202內端與所述熱沉205之間的絕緣性。

具體的，所述散熱基板204或熱沉205包括但不限于銅或鋁材質。

需要指出的是，在其它實施例中，所述塑膠基座201的結構、所述引腳202的數量及分布、以及所述散熱基板204或熱沉205的結構也可采用其它方式，例如，如圖8所示，顯示 為另一種芯片支架的俯視圖，其中所述凹腔203為方形，所述引腳202的數量為6個，其中，位于所述凹腔203角落區域的引腳內端為彎折狀，所述散熱基板204包括位于所述凹腔203底部中心的支撐平臺及一對嵌入所述凹腔203側壁中的支撐臂。其中，所述引腳202的數量可以根據要封裝的ic芯片進行調整，此處不應過分限制本發明的保護范圍。

作為示例，如圖9所示，所述芯片支架嵌于支撐框架206內；所述支撐框架206中設有若干用于支撐所述芯片支架的支撐位。所述支撐框架206可采用金屬材質，包括但不限于銅、鋁等。圖9中顯示為6個芯片支架嵌于支撐框架206內的情形，在其它實施例中，所述支撐框架206的支撐位可以設置更多，嵌于其中的芯片支架也更多，從而可以同時進行多個ic芯片的封裝，提高封裝效率。

然后請參閱圖10，執行步驟s2：將ic芯片207放置于所述凹腔203中并固晶。

具體的，所述ic芯片207通過對晶圓劃片得到。劃片是指將整張晶圓分割成若干獨立的ic芯片單元。

具體的，固晶是指通過導電膠或絕緣膠將ic芯片粘接在所述凹腔的指定區域，形成熱通路，為后續的打線連接提供條件。作為示例，首先在所述散熱基板204或熱沉205上點上固晶膠(未圖示)，然后將所述ic芯片207放置于所述散熱基板204或熱沉205上，待所述固晶膠固化后，即將所述ic芯片207固定。本實施例中，所述固晶膠優選采用銀漿，其固化條件可選用175℃下加熱1小時，加熱氣氛為氮氣，以防止銀漿氧化。

再請參閱圖11，執行步驟s3：通過焊接引線208將所述ic芯片207與所述引腳202內端連接。

具體的，所述引線208選自金線、鋁線及銅線中的至少一種。本實施例中，所述引線208優選采用金線。

具體的，采用超聲波焊線機、自動焊線機或其它現有的焊線機焊接所述引線。所述引線208將所述ic芯片207的電路焊接點與所述引腳202內端連接，使得封裝完畢后，可通過所述引腳202外端對所述ic芯片施加電信號或將所述ic芯片的電信號輸出。

最后請參閱圖12，執行步驟s4：在所述凹腔203內灌入膠體209，封住所述ic芯片207及所述引腳203內端。

具體的，所述膠體209封住所述ic芯片207及所述引腳203內端，可以提供良好的物理和電氣保護，防止外界干擾。所述膠體209包括但不限于環氧樹脂、硅酮、聚丁二烯、酚醛、聚酯等材料。

具體的，在灌入膠體209之后，還包括膠體烘烤的步驟，以使所述膠體209固化。根據所述膠體209所采用的材料的不同，固化條件也不相同，此為本領域人員所熟知，此處不應 過分限制本發明的保護范圍。

本發明中，由于所述芯片支架中設有所述凹腔203，灌膠時不用灌膠模具，因此可以大大簡化塑封過程；通過控制膠量，即可使得膠體不溢出所述凹腔，因此還可以省卻去輔料的過程。

此外，本發明的ic芯片封裝方法中采用芯片支架代替了引線框架，由于在制作芯片支架的過程中就可以完成引腳電鍍，因此可以省卻塑封后復雜的引線框架電鍍的工藝步驟。當然，若所述芯片支架上的引腳沒有預先形成電鍍層，在膠體烘烤步驟之后，還可以進一步對所述引腳外端進行電鍍以形成電鍍層。

進一步的，本發明中，所述芯片支架可以直接從所述支撐框架上取下，例如通過手工或機器施加一定的力即可將芯片支架掰下或壓下，從而可以省卻切筋的工藝步驟。

至此完成了ic芯片封裝。本發明中，將所述芯片支架從所述支撐框架上取下之后，還可以進一步對封裝于所述芯片支架上的ic芯片進行測試、分包，以篩選出合格的封裝結構。

需要指出的是，在上述封裝過程中，所述芯片支架也可直接采用現有的led芯片支架，從而減少封裝工序并提高支架的復用率，提高生產效率。

本發明的ic芯片封裝方法可以有效簡化工藝，節省成本。

實施例二

本發明還提供一種ic芯片封裝結構，請參閱圖12，顯示為該封裝結構的剖視圖，包括：

芯片支架；所述芯片支架包括塑膠基座201及至少兩個引腳202；所述塑膠基座201中設有一凹腔203；所述引腳202貫穿凹腔203的側壁，且引腳202的外端暴露于所述塑膠基座201外、引腳202的內端位于所述凹腔203內；

固定于所述凹腔203中的ic芯片207；

連接所述ic芯片207與所述引腳202內端的焊接引線208；

封住所述ic芯片207及所述引腳202內端的膠體209。

具體的，所述凹腔203底部設有一散熱基板，所述ic芯片207固晶于所述散熱基板。如圖6所示，顯示為所述凹腔203底部設有散熱基板204時的剖視圖，所述散熱基板204用于為ic芯片散熱。

在另一實施例中，所述散熱基板204可采用熱沉的結構進行散熱。如圖7所示，顯示為所述凹腔203底部設有一熱沉205的示意圖。作為示例，所述熱沉205包括一底座及連接于所述底座上方的承載平臺，所述底座嵌于所述塑膠基座201中，其橫截面積大于所述承載平臺的橫截面積。作為示例，所述承載平臺為為圓柱體，其頂面為平面或頂面中心凹陷。

具體的，所述引腳202外端表面形成有電鍍層(未圖示)。作為示例，所述電鍍層包括錫鍍層。所述電鍍層的存在可以防止外界環境的影響，避免引腳被氧化而影響電氣導通，另外，所述電鍍層的存在還可以使最終的封裝結構在pcb板上或其它電路板上更容易焊接，并提高導電性。

如圖5所示，顯示為本實施例中所述芯片支架的俯視圖，所述塑膠基座201整體上為方形，所述凹腔203為圓形，所述引腳202的數目為5個，引腳內端從所述凹腔203邊緣開始暴露出來，并往所述凹腔203中心延伸。所述引腳202內端作為與ic芯片電性連接的焊盤，所述引腳202外端作為封裝結構的外部電性連接點，可方便插入電路板上。

如圖8所示，在另一實施例中，所述凹腔203也可以為方形，所述引腳202的數量為6個，其中，位于所述凹腔203角落區域的引腳內端為彎折狀，所述散熱基板204包括位于所述凹腔203底部中心的支撐平臺及一對嵌入所述凹腔203側壁中的支撐臂。

需要指出的是，所述引腳202的數量可以根據要封裝的ic芯片進行調整，且所述塑膠基座201的結構、所述引腳202的分布、以及所述散熱基板204或熱沉205的結構也可采用其它形式，此處不應過分限制本發明的保護范圍。

具體的，所述引線208選自金線、鋁線及銅線中的至少一種。本實施例中，所述引線208優選采用金線。所述引線208將所述ic芯片207的電路焊接點與所述引腳202內端連接，使得電信號可通過所述引腳202外端施加于所述ic芯片，同時，所述ic芯片的電信號也可通過所述引腳202外端輸出。

具體的，所述膠體209封住所述ic芯片207、所述引腳203內端及所述引線208，可以提供良好的物理和電氣保護，防止外界干擾。所述膠體209包括但不限于環氧樹脂、硅酮、聚丁二烯、酚醛、聚酯等材料。

特別的，所述芯片支架也可直接采用現有的led芯片支架，從而減少封裝工序并提高支架的復用率，提高生產效率。

綜上所述，本發明的ic芯片封裝方法及結構相對于傳統ic芯片封裝，具有以下有益效果：(1)本發明的ic芯片封裝方法中，采用芯片支架代替了引線框架，由于在制作芯片支架的過程中就可以完成引腳電鍍，因此可以省卻塑封后復雜的引線框架電鍍的工藝步驟；(2)由于所述芯片支架可以直接從支撐框架上取下，因此本發明在塑封完畢后可以省卻切筋的工藝步驟；(3)由于芯片支架中設有凹腔，灌膠時不用灌膠模具，因此本發明可以大大簡化塑封過程；(4)通過控制膠量，即可使得膠體不溢出所述凹腔，因此，本發明還可以省卻去輔料的過程。本發明的ic芯片封裝方法及結構可以有效簡化工藝，節省成本；并且本發明中， ic芯片封裝可以與led芯片封裝共用，即ic芯片封裝結構可以直接采用led芯片的支架體，從而減少封裝工序并提高支架的復用率，提高生產效率。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。