專利名稱：：導(dǎo)線架型芯片級封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種芯片級封裝的方法，特別是涉及一種導(dǎo)線架型芯片級封裝的方法。
背景技術(shù)：
：由于各種電子產(chǎn)品日趨復(fù)雜以及輕薄短小，為了配合這種趨勢，芯片的封裝也開始廣泛采用所謂的芯片尺寸封裝或芯片級封裝(chipscalepackage，CSP)。根據(jù)EIA(ElectronicIndustriesAssociation)的IPC(InterconnectingandPackagingelectronicCircuit)定義，芯片級封裝是指封裝后封膠體的面積小于1.2倍的芯片尺寸，并可直接利用表面黏著技術(shù)加工(directsurfacemountable)的封裝。芯片級封裝有多種形式，一般可以分類為(1)基板型(substrate-based)芯片級封裝，是以硬質(zhì)(rigid)或軟質(zhì)(flex)基板作為芯片的支撐；(2)導(dǎo)線架型(leadframe-based)芯片級封裝，是以導(dǎo)線架為芯片的支撐；(3)晶圓級(wafer-level)芯片級封裝。其中，導(dǎo)線架型芯片級封裝非常適合高頻(在400MHz以上)、低腳數(shù)(100以下)的應(yīng)用，例如手機的通訊芯片、數(shù)字信號處理芯片、以及以DDRII為代表的內(nèi)存芯片等。此外，導(dǎo)線架型芯片級封裝所采用的制程與材料也與傳統(tǒng)的封裝技術(shù)非常類似或相同，所以在合格率與成本上也有優(yōu)勢。在現(xiàn)有封裝技術(shù)中有一種稱為芯片吊掛構(gòu)裝(leadonchip，LOC)的方式結(jié)合導(dǎo)線架與芯片。LOC顧名思義就是導(dǎo)線架在芯片之上的意思，而LOC裸露在封膠體之外的引腳通常是采用鷗翼引腳(gullwing-leads)。圖1所示為現(xiàn)有采用LOC方式的TSOP(thinsmalloutlinepackage)封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。如圖所示，芯片10是以膠帶30附著在導(dǎo)線架20內(nèi)部引腳的下方，導(dǎo)線架20與芯片10的電性連接是通過導(dǎo)線50的打線(wirebonding)來完成，最后再用環(huán)氧樹脂的封膠體(epoxymoldingcompound，EMC)40封固起來。上述的LOC作法有不少優(yōu)點，例如導(dǎo)線50的短距離對于電氣特性的穩(wěn)定很有幫助。其缺點是鷗翼引腳延伸到封膠體之外，因此其高度(通常在1.27mm左右)與寬度(通常在9.22mm左右)都有相當(dāng)?shù)母倪M(jìn)空間。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明由上述問題提出一種導(dǎo)線架型芯片級封裝的方法。本發(fā)明基本上和現(xiàn)有的LOC技術(shù)類似，其主要特點可以概述如下。首先，本發(fā)明中的導(dǎo)線架的內(nèi)部引腳是事先將其向?qū)Ь€架的一面彎折，形成可以承托芯片的支撐與導(dǎo)線的空間，而外部引腳則直接暴露于封膠體下方，之后在去框時不再做外部引腳彎折成形。此外，本發(fā)明封裝后的芯片是正面朝下位于導(dǎo)線架的上方，而導(dǎo)線則由位于芯片正面的焊墊通過導(dǎo)線架的開口連接到導(dǎo)線架，因此導(dǎo)線在導(dǎo)線架下方。這些都是和LOC封裝結(jié)果的不同之處。本發(fā)明的另一特點是在封膠之后，不是以機械模具或是電解的方式，而是以激光(laser)的方式來清除溢膠或廢膠，使外部引腳完整的暴露出來，以保持后續(xù)的電鍍效果以及應(yīng)用上的電氣穩(wěn)定性。本方法所完成的封裝結(jié)構(gòu)經(jīng)過實際測試，與現(xiàn)有技術(shù)相比其有益效果在于完全符合芯片級封裝的尺寸要求、高度低(接近1mm)、可支持芯片頻率到至少667MHz以上、導(dǎo)線架直接協(xié)助散熱，所以散熱性佳、穩(wěn)定度高等。此外和TSOP方式比較，本方法所完成的封裝結(jié)構(gòu)在封裝成本、測試成本、SMT的成本和合格率、以及維修費用上都和TSOP差不多。以下配合附圖、具體實施例的詳細(xì)說明，對上述及本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點作出詳述。附圖及具體實施例詳述的目的在于使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員能據(jù)此了解本發(fā)明的精神，而不應(yīng)當(dāng)視為對本發(fā)明范圍的限制。有關(guān)本發(fā)明的范圍，請參超權(quán)利要求部分。圖1所示為現(xiàn)有的采用LOC方式的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖2a至圖2e所示為經(jīng)本發(fā)明各步驟后封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖3a、圖3b所示分別為外部引腳111非以激光方式除膠、以及以激光方式除膠后電鍍效果的示意圖。主要組件符號說明10芯片20導(dǎo)線架30膠帶40封膠體50導(dǎo)線100導(dǎo)線架110內(nèi)部引腳111外部引腳120開口200膠帶300芯片310焊墊400導(dǎo)線500封膠體具體實施方式本發(fā)明是提出一種導(dǎo)線架型芯片級封裝的方法。本方法與傳統(tǒng)LOC的制程大致類似，但在一些步驟的內(nèi)容則有顯著的不同。以下，本說明書將主要針對不同處加以說明，對于與現(xiàn)有技術(shù)相同部分則不多贅述。本方法的第1個步驟如圖2a所示，提供一個適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線架100。此導(dǎo)線架可依照封裝后應(yīng)用的不同而加以定制，其特點在于導(dǎo)線架100的多個引腳(包含內(nèi)部引腳110與外部引腳111)至少位于相對的兩側(cè)、以及導(dǎo)線架100在其周圍適當(dāng)距離處留有適當(dāng)?shù)拈_口120。本發(fā)明所適用的芯片其焊墊(bondpad)位于其正面的適當(dāng)位置。而開口120主要就是在和芯片結(jié)合時能使其焊墊暴露出來以便打線。一般導(dǎo)線架外部引腳的彎折(例如形成圖1所示的鷗翼引腳)是在去框成形(forming/singulation)的步驟中進(jìn)行。但本發(fā)明中的導(dǎo)線架100的內(nèi)部引腳110是事先將其向?qū)Ь€架100的第一面彎折，形成可以承托芯片的支撐與導(dǎo)線的空間，而外部引腳111則是直接暴露在封膠體的下方，之后在去框成形時不再做外部引腳彎折。這是和LOC的作法不同處之一。本方法的第1個步驟還包括在導(dǎo)線架100的一面(以下稱第一面)、內(nèi)部引腳110相對處(即沿著開口120的周圍)布設(shè)至少一條膠帶200，膠帶200的兩面都設(shè)有黏著劑，一面和內(nèi)部引腳110的背面黏連，另一面則在下一步驟與芯片黏連。膠帶200通常是采用聚醯亞胺(PI)(但不以此為限)，具有低離子量與耐熱性高等特性。導(dǎo)線架100則多是采用高導(dǎo)電性、高熱傳導(dǎo)的金屬材料，例如銅。除了采用膠帶作芯片與導(dǎo)線架內(nèi)部引腳黏連的方法外，還有一些現(xiàn)有的技術(shù)是采用點膠的方式。點膠的優(yōu)點是成本低廉(因為膠劑的成本低很多)，但是因為導(dǎo)線架的內(nèi)部引腳非常小，點膠的位置與膠量的精確控制很不容易達(dá)到，而采用雙面膠帶就不會有這些問題。所采用的膠劑和膠帶一樣，必須要能耐高熱、與抗?jié)駳馇治g等特性，此外還要有固化(curing)時間短等要求。本方法的第2個步驟如圖2b所示，將晶圓切割分離之后的芯片(die)300的正面與導(dǎo)線架100第一面的膠帶200黏連而完成黏晶(diebond或diemount或dieattach)。通常切割后的芯片是整齊排列在膠帶上，然后將這些芯片送到黏晶機，由黏晶機從膠帶上取下，然后精準(zhǔn)的放置到導(dǎo)線架上。黏晶后芯片300的焊墊310會從導(dǎo)線架100的開口120暴露出來，以便于后續(xù)打線的步驟。另外，圖2b所示的結(jié)果雖和圖1所示的LOC封裝結(jié)構(gòu)類似，但后續(xù)經(jīng)本方法封裝后的芯片300是正面朝下位于導(dǎo)線架100的上方，而非正面朝上懸掛在導(dǎo)線架下方。這也是和LOC的作法不同處之一。本方法的第3個步驟如圖2c所示，以現(xiàn)有的方法用導(dǎo)線400將芯片300的焊墊310與內(nèi)部引腳110作電性連接。導(dǎo)線400一般為金(Au)線、或是采用類似的高導(dǎo)電性的金屬材料(例如鋁)。由于本方法產(chǎn)生的封膠體高度非常低，所以導(dǎo)線400突起的高度必須控制到愈低愈好。圖2c所示的結(jié)果雖和圖1所示的LOC封裝結(jié)構(gòu)類似，但后續(xù)經(jīng)本方法封裝后的芯片300是正面朝下位于導(dǎo)線架100的上方，因此導(dǎo)線400會在導(dǎo)線架100的下方而在導(dǎo)線架的上方。這也是和LOC的作法不同處之一。本方法的第4個步驟如圖2d所示的封膠(molding)。對于類似本發(fā)明采用導(dǎo)線架、與打線來作電性連接的封裝型態(tài)，最常見的作法就是轉(zhuǎn)注成形(transfermolding)。先將封裝材料制成的膠餅預(yù)熱，再投入封膠設(shè)備(transfer-moldingmachine)的轉(zhuǎn)移缸(transferpot)內(nèi)；在轉(zhuǎn)移缸內(nèi)受到溫度的影響下，膠餅在轉(zhuǎn)移缸中開始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)及快速軟化，封膠設(shè)備則以柱塞(plunger)對軟化的膠餅開始加壓，使其沿著模具的流道(runner)流入模穴，充填整個模穴并包覆電子芯片。封裝材料在模穴內(nèi)完成包覆電子芯片的過程，再經(jīng)過后熱化處理(postcuring)達(dá)到適當(dāng)?shù)挠不_啟模具將成品頂出模穴以取得成品，完成封膠的程序。以上的作法為現(xiàn)有的技術(shù)，不同之處在于，外部引腳111是直接由圖中封膠體500的上面露出。此外，一般封膠之后還會經(jīng)由機械模具或是電解的方式除去溢膠或廢膠(deflash)。本方法的封裝結(jié)構(gòu)外部引腳111基本上是嵌在封膠體500里，需要完整的暴露出來，才能保持后續(xù)的電鍍效果以及應(yīng)用上的電氣穩(wěn)定性，因此本方法有一個主要的特點是以激光(laser)的方式來清除溢膠或廢膠。本方法的第5個步驟是對外部引腳111的電鍍(solderplating)，以防止其氧化并保持良好的焊著性。電鍍的材料可用鉛錫合金(Pb/Sn)，若采無鉛的制程則可以采用錫鉍(Sn/Bi)合金。圖3a、圖3b所示為外部引腳111非以激光方式除膠、以及以激光方式除膠后電鍍效果的示意圖。本方法的第6個步驟是去框，用切腳機器將導(dǎo)線架和邊框切割分離。本方法的外部引腳111因為已經(jīng)暴露在外，不需要進(jìn)行外部引腳彎折的成形動作。至此，各個芯片300的封裝就基本上結(jié)束了，將其翻轉(zhuǎn)過來即如圖2e所示的形式。請注意到上述步驟中有省略一些不影響本方法可實施性的步驟，例如激光印字(lasermarking)與檢測(inspection)等等。以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并不是以上述所闡述的較佳具體實施例對本發(fā)明的范圍加以限制。相反地，其目的是希望能將各種改變及等同性的修改涵蓋于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種導(dǎo)線架型芯片級封裝方法，該方法所適用芯片的多個焊墊位于其正面居中的適當(dāng)位置處，其特征在于，該方法至少包含下列步驟(1)提供一導(dǎo)線架，該導(dǎo)線架具有多條引腳，每一引腳分為封裝后包覆于封膠體內(nèi)的內(nèi)部引腳以及暴露于外的外部引腳，該導(dǎo)線架中留有一個適當(dāng)開口，該內(nèi)部引腳向該導(dǎo)線架的第一面彎折，形成承托該芯片的支撐與導(dǎo)線的空間，該內(nèi)部引腳的該第一面設(shè)有一種適當(dāng)?shù)酿みB方式；(2)將該芯片的該正面與該內(nèi)部引腳的該第一面黏連，使其焊墊由該開口露出；(3)用多條導(dǎo)線分別連接該多個焊墊以及該多條內(nèi)部引腳；(4)用一種適當(dāng)?shù)牟牧戏夤淘撔酒⒃摱鄺l導(dǎo)線、該多條內(nèi)部引腳，并使該多條外部引腳從封固后成品的一面透出，以一種適當(dāng)?shù)募す馐侄吻宄摱鄺l外部引腳殘余的封固材料；(5)用一種適當(dāng)?shù)牟牧想婂冊摱鄺l外部引腳；以及(6)將該封裝后的成品與該導(dǎo)線架的邊框切割分離。2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)線架型芯片級封裝方法，其特征在于，該適當(dāng)?shù)酿みB方式為雙面膠帶。3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)線架型芯片級封裝方法，其特征在于，電鍍所用的該適當(dāng)材料為錫鉍合金。全文摘要本發(fā)明提出一種導(dǎo)線架型芯片級封裝的方法。本發(fā)明和傳統(tǒng)的芯片吊掛構(gòu)裝類似，但主要差異點在于其導(dǎo)線架的內(nèi)部引腳是事先向?qū)Ь€架的一面彎折，形成可以承托芯片的支撐與導(dǎo)線的空間，而外部引腳直接暴露于封膠體的下方，之后在去框時不再做外部引腳彎折成形。此外，本發(fā)明封裝后的芯片是正面朝下位于導(dǎo)線架的上方，而導(dǎo)線則由位于芯片正面的焊墊通過導(dǎo)線架的開口連接到導(dǎo)線架，因此導(dǎo)線在導(dǎo)線架下方。本發(fā)明的另一特點是在封膠之后，不是以機械模具或電解的方式，而是以激光的方式來清除溢膠或廢膠。文檔編號B29C37/02GK101055840SQ20061007288公開日2007年10月17日申請日期2006年4月14日優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日發(fā)明者張弘立申請人:泰特科技股份有限公司