專利名稱：預(yù)塑封引線框架及其封裝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種引線框架及其封裝工藝，尤其是涉及一種壓力傳感器的傳感芯片和集成電路芯片的預(yù)塑封引線框架及其封裝工藝。
背景技術(shù)：
引線框架作為集成電路的芯片載體，是一種借助于鍵合材料實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引腳的電氣連接，并形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，它起到了和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用，絕大部分的半導(dǎo)體集成塊中都需要使用引線框架，是電子信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ) 材料?，F(xiàn)有傳感器芯片的引線框架通常采用后塑封工藝，其工藝過程為先用環(huán)氧有機(jī)導(dǎo)電膠將芯片貼裝在引線框架上，再通過引線鍵合將芯片的焊盤和引線框架的引腳用金絲連接起來(lái)，然后用環(huán)氧樹脂經(jīng)過注塑模包封成型，最后外引線電鍍一層鉛錫合金，再?gòu)臈l帶上沖切下來(lái)，按照所需要的形狀成型。其內(nèi)部芯片與金絲僅通過注塑模塑封進(jìn)行包封保護(hù)，在熱沖擊和過應(yīng)力等情況下，內(nèi)部電路很容易失效，這也是傳感器芯片良品率低的重要原因。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中塑封料的潮氣吸附所產(chǎn)生的失效是主要的失效模式，并且引線框架與塑封料之間粘接主要依靠塑封料對(duì)引線框架的粘附性，無(wú)法防止潮氣滲透?，F(xiàn)有技術(shù)中集成電路芯片和壓力傳感芯片都是貼裝在引線框架上，環(huán)氧樹脂塑封料的熱膨脹系數(shù)是60ppm/°C，引線框架的熱膨脹系數(shù)是17ppm/°C，芯片的熱膨脹系數(shù)是
2.6ppm/°C。由于材料熱膨脹系數(shù)的差異,在熱沖擊下,會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變,對(duì)于壓力傳感芯片來(lái)說(shuō)，其產(chǎn)生的應(yīng)變會(huì)直接影響到產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)人針對(duì)上述的問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種引線框架及其封裝工藝，隔離潮氣，減小熱沖擊和過應(yīng)力對(duì)內(nèi)部芯片的影響，避免電路失效，有效地保護(hù)整個(gè)內(nèi)部電路，提聞廣品穩(wěn)定性及良品率。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種預(yù)塑封引線框架，包括引線框架及預(yù)塑封殼體，所述預(yù)塑封殼體為上端開口并具有內(nèi)腔的矩形盒體，所述預(yù)塑封殼體通過注塑與所述引線框架結(jié)合；所述引線框架包括2個(gè)邊條、若干個(gè)引腳及芯片支撐平臺(tái)，所述芯片支撐平臺(tái)設(shè)置在預(yù)塑封殼體的底部中央，弓丨腳對(duì)稱設(shè)置在所述芯片支撐平臺(tái)的兩側(cè)，所述每個(gè)引腳的兩側(cè)邊緣設(shè)有對(duì)稱設(shè)置的鎖定孔，所述鎖定孔塑封在所述預(yù)塑封殼體的邊框中，所述每個(gè)引腳延伸出所述預(yù)塑封殼體，2個(gè)邊條平行于所述引腳并設(shè)置在所述預(yù)塑封殼體的兩側(cè)，引腳支撐筋設(shè)置在所述預(yù)塑封殼體外并連接所述引腳與所述邊條。進(jìn)一步的
所述鎖定孔為半圓形。
所述芯片支撐平臺(tái)設(shè)有平臺(tái)支撐筋，所述平臺(tái)支撐筋呈“L”形。 所述邊條的兩端設(shè)有定位孔。所述預(yù)塑封殼體的材料為工程塑料。所述弓I線框架采用銅基合金制成。一種封裝工藝，包括以下步聚 A、通過刻蝕或沖壓工藝制成引線框架；
B、引線框架電鍍鎳底層并局部鍍金；
C、將引線框架放入模具內(nèi)注塑形成具有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體，制成預(yù)塑封引線框架；
D、在預(yù)塑封殼體內(nèi)腔中進(jìn)行芯片貼裝、金絲鍵合；
E、用硅膠填充預(yù)塑封殼體內(nèi)腔并安裝上蓋。本發(fā)明的技術(shù)效果在于
本發(fā)明公開了一種預(yù)塑封引線框架及其封裝工藝，在引線框架上注塑形成帶有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體，在預(yù)塑封殼體內(nèi)腔進(jìn)行芯片貼裝、金絲鍵合，并用硅膠填充內(nèi)腔保護(hù)芯片及金絲，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和良品率；同時(shí)，引線框架的每個(gè)引腳都設(shè)有兩個(gè)半圓鎖定孔，引腳鎖定在固化的預(yù)塑封殼體中，有效地阻止在使用過程中的潮氣進(jìn)入殼體內(nèi)，以防止產(chǎn)品失效；另外，填充硅膠保護(hù)金絲在壓力作用下不會(huì)拉斷而導(dǎo)致開路失效，并可隔離潮氣，避免電路失效，有效地保護(hù)整個(gè)內(nèi)部電路，提聞了廣品的穩(wěn)定性。


圖I為預(yù)塑封引線框架的主視圖。圖2為圖I的仰視圖。圖3為預(yù)塑封引線框架的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為引線框架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為引腳與預(yù)塑封殼體連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為芯片封裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6的剖視圖。圖8為封裝工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖f 5所示，預(yù)塑封引線框架包括引線框架2及預(yù)塑封殼體1，預(yù)塑封殼體I為上端開口并具有內(nèi)腔的矩形盒體，預(yù)塑封殼體I通過注塑與引線框架2結(jié)合，引線框架2作為預(yù)塑封的骨架，經(jīng)過注塑后與預(yù)塑封殼體I形成一體。引線框架2包括2個(gè)邊條203、8個(gè)引腳202及芯片支撐平臺(tái)201，芯片支撐平臺(tái)201設(shè)置在預(yù)塑封殼體I的底部中央，芯片支撐平臺(tái)201設(shè)有平臺(tái)支撐筋205，平臺(tái)支撐筋205呈“L”形，平臺(tái)支撐筋205保證注塑時(shí)芯片支撐平臺(tái)201的穩(wěn)定性。引腳202對(duì)稱設(shè)置在芯片支撐平臺(tái)201的兩側(cè)，每個(gè)引腳202的兩側(cè)邊緣設(shè)有對(duì)稱設(shè)置的鎖定孔207 (如圖4)，鎖定孔207為半圓形，鎖定孔207塑封在預(yù)塑封殼體I的邊框中(如圖5 )，每個(gè)引腳202延伸出預(yù)塑封殼體I，2個(gè)邊條203平行于引腳202并設(shè)置在預(yù)塑封殼體I的兩側(cè)，引腳支撐筋204設(shè)置在預(yù)塑封殼體I外并連接引腳202與邊條203，邊條203的兩端設(shè)有定位孔206。引線框架2的定位孔206必須與封裝生產(chǎn)線系統(tǒng)匹配，定位孔206位于引線框架2的邊緣，定位孔與傳送機(jī)械部分定位針剛好能匹配，這些定位針是生產(chǎn)線上設(shè)備的一部分，設(shè)備包括裝片機(jī)、焊線機(jī)、切近成型設(shè)備及打印設(shè)備。引腳支撐筋204作為引腳202之間的連筋，在預(yù)塑封過程中，可防止塑封料在引腳202之間猛然涌出。芯片支撐平臺(tái)201作為芯片的載體，用于貼裝集成電路芯片。在現(xiàn)有技術(shù)中，引腳與塑封料的粘接主要依托塑封料對(duì)引腳的粘附性，由于材料間熱膨脹系數(shù)的差異，在熱沖擊下，塑封料與引腳易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，潮氣易通過此分層進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部電路失效。在本發(fā)明中，如圖4、5，引線框架的引腳202都設(shè)有兩個(gè)半圓鎖定孔207，將引腳202鎖定在塑封料內(nèi)，鎖定孔207的結(jié)構(gòu)大大改善了塑封料對(duì)引腳的粘附效果，并且引腳鎖定孔207作為引腳鎖定和潮氣隔離結(jié)構(gòu)，其將引線框架的引腳鎖定在固化的預(yù)塑封殼體I中，能很好地阻止在使用過程中的潮氣進(jìn)入殼體內(nèi)，以防止產(chǎn)品失效。
同時(shí)，本發(fā)明中，用工程塑料代替環(huán)氧樹脂作為塑封料，工程塑料與引線框架的熱膨脹系數(shù)匹配性更好，有效地防止塑封料與引線框架的分層現(xiàn)象。如圖8，采用前述引線框架2的壓力傳感器的封裝工藝包括以下步聚
A、通過刻蝕或沖壓工藝制成引線框架2 (如圖4)。B、引線框架2電鍍鎳底層并局部鍍金。電鍍鎳底層的鍍層厚度不小于I. 27毫米，然后進(jìn)行局部鍍金，內(nèi)引腳和芯片支撐平臺(tái)上表面鍍層厚度應(yīng)控制在O. 10微米以上，I. 27微米以下，外引腳鍍層厚度應(yīng)控制在O. 10微米以上，O. 30微米以下。C、將引線框架2放入模具內(nèi)注塑形成具有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體I (如圖1、2、3)，預(yù)塑封殼體I與引線框架2結(jié)合為一體，制成預(yù)塑封引線框架。D、在預(yù)塑封殼體I內(nèi)腔中進(jìn)行集成電路芯片3、壓力傳感芯片4的貼裝、金絲鍵合(圖6)，集成電路芯片3貼裝在芯片支撐平臺(tái)201上，壓力傳感芯片4貼裝在預(yù)塑封殼體I的內(nèi)腔底部。E、用硅膠5填充預(yù)塑封殼體I的內(nèi)腔(圖7)并安裝上蓋(未在圖中畫出)。引線框架2的生產(chǎn)可以用化學(xué)刻蝕法或機(jī)械沖制法，毛坯是卷成一捆的條帶。典型的條帶厚度值是O. 25毫米，化學(xué)刻蝕的工藝是采用光刻及金屬溶解的化學(xué)藥品從金屬條帶上刻蝕出一個(gè)圖形(如圖4)。加工前在條帶上沖壓出定位孔，然后在兩面涂上光刻膠；光刻膠在紫外線下通過光刻掩模版進(jìn)行曝光、顯影并固化；此時(shí)曝光固化后的光刻膠在框架上刻出一個(gè)輪廓并準(zhǔn)備進(jìn)行刻蝕；類似三氯化鐵或過硫酸銨的化學(xué)物質(zhì)噴涂于條帶的兩面，將暴露部分的金屬腐蝕掉并且使框架不受損傷。盡管化學(xué)刻蝕法相關(guān)的設(shè)備成本較低，但它的框架生產(chǎn)成本卻高于沖制法。此種工藝方法適合于處于開發(fā)階段的封裝新品、生產(chǎn)周期短或?qū)τ跊_制法而言難度太大的產(chǎn)品。沖制法生產(chǎn)引線框架時(shí)，使用跳步模具將卷成一捆的條帶毛坯靠機(jī)械力作用進(jìn)行沖切，沖切金屬所需的力與所要沖切的金屬長(zhǎng)度成正比。引線框架2采用銅基合金，常用的鐵鎳合金雖具有很好的抗拉強(qiáng)度和韌性，但其熱導(dǎo)率低，由于引線框架是熱量從芯片到印制電路板傳遞的主要通道，當(dāng)器件長(zhǎng)期工作后，這會(huì)對(duì)封裝的熱阻產(chǎn)生重要影響。而銅基合金不管是從導(dǎo)電性還是導(dǎo)熱性角度來(lái)說(shuō)，都是引線框架的理想材料。引線框架2在預(yù)塑封前進(jìn)行局部鍍金，內(nèi)引腳通過鍍金防止引線框鍵合區(qū)和引腳在高溫下被氧化，同時(shí)保證了金絲鍵合的質(zhì)量。工程塑料作為預(yù)塑封殼體I的塑封料，在本實(shí)施例中，塑封料的熱膨脹系數(shù)是7ppm/°C，引線框架的熱膨脹系數(shù)是17ppm/°C，芯片的熱膨脹系數(shù)是I. 6ppm/°C，塑封料與壓力傳感芯片4的熱膨脹系數(shù)匹配性好，在熱沖擊下，所產(chǎn)生的應(yīng)變很小，相對(duì)于壓力傳感芯片直接貼裝于引線框架的結(jié)構(gòu)，引線框架2的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大提高了壓力傳感芯片4的精度和穩(wěn)定性。硅膠5填充于預(yù)塑封殼體I的內(nèi)腔，保護(hù)集成電路芯片3、壓力傳感芯片4及金絲，硅膠具有良好的絕熱性、絕緣性、防潮性、抗震性，尤其是在高頻下的抗震性好，有效地保護(hù)了芯片和金絲。 本發(fā)明的預(yù)塑封弓I線框架及其封裝工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，集成電路芯片貼裝于弓I線框架上，而壓力傳感芯片直接貼裝于預(yù)塑封殼體內(nèi)，同時(shí)采用工程塑料替代傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂材料作為塑封料，與壓力傳感芯片直接貼裝于引線框架相比，芯片與塑封料的熱膨脹系數(shù)匹配性更好，極大地提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)塑封引線框架，其特征在于包括引線框架及預(yù)塑封殼體，所述預(yù)塑封殼體為上端開口并具有內(nèi)腔的矩形盒體，所述預(yù)塑封殼體通過注塑與所述引線框架結(jié)合；所述引線框架包括2個(gè)邊條、若干個(gè)引腳及芯片支撐平臺(tái)，所述芯片支撐平臺(tái)設(shè)置在預(yù)塑封殼體的底部中央，引腳對(duì)稱設(shè)置在所述芯片支撐平臺(tái)的兩側(cè)，所述每個(gè)引腳的兩側(cè)邊緣設(shè)有對(duì)稱設(shè)置的鎖定孔，所述鎖定孔塑封在所述預(yù)塑封殼體的邊框中，所述每個(gè)引腳延伸出所述預(yù)塑封殼體，2個(gè)邊條平行于所述引腳并設(shè)置在所述預(yù)塑封殼體的兩側(cè)，引腳支撐筋設(shè)置在所述預(yù)塑封殼體外并連接所述引腳與所述邊條。
2.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述鎖定孔為半圓形。
3.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述芯片支撐平臺(tái)設(shè)有平臺(tái)支撐筋，所述平臺(tái)支撐筋呈“L”形。
4.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述邊條的兩端設(shè)有定位孔。
5.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述預(yù)塑封殼體的材料為工程塑料。
6.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述引線框架采用銅基合金制成。
7.一種封裝工藝，其特征在于包括以下步聚 A、通過刻蝕或沖壓工藝制成引線框架； B、引線框架電鍍鎳底層并局部鍍金； C、將引線框架放入模具內(nèi)注塑形成具有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體，制成預(yù)塑封引線框架； D、在預(yù)塑封殼體內(nèi)腔中進(jìn)行芯片貼裝、金絲鍵合； E、用硅膠填充預(yù)塑封殼體內(nèi)腔并安裝上蓋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓力傳感器的傳感芯片和集成電路芯片的預(yù)塑封引線框架及其封裝工藝，預(yù)塑封引線框架包括引線框架及預(yù)塑封殼體，預(yù)塑封殼體為上端開口并具有內(nèi)腔的矩形盒體，預(yù)塑封殼體通過注塑與引線框架結(jié)合。本發(fā)明在引線框架上注塑形成帶有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體，在預(yù)塑封殼體內(nèi)腔進(jìn)行芯片貼裝、金絲鍵合，并用硅膠填充內(nèi)腔保護(hù)芯片及金絲，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和良品率；引線框架的每個(gè)引腳都設(shè)有兩個(gè)半圓鎖定孔，引腳鎖定在固化的預(yù)塑封殼體中，有效地阻止在使用過程中的潮氣進(jìn)入殼體內(nèi)，以防止產(chǎn)品失效；填充硅膠保護(hù)金絲，并可隔離潮氣，避免電路失效，有效地保護(hù)整個(gè)內(nèi)部電路，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01L21/48GK102891129SQ20121031475
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者朱榮惠, 田吉成 申請(qǐng)人:無(wú)錫永陽(yáng)電子科技有限公司