专利名称：一种基于锡膏层的wlcsp单芯片封装件及其塑封方法
技术领域：
本发明涉及一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件及其塑封方法，WLCSP单芯片封装件镀有Au或Cu金属凸点和锡膏层，属于集成电路封装技术领域。
背景技术：
微电子技术的迅猛发展，集成电路复杂度的増加，一个电子系统的大部分功能都可能集成在ー个单芯片内(即片上系统)，这就相应地要求微电子封装具有更高的性能、更多的引线、更密的内连线、更小的尺寸或更大的芯片腔、更大的热耗散功能、更好的电性能、更高的可靠性、更低的单个引线成本等。芯片封装エ艺由逐个芯片封装向圆片级封装转变，晶圆片级芯片封装技术——WLCSP正好满足了这些要求，形成了引人注目的WLCSPエ艺。 晶圆片级芯片规模封装(WaferLevel Chip Scale Packaging,简称WLCSP),即晶圆级芯片封装方式，不同于传统的芯片封装方式(先切割再封测，而封装后至少增加原芯片20 %的体积)，此种最新技术是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成ー个个的IC颗粒，因此封装后的体积即等同IC裸晶的原尺寸。WLCSP的封装方式，不仅明显地缩小产品尺寸，而符合行动装置对于机体空间的高密度需求；另ー方面在效能的表现上，更提升了数据传输的速度与稳定性。传统的WLCSPエ艺中，采用溅射、光刻、电镀技术或丝网印刷在晶圆上进行电路的刻印。以下流程是对已经完成前道エ艺的晶圆进行WLCSP封装的操作步骤(I) _离层流程(Isolation Layer)(2)接触孔流程(Contact Hole)(3)焊盘下金属层流程(UBM Layer)(4)为电镀作准备的光刻流程(Photolithography for Plating)(5)电镀流程(Plating)(6)阻挡层去除流程(Resist Romoval)传统WLCSP制作过程复杂，对电镀和光刻的精确度要求极高，且成本较高。
发明内容
本发明是针对上述现有WLCSPエ艺缺陷，提出一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件及其塑封方法，WLCSP单芯片封装件镀有Au或Cu金属凸点和锡膏层，采用不同于以往的化学镀金属凸点、溅射、光刻、电镀或丝网印刷工艺的压焊的方式在芯片压区金属Al或Cu表面生成金属凸点，同时，利用焊料将芯片各凸点与框架管脚焊接，压焊时，不用打线，直接完成了芯片与管脚间的导通、互连，本单芯片封装件具有低成本、高效率的特点。本发明采用的技术方案一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡膏层2，包括框架内引脚I、框架内引脚上锡膏层2、焊料3、金属凸点4、IC芯片5、塑封体6 ;框架内引脚I上与金属凸点焊接区域镀有锡膏层2，IC芯片5的压区表面镀金属凸点4，金属凸点4与框架内引脚上锡膏层2采用倒装芯片的方式用焊料3焊接在一起，框架内引脚I上是锡膏层2、锡膏层2上是焊料3、焊料3上是金属凸点4、金属凸点4上是IC芯片5，对IC芯片5起到了支撑和保护作用的塑封体6包围了框架内引脚I、锡膏层2、焊料3、金属凸点4、IC芯片5构成了电路的整体，IC芯片5、金属凸点4、焊料3、锡膏层2、框架内引脚I构成了电路的电源和信号通道。一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件的封装方法晶圆减薄一压焊植金属凸点—划片一框架对应区域镀锡膏层一上芯一回流焊一塑封一后固化一锡化一打印一产品分离一检验一包装一入库。第一歩、晶圆减薄；晶圆减薄的厚度为50 μ m 200 μ m,粗糙度Ra O. IOmm O. 30mm ;第二步、镀金属凸点；在整片晶圆上芯片压区金属Au或Cu表面镀2 50um金属凸点4 ；
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第三步、划片；150 μ m以上的晶圆采用普通划片工艺；厚度在150 μ m以下的晶圆，采用双刀划片机及其エ艺；第四步、框架对应区域镀锡；在框架内引脚I上PAD对应区域镀上ー层2 50um的锡膏层2 ；第五步、上芯；把IC芯片5倒过来，采用Flip-Chip的エ艺，将IC芯片5上的金属凸点4焊在框架上；第六步、回流焊；采用SMT之后的回流焊エ艺，经过融锡处理，把IC芯片5压区上的焊线与框架内引脚I焊接在一起；第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规エ艺相同；第八步、锡化。所述的框架采用镍钯金框架则不需要进行锡化处理。本发明的有益效果(I)采用镀金属凸点，不同于以往的化学镀金属凸点、溅射、光刻、电镀或丝网印刷エ艺，具有低成本、高效率的特点。(2)采用Flip-Chip的エ艺，不使用DAF膜粘接，而是采用焊料将芯片各凸点与框架管脚焊接，压焊时，不用打线，在上芯中就已经完成了芯片与管脚间的导通、互连。
图I为本发明的结构示意图；图中1_框架内引脚、2-框架内引脚上锡膏层、3-焊料、4-金属凸点、5-IC芯片、6-塑封体。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进ー步说明，以方便技术人员理解。如图I所示一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡膏层2，包括框架内引脚I、框架内引脚上锡膏层2、焊料3、金属凸点4、IC芯片5、塑封体6 ;框架内引脚I上与金属凸点焊接区域镀有锡膏层2，IC芯片5的压区表面镀金属凸点4，金属凸点4与框架内引脚上锡膏层2采用倒装芯片的方式用焊料3焊接在一起，框架内引脚I上是锡膏层2、锡膏层2上是焊料3、焊料3上是金属凸点4、金属凸点4上是IC芯片5，对IC芯片5起到了支撑和保护作用的塑封体6包围了框架内引脚I、锡膏层2、焊料3、金属凸点4、IC芯片5构成了电路的整体，IC芯片5、金属凸点4、焊料3、锡膏层2、框架内引脚I构成了电路的电源和信号通道。实施例I一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡膏层2，其封装方法按照下面步骤进行第一歩、晶圆减薄；
晶圆减薄的厚度为50 μ m,粗糙度Ra O. IOmmmm ；第二步、镀金属凸点；在整片晶圆上芯片压区金属Au表面镀金属凸点4 ；第三步、划片；厚度在150 μ m以下的晶圆，采用双刀划片机及其エ艺；第四步、框架对应区域镀锡；在框架内引脚I上PAD对应区域镀上ー层2um的锡膏层2 ；第五步、上芯；把IC芯片5倒过来，采用Flip-Chip的エ艺，将IC芯片5上的金属凸点4焊在框架上；第六步、回流焊；采用SMT之后的回流焊エ艺，经过融锡处理，把IC芯片5压区上的焊线与框架内引脚I焊接在一起；第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规エ艺相同；第八步、锡化。实施例2一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件，镀有Cu金属凸点4和锡膏层2，其封装方法按照下面步骤进行第一歩、晶圆减薄；晶圆减薄的厚度为130 μ m,粗糙度Ra O. 20mm ；第二步、镀金属凸点；在整片晶圆上芯片压区金属Cu表面镀金属凸点4 ；第三步、划片；厚度在150 μ m以下的晶圆，采用双刀划片机及其エ艺；第四步、框架对应区域镀锡；在框架内引脚I上PAD对应区域镀上ー层25um的锡膏层2 ；第五步、上芯；把IC芯片5倒过来，采用Flip-Chip的エ艺，将IC芯片5上的金属凸点4焊在框架上；第六步、回流焊；采用SMT之后的回流焊エ艺，经过融锡处理，把IC芯片5压区上的焊线与框架内引脚I焊接在一起；第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规エ艺相同；第八步、锡化。实施例3一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡膏层2，其封装方法按照下面步骤进行
第一歩、晶圆减薄；晶圆减薄的厚度为200 μ m，粗糙度Ra O. 30mm ；第二步、镀金属凸点；在整片晶圆上芯片压区金属Al或Cu表面镀金属凸点4 ；第三步、划片；150 μ m以上的晶圆采用普通划片エ艺；第四步、框架对应区域镀锡；在框架内引脚I上PAD对应区域镀上ー层50um的锡膏层2 ；第五步、上芯；把IC芯片5倒过来，采用Flip-Chip的エ艺，将IC芯片5上的金属凸点4焊在框架上；第六步、回流焊；采用SMT之后的回流焊エ艺，经过融锡处理，把IC芯片5压区上的焊线与框架内引脚I焊接在一起；第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规エ艺相同；第八步、锡化。实施例4一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡膏层2，若为镍钯金框架则不用做锡化处理。
权利要求
1.一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件，其特征在于包括框架内引脚、框架内引脚上锡膏层、焊料、金属凸点、IC芯片、塑封体；框架内引脚上与金属凸点焊接区域镀有锡膏层，IC芯片的压区表面镀金属凸点，金属凸点与框架内引脚上锡膏层采用倒装芯片的方式用焊料焊接在一起，框架内引脚上是锡膏层、锡膏层上是焊料、焊料上是金属凸点、金属凸点上是IC芯片，对IC芯片起到了支撑和保护作用的塑封体包围了框架内引脚、锡膏层、焊料、金属凸点、IC芯片构成了电路的整体，IC芯片、金属凸点、焊料、锡膏层、框架内引脚构成了电路的电源和信号通道。
2.一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件的封装方法，其特征在于封装方法具体按照下面步骤进行； 第一歩、晶圆减薄； 晶圆减薄的厚度为50 μ m 200 μ m,粗糙度Ra O. IOmm O. 30mm ； 第二步、镀金属凸点； 在整片晶圆上芯片压区金属Au或Cu表面镀2 50um金属凸点； 第二步、戈1 J片; 150 μ m以上的晶圆采用普通划片工艺；厚度在150 μ m以下的晶圆，采用双刀划片机及其エ艺； 第四步、框架对应区域镀锡； 在框架内引脚上PAD对应区域镀上ー层2 50um的锡膏层； 第五步、上芯； 把IC芯片倒过来，采用Flip-Chip的エ艺，将IC芯片上的金属凸点焊在框架上； 第六步、回流焊； 采用SMT之后的回流焊エ艺，经过融锡处理，把IC芯片压区上的焊线与框架内引脚焊接在一起； 第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规エ艺相同； 第八步、锡化。
3.根据权利要求2所述的ー种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件的封装方法，其特征在于采用镍钯金框架不需要做锡化处理。
全文摘要
本发明涉及一种基于锡膏层的WLCSP单芯片封装件及其塑封方法，属于集成电路封装技术领域，框架内引脚上与金属凸点焊接区域镀有锡膏层，IC芯片的压区表面镀金属凸点，金属凸点与框架内引脚上锡膏层采用倒装芯片的方式用焊料焊接在一起，框架内引脚上依次是锡膏层、焊料、金属凸点上、IC芯片，塑封体包围了框架内引脚、锡膏层、焊料、金属凸点、IC芯片构成了电路的整体，IC芯片、金属凸点、焊料、锡膏层、框架内引脚构成了电路的电源和信号通道。本发明采用不同于以往的镀金属凸点，同时，利用焊料将芯片与框架管脚焊接，不用打线，直接完成了芯片与管脚间的导通、互连，具有低成本、高效率的特点。
文档编号H01L21/60GK102842552SQ20121030658
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者郭小伟, 马勉之, 崔梦, 谢建友, 魏海东 申请人:华天科技(西安)有限公司