半导体封装方法与流程

本申请涉及一种半导体技术领域，尤其涉及一种半导体封装方法。

背景技术：

在半导体封装技术中，通常半导体封装中的载板都是以金属为基材，在基材上进行打孔、腐蚀、电镀、溅射等工艺以生成金属层，通过金属层满足芯片支撑和引脚引出的需求。

但是，由于需要在载板的表面进行打孔等工艺，为了预留打孔的深度，载板的厚度较厚，另外在后期成为单个封装后，芯片背面非常容易发生受力，而造成芯片碎裂等问题。

技术实现要素：

本申请的提供一种半导体封装方法，其包括：

在基板上形成金属件，所述金属件位于所述基板的正上方；

对所述金属件进行塑封形成载板；

剥离所述基板，露出所述金属件的正面及所述载板的第一表面。

可选的，所述在基板上形成金属件包括：

在所述基板上形成第一金属件；

在所述第一金属件之上形成第二金属件。

可选的，所述第一金属件包括第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层依次层叠形成所述第一金属件。

可选的，在所述基板上形成第一金属件，在所述第一金属件之上形成第二金属件，包括：

在所述基板上压设第一感光膜，并在第一感光膜形成多个第一开口，在多个所述第一开口中形成所述第一金属件；

在所述第一感光膜及所述第一金属件上压设第二感光膜，并在所述第二感光膜形成多个第二开口，在多个所述第二开口中形成所述第二金属件，所述第二金属件至少部分位于所述第一金属件的上方；

将所述第一金属件的两侧的所述第一感光膜、以及所述第二金属件的两侧的所述第二感光膜清洗去除。

可选的，通过电镀或者溅射的方式在多个所述第一开口中形成所述第一金属件；所述第一金属件呈平板状。

可选的，通过植球或者刷金属膏之后回流焊的方式在多个所述第二开口中形成所述第二金属件；所述第二金属件呈球形。

可选的，所述在基板上形成金属件之前，所述半导体封装方法还包括：

在所述基板上设置粘接层，在所述粘接层上形成所述金属件。

可选的，在所述剥离所述基板之后，所述半导体封装方法包括：

在所述载板的第一表面上贴覆芯片，并通过金属连接件连接所述芯片及所述金属件的正面。

可选的，在所述通过金属连接件连接所述芯片及所述金属件的正面之后，所述半导体封装方法还包括：

在所述载板上对所述芯片及所述金属连接件进行塑封形成包封层。

可选的，在所述通过金属连接件连接所述芯片及所述金属件的正面之后，所述半导体封装方法还包括：对所述载板进行减薄，以使所述载板中相对于所述第一表面设置的第二表面上露出所述金属件远离所述芯片的一端。

本申请实施例提供的上述半导体封装方法，通过在基板上形成金属件，并对所述金属件进行塑封形成载板，即通过塑封的方式形成载板，避免了在生成金属件的打孔等工艺中需要预留的载板厚度，有效的地减薄了载板的整体厚度，而且增强了载板的强度，避免了芯片在受力时易碎裂的情况，从而保证后期封装的成功率及产品的良率。

附图说明

图1是根据本申请一实例性实施例提出的半导体封装方法的流程图。

图2(a)-图2(1)是根据本申请一示例性实施例中半导体封装方法中制备具有金属件的载板的工艺流程图。

图3是根据本申请一示例性实施例提出的载板的结构示意图。

图4是根据本申请一示例性实施例提出的载板的另一角度的结构示意图。

图5(a)-图5(f)是根据本申请一示例性实施例中半导体封装方法中的设置芯片和金属连接件、封装及减薄载板的工艺流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”表示两个或两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”和/或“下”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

在半导体封装技术中，通常半导体封装中的载板都是以金属为基材，在基材上进行打孔、腐蚀、电镀、溅射等工艺以生成金属层，通过金属层满足芯片支撑和引脚引出的需求。

但是，由于需要在载板的表面进行打孔等工艺，为了预留打孔的深度，载板的厚度较厚，另外在后期成为单个封装后，芯片背面非常容易发生受力，而造成芯片碎裂等问题。

为了解决半导体封装技术中的上述问题，本申请提供了一种半导体封装方法。在封装过程中，首先，在基板上形成金属件，所述金属件自所述基板的上表面向内延伸；其次，对所述金属件进行塑封形成载板；最后，剥离所述基板，露出所述金属件的正面及所述载板的第一表面。本申请的上述实施方式，通过在基板上形成金属件，并对所述金属件进行塑封形成载板，即通过塑封的方式形成载板，避免了在生成金属件的打孔等工艺中需要预留的载板厚度，有效的地减薄了载板的整体厚度，而且增强了载板的强度，避免了芯片在受力时易碎裂的情况，从而保证后期封装的成功率及产品的良率。

如图1、图2(a)-图2(1)、图3、图4、图5(a)-图5(f)，本申请提供一种半导体封装方法。

图1是根据本申请一实例性实施例提出的半导体封装方法的流程图。如图1所示，半导体封装方法包括下述步骤：

步骤110：在基板上形成金属件，所述金属件位于所述基板的正上方；

步骤120：对所述金属件进行塑封形成载板；

步骤130：剥离所述基板，露出所述金属件的正面及所述载板的第一表面。

在步骤110之前，即所述在基板上形成金属件之前，可以在所述基板上设置粘接层，之后再在所述粘接层上形成所述金属件。如图2(a)所示，在基板101上设置有粘接层102，以在基板101上形成载板201，载板201通过粘接层102设于基板101可以更加牢固的粘贴于基板101之上。从而有利于在载板201进行设置金属件210等后续操作。

粘接层102可采用易剥离的材料，以便将基板101和具有金属件210的载板201剥离开来，例如可采用通过加热能够使其失去粘性的热分离材料。则该粘结层102具体可以为通过在基板101上涂覆热分离材料所形成的热分解膜。

热分离膜可采用两层结构，热分离材料层和附着层，热分离材料层粘贴在后期形成的载板上，在加热时会失去黏性，进而能够使载板从基板上剥离下来，而附着层采用具有粘性的材料层，可以用于粘贴基板。热分离材料层具有受热发泡颗粒，所述受热发泡颗粒在达到指定温度下会发泡，体积急剧增大，从而将黏在附着层的物体顶出附着层，从而分离。所述受热发泡颗粒可以通过接收到激光或者紫外线方式达到指定温度。在其他实施例中，为了让热分离材料层和附着层更好地粘合在一起，还在热分离材料层和附着层之间设置有中间层，所述中间层的材料为聚酯。热分离材料层、中间层和附着层的厚度比为1:0.75:0.2。热分解膜的分离方式相对机械分离方式，可以减少应力的产生，避免载板产生开裂、断裂等不良情况。

基板101的材质可以为玻璃、或者不锈钢、或者金属等材料。

在步骤110中，所述在基板上形成金属件包括：

在所述基板上形成第一金属件；

在所述第一金属件之上形成第二金属件。

再具体地，包括：

步骤111：在所述基板上压设第一感光膜，并在第一感光膜形成多个第一开口，在多个所述第一开口中形成所述第一金属件；

步骤112：在所述第一感光膜及所述第一金属件上压设第二感光膜，并在所述第二感光膜形成多个第二开口，在多个所述第二开口中形成所述第二金属件，所述第二金属件至少部分位于所述第一金属件的上方；

步骤113：将所述第一金属件的两侧的所述第一感光膜、以及所述第二金属件的两侧的所述第二感光膜清洗去除。

在步骤111中，所述第一金属件包括第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层依次层叠形成所述第一金属件。如图2(b)-图2(c)所示，通过电镀的方式在粘接层102之上形成第一金属层2111。在粘接层102之上压设第一感光膜层2031，并通过曝光、显影的方式在第一感光膜层2031形成多个第一膜层开口2041。在多个第一膜层开口2041中形成第一金属层2111。该第一膜层开口2041的位置可根据所需第一金属件的具体需要来设置。第一金属层2111的材料为金属金。第一金属层2111的厚度范围为0.4-0.7μm。在其他实施例中，该第一金属层2111可以通过溅射的方式形成。但，由于本实施例中第一金属层2111采用的材料为金属金，优选电镀的方式以达到节省材料成本的目的。

如图2(d)-图2(e)所示，在形成第一金属层2111之后，通过电镀的方式在第一金属层2111之上形成第二金属层2112。该第二金属层2112也通过曝光、显影的方式形成。在第一感光膜层2031和第一金属层2111之上压设第二感光膜层2032，并通过曝光、显影的方式在第二感光膜层2032形成多个第二膜层开口2042。在多个第二膜层开口2042中形成第二金属层2112。该第二膜层开口2042的位置可根据所需第一金属件的具体需要来设置。该第二金属层2112的材料可包括金属钛或包括金属镍。可选的，第二金属层的厚度范围为0.4-1.2μm。在其他实施例中，该第二金属层2112可以通过电镀的方式形成。

如图2(f)-图2(g)所示，在形成第二金属层2112之后，通过电镀的方式在第二金属层2112之上形成第三金属层2113。该第三金属层2113也通过曝光、显影的方式形成。在第二感光膜层2032和第二金属层2112之上压设第三感光膜层2033，并通过曝光、显影的方式在第三感光膜层2033形成多个第三膜层开口2043。在多个第三膜层开口2043中形成第三金属层2113。该第三膜层开口2043的位置可根据所需第一金属件的具体需要来设置。该第三金属层2112的材料可包括金属钛或包括金属镍。可选的，第三金属层2113的厚度范围为0.4-1.2μm。在其他实施例中，该第三金属层2113可以通过电镀的方式形成。

经过上述步骤，形成包括第一金属层2111、第二金属层2112和第三金属层2113的第一金属件211。该第一金属件211呈平板状。同样，经过上述步骤，形成包括第一感光膜层2031、第二感光膜层2032和第三感光膜层2033的第一感光膜203。

需要说明的是，在第二金属层2112的厚度满足电连接性能的情况下，也可不设置第三金属层。相应地，在形成第二金属层2112之后，即可形成第一金属件211。同样，在第一金属层2111的厚度等满足电连接性能的情况下，也可不设置第二金属层以及第三金属层，通过形成第一金属层2111直接形成第一金属件211，此时，第一膜层开口2041即为第一开口204。

在步骤112中，如图2(h)和图2(i)所示，在第一感光膜203及第一金属件211上压设第二感光膜205，并在第二感光膜205形成多个第二开口206，在多个第二开口206中形成第二金属件212。具体地，在第一感光膜203及第一金属件211上压设第二感光膜205，并通过曝光、显影的方式在第二感光膜205形成多个第二开口206。在多个第二开口206形成第二金属件212，第二金属件212至少部分位于第一金属件211的上方。具体地，通过植球或者刷金属膏之后回流焊的方式在多个第二开口206中形成第二金属件212。第二金属件212呈球形，相对于平板状，可以实现更多个引脚引出的效果；并且，具有更好的导通散热的特性及焊接效果。更进一步，第二金属件212的数量是多个时，多个第二金属件212呈矩阵排列，能够更进一步增加引出的引脚的数量。

第二金属件212作为引脚，优选地，第二金属件212的材料为金属锡，这是由于在后期步骤中，在将已封装的产品安装至pcb板上时，通常选用锡金属作为焊接材料，因此，前后步骤中均采用相同的金属材料，能够确保良好的上板性。第二金属件212的厚度范围为40-100μm。

在步骤113中，如图2(j)所示，将第一金属件211的两侧的第一感光膜203、以及第二金属件212的两侧的第二感光膜205清洗去除。

接续，在步骤120中，如图2(k)所示，对金属件210进行塑封形成载板201。

在步骤130中，如图2(l)所示，将基板101自载板201的下方去除，露出金属件210的正面及载板201的第一表面2011。基板101与载板201之间的粘接层102为热分离膜，可以通过激光、紫外线及加热的方式，使得热分离膜上的热分离材料在遇热后发泡，进而剥离基板101。在其他一些实施例中，也可直接机械的剥离基板101。

图3是根据本申请一示例性实施例提供的利用上述半导体封装方法得到的载板201的结构示意图。图4是根据本申请一示例性实施例提供的利用上述半导体封装方法得到的载板201的另一角度的结构示意图。

通过以上步骤，即通过塑封的方式形成载板的半导体封装方法，避免了在生成金属件的打孔等工艺中需要预留的载板厚度，有效的地减薄了载板的整体厚度，而且增强了载板的强度，避免了芯片在受力时易碎裂的情况，从而保证后期封装的成功率及产品的良率。

在此之后，即在所述剥离所述基板之后，所述半导体封装方法还包括：

步骤140：在所述载板的第一表面上贴覆芯片，并通过金属连接件连接所述芯片及所述金属件的正面；

步骤150：在所述载板上对所述芯片及所述金属连接件进行塑封形成包封层；

步骤160：对所述载板进行减薄，以使所述载板中相对于所述第一表面设置的第二表面上露出所述金属件远离所述芯片的一端。

在步骤140中，如图5(a)所示，在载板201的第一表面2011上贴覆芯片202，并通过金属连接件220连接芯片202及金属件210的正面。金属连接件220包括第一金属连接件221和第二金属连接件222。第一金属连接件221设于芯片202面向载板201的一面，用于连接芯片202和金属件210的正面。第二金属连接件222一端连接于芯片202远离载板201的一面的功能端，另一端连接于金属件210的正面。

在步骤150中，如图5(b)所示，在载板201上对芯片202及金属连接件220进行塑封形成包封层207。包封层207可采用层压环氧树脂膜或abf(ajinomotobuildupfilm)的方式形成，也可以通过对环氧树脂化合物进行注塑成型(injectionmolding)、压模成型(compressionmolding)或转移成型(transfermolding)的方式形成。

在其他实施例中，为了迎合产品的最终设计，也可以不对芯片202及金属连接件220进行塑封而直接进入步骤160。

在步骤160中，如图5(c)所示，对载板201进行减薄，以使载板201中相对于第一表面2011设置的第二表面2012上露出金属件210远离芯片202的一端。具体实施时，可采用研磨的方法对载板201进行减薄。载板201在减薄后，其第二表面2012与金属件210的下表面可在同一平面内，或大致在同一平面内，以利于后续贴装芯片等操作。

综上步骤后，经过减薄的载板201的厚度仅在100μm以内。

在其他实施例中，如图5(d)所示，也可以仅设置第一金属连接件221连接芯片202和金属件210。具体地，第一金属连接件221为金属柱。接续，如图5(e)所示，在载板201上对芯片202及金属连接件220进行塑封形成包封层207。最后，如图5(f)所示，对载板201中相对于第一表面2011设置的第二表面2012进行减薄，以露出金属件210远离芯片202的一端，即图中金属件210的下表面，而完成制作工艺。

在本申请中，所述装置实施例与方法实施例在不冲突的情况下，可以互为补充。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。