[發明專利]密節距小焊盤銅線鍵合雙IC芯片堆疊封裝件及其制備方法

有效

• 申請號: 201110408630.9
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102437147A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 慕蔚;李習周;郭小偉
• 申請（專利權）人: 天水華天科技股份有限公司;華天科技（西安）有限公司
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00;H01L23/495;H01L21/60
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 鮮林

技術領域

本發明屬于電子信息自動化元器件制造技術領域，涉及一種IC芯片封裝件，具體說是一種密節距小焊盤銅線鍵合雙IC芯片堆疊封裝件，本發明還涉及該封裝件的制備方法。

背景技術

隨著電子信息產業的高速發展，芯片制造業邁入了納米時代，芯片制造的工藝尺寸從90nm縮小到45nm，再到30nm、13nm快速遞進。芯片的幾何尺寸也越來越小，由1.0mm×1.0mm到0.8mm×0.8mm、0.5mm×0.5mm、0.3mm×0.3mm，最小0.15mm×0.15mm，相應地，芯片制造中使用的焊盤節距也由120μm逐步縮小到100μm、70μm、60μm、50μm和45μm。劃道也由100μm逐漸縮小到70μm、60μm、50μm和45μm。使得焊盤尺寸也由最初的100μm×100μm漸次縮小為70μm×70μm、55μm×55μm、最小為38μm×38μm。焊盤尺寸的變化給鍵合工藝帶來了難題和巨大的挑戰。

正常的球焊鍵合工藝中，焊球的直徑大于/等于線徑的2倍，小于線徑的5倍為合格。一般金線焊球的直徑可控制在2～2.3(倍)?線徑，銅線焊球的直徑可控制在2.5～?3(倍)?線徑。對于38μm×38μm的焊盤，相鄰焊盤間距41μm～43μm，只能使用Φ15μm～Φ16μm的焊線，并且鍵合焊球的直徑必須控制在37μm以內。那么金線無論Φ15μm（2.3×15=34.5＜37）或取上限16（16×2.3=36.8＜37）,均符合壓焊要求。而銅線無論Φ15μm（取下限15×2.5=37.5＞37），還是16μm（取上限16×2.5=40＞37），都不符合壓焊要求。并且從壓焊質量檢驗的角度講，相鄰鍵合線間的空隙應等于2倍的焊線直徑。實際上，去除線徑，相鄰焊線間空隙1.69～1.86倍線徑，相鄰兩鍵合線間距也不能滿足一般質量要求。但是，實踐證明，隨著焊線質量的提高、線徑規格的增多，封裝技術的發展和高密度封裝形式及產品的增加，在保證塑封沖線率滿足工藝要求的前提下，焊線與焊線間不短路，相鄰引線間空隙大于1倍的線徑也被行業公認可以滿足焊線工藝要求。但對密節距小焊盤的鍵合而言，鍵合球的直徑很難控制，稍不注意，鍵合球會超出焊盤，造成相鄰焊點短路，導致產品報廢。另外，由于線間距過小，打第二根線時會碰到前一根線，造成前一根線的損傷。所以說，節距≤43μm的密節距小焊盤（38μm×38μm）產品鍵合的最大難度是鍵合點焊球直徑的控制和碰傷相鄰焊線的問題。

發明內容

本發明為了解決現有節距≤43μm、38μm×38μm的密節距小焊盤IC芯片銅線鍵合中存在相鄰焊點間短路和碰傷相鄰焊線的問題，提供一種相鄰焊點不易短路的密節距小焊盤銅線鍵合雙IC芯片堆疊封裝件，本發明的另一目的是提供一種上述封裝件的制備方法，在鍵合過程中能夠控制鍵合球的直徑，并且能避免碰傷相鄰焊線，實現多芯片堆疊鍵合封裝。

本發明的技術問題采用下述技術方案解決：

一種密節距小焊盤銅線鍵合雙IC芯片堆疊封裝件，包括塑封體，塑封體內設有引線框架載體和框架引線內引腳，引線框架載體的上面固接有第一IC芯片，第一IC芯片上堆疊有第二IC芯片，所述第一IC芯片和第二IC芯片的上表面分別設置多個焊盤，所述多個焊盤組成平行設置的兩列焊盤組，?分別為第一焊盤組和第二焊盤組，每個焊盤上植有金球，每個金球上接一第一銅鍵合球，所述第二IC芯片與第一IC芯片之間在對應的金球上拱絲拉弧形成第三銅鍵合線。

所述第一焊盤組和第二焊盤組間隔的焊盤上分別焊接有一個金球，所述第一焊盤組中的金球與第二焊盤組中的金球交錯設置，每個金球上焊接一個第一銅鍵合球，每列焊盤組中未焊接金球的焊盤上分別焊接一個第二鍵合球，并在對應的框架引線內引腳上打一銅鍵合點，形成第二銅鍵合線。

所述每列焊盤組中相鄰兩焊盤之間留有空隙，焊盤的外形尺寸為?38μm×38μm，焊盤的節距為43μm。

所述第一銅鍵合球采用Φ15μm銅線制成，其直徑為35μm～38μm。

所述第二銅鍵合球采用Φ15μm銅線制成，其直徑為34μm～37μm。

所述金球的直徑為30μm～36.8μm。

上述封裝件按下述工藝步驟進行：

步驟1?：減薄、劃片

常規方法將晶圓減薄至210μm并劃片；

步驟2?

a）一次上芯

?采用載體不外露的引線框架，將已減薄并劃片的第一IC芯片固定在引線框架載體上，依次粘完所有第一IC芯片后，將第一IC芯片收料到傳遞盒；

b)二次上芯?