[發明專利]一種半導體封裝中封裝系統結構及制造方法

有效

• 申請號: 201110456464.X
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102446882A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 秦飛;夏國峰;安彤;劉程艷;武偉;朱文輝
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/495;H01L23/31;H01L21/50;H01L21/60;H01L21/56;H01L21/78
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種半導體封裝中封裝系統結構，其特征在于包括：

引線框架，沿厚度方向具有臺階式結構，具有上表面、下表面和臺階表面，其中引線框架包括芯片載體、多個引腳：

芯片載體，配置于引線框架中央部位，芯片載體四邊邊緣部位沿厚度方向具有臺階式結構，以及

多個引腳，配置于芯片載體四周，圍繞芯片載體呈多圈排列，沿厚度方向具有臺階式結構，其中每個引腳包括配置于該上表面的內引腳和配置于該下表面的外引腳；

第一金屬材料層，配置于引線框架的上表面位置；

第二金屬材料層，配置于引線框架的下表面位置；

引線鍵合的IC芯片，通過粘貼材料配置于引線框架上表面位置的第一金屬材料層上，且配置于芯片載體的中央部位；

具有凸點的IC芯片，通過倒裝焊接配置于具有第一金屬材料層的多個引腳的內引腳上；

引線鍵合的IC芯片配置于具有凸點的IC芯片與引線框架之間；絕緣填充材料，配置于引線框架的臺階式結構下；

金屬導線，引線鍵合的IC芯片上的多個鍵合焊盤通過金屬導線分別連接至配置有第一金屬材料層的多個引腳的內引腳；

塑封材料，包覆引線鍵合的IC芯片、具有凸點的IC芯片、粘貼材料、引線框架和第一金屬材料層，形成封裝件。

2.根據權利要求1所述的一種半導體封裝中封裝系統結構，其特征在于，上述引線框架具有多個圍繞芯片載體排列的引腳，引腳橫截面形狀為圓形或矩形，排列圈數為單圈、雙圈、三圈或三圈以上，多圈引腳排列方式為平行排列或交錯排列。

3.根據權利要求1所述的一種半導體封裝中封裝系統結構，其特征在于，具有凸點的IC芯片上的凸點的排列方式為單圈、雙圈或三圈以上排列。

4.根據權利要求1所述的一種半導體封裝中封裝系統結構，其特征在于，具有凸點的IC芯片上的凸點為無鉛焊料凸點、含鉛焊料凸點或者金屬凸點。

5.根據權利要求1所述的一種半導體封裝中封裝系統結構的制造方法，其特征在于包括：

配置掩膜材料層，在薄板基材的上表面和下表面配置具有窗口的掩膜材料層圖形；

配置第一金屬材料層和第二金屬材料層，在配置于薄板基材上表面和下表面的掩膜材料層的窗口中分別配置第一金屬材料層和第二金屬材料層；

下表面選擇性部分蝕刻，移除薄板基材下表面的掩膜材料層，以第二金屬材料層為抗蝕層，對薄板基材下表面進行選擇性部分蝕刻，形成凹槽；

配置絕緣填充材料，在薄板基材下表面經選擇性部分蝕刻形成的凹槽中填充絕緣材料；

上表面選擇性部分蝕刻，移除薄板基材上表面的掩膜材料層，以第一金屬材料層為阻蝕層，對薄板基材上表面進行選擇性部分蝕刻，形成具有臺階式結構的引線框架，包括分離的芯片載體和多圈引腳；

配置引線鍵合的IC芯片，通過粘貼材料將引線鍵合的IC芯片配置于引線框架上表面位置的第一金屬材料層上，且配置于芯片載體的中央部位；

金屬導線鍵合連接，引線鍵合的IC芯片上的多個鍵合焊盤通過金屬導線分別連接至配置有第一金屬材料層的多個引腳的內引腳；

第一次塑封，用塑封材料包覆引線鍵合的IC芯片、粘貼材料、金屬導線、芯片載體和具有第一金屬材料層的多個引腳，形成封裝件；

配置具有凸點的IC芯片，通過倒裝上芯設備將具有凸點的IC芯片倒裝焊接配置于具有第一金屬材料層的多個引腳的內引腳上，通過回流焊或者熱壓焊實現凸點與多個引腳的內引腳相連，具有凸點的IC芯片通過粘貼材料配置于第一次塑封后的封裝件上；

第二次塑封，用塑封材料包覆具有凸點的IC芯片、凸點、第一次塑封后的封裝件、粘貼材料和具有第一金屬材料層的多個引腳，形成產品陣列；

切割分離形成單個封裝系統，切割分離形成獨立的單個封裝系統。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，半導體封裝中封裝系統結構通過兩次塑封工藝形成。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，切割分離形成單個封裝件，是用刀片切割、激光切割或者水刀切割方法切割，且僅切割塑封材料和絕緣填充材料。