[實(shí)用新型]一種先進(jìn)四邊扁平無(wú)引腳封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220700797.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203134779U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦飛;夏國(guó)峰;安彤;劉程艷;武偉;朱文輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L23/31
• 分類號(hào): H01L23/31;H01L23/495
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體元器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到先進(jìn)四邊扁平無(wú)引腳封裝。?

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本電腦等朝著小型化，便攜式，超薄化，多媒體化以及滿足大眾化所需要的低成本方向發(fā)展，高密度、高性能、高可靠性和低成本的封裝形式及其組裝技術(shù)得到了快速的發(fā)展。與價(jià)格昂貴的BGA等封裝形式相比，近年來(lái)快速發(fā)展的新型封裝技術(shù)，即四邊扁平無(wú)引腳QFN（Quad?Flat?Non—lead?Package）封裝，由于具有良好的熱性能和電性能、尺寸小、成本低以及高生產(chǎn)率等眾多優(yōu)點(diǎn)，引發(fā)了微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域的一場(chǎng)新的革命。?

圖1A和圖1B分別為傳統(tǒng)QFN封裝結(jié)構(gòu)的背面示意圖和沿I-í?剖面的剖面示意圖，該QFN封裝結(jié)構(gòu)包括引線框架11，塑封材料12，粘片材料13，IC芯片14，金屬導(dǎo)線15，其中引線框架11包括芯片載體111和圍繞芯片載體111四周排列的引腳112，IC芯片14通過(guò)粘片材料13固定在芯片載體111上，IC芯片13與四周排列的引腳112通過(guò)金屬導(dǎo)線15實(shí)現(xiàn)電氣連接，塑封材料12對(duì)IC芯片14、金屬導(dǎo)線15和引線框架11進(jìn)行包封以達(dá)到保護(hù)和支撐的作用，引腳112裸露在塑封材料12的底面，通過(guò)焊料焊接在PCB等電路板上以實(shí)現(xiàn)與外界的電氣連接。底面裸露的芯片載體111通過(guò)焊料焊接在PCB等電路板上，具有直接散熱通道，可以有效釋放IC芯片14產(chǎn)生的熱量。與傳統(tǒng)的TSOP和SOIC封裝相比，QFN封裝不具有鷗翼狀引線，導(dǎo)電路徑短，自感系數(shù)及阻抗低，從而可提供良好的電性能，可滿足高速或者微波的應(yīng)用。裸露的芯片載體提供了卓越的散熱性能。?

隨著IC集成度的提高和功能的不斷增強(qiáng)，IC的I/O數(shù)隨之增加，相應(yīng)的電子封裝的I/O引腳數(shù)也相應(yīng)增加，但是傳統(tǒng)的四邊扁平無(wú)引腳封裝件，單圈的引腳圍繞芯片載體呈周邊排列，限制了I/O數(shù)量的提高，滿足不了高密度、具有更多I/O數(shù)的IC的需要。傳統(tǒng)的引線框架無(wú)臺(tái)階式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)法有效的鎖住塑料材料，導(dǎo)致引線框架與塑封材料結(jié)合強(qiáng)度低，易于引起引線框架?與塑封材料的分層甚至引腳或芯片載體的脫落，而且無(wú)法有效的阻止?jié)駳庋刂€框架與塑封材料結(jié)合界面擴(kuò)散到電子封裝內(nèi)部，從而嚴(yán)重影響了封裝體的可靠性。傳統(tǒng)QFN產(chǎn)品由于芯片載體的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于周邊排列的引腳的尺寸，在焊接在PCB等電路板時(shí)，芯片載體下的大面積焊料易造成封裝體的漂移，從而導(dǎo)致周邊排列的引腳焊接的失效。傳統(tǒng)QFN產(chǎn)品在塑封工藝時(shí)需要預(yù)先在引線框架背面粘貼膠帶以防止溢料現(xiàn)象，待塑封后還需進(jìn)行去除膠帶、塑封料飛邊等清洗工藝，增加了封裝成本增高。使用切割刀切割分離傳統(tǒng)的四邊扁平無(wú)引腳封裝件，切割刀在切割塑封材料的同時(shí)也會(huì)切割到引線框架金屬，不僅會(huì)造成切割效率的降低和切割刀片壽命的縮短，而且會(huì)產(chǎn)生金屬毛刺，影響了封裝體的可靠性。因此，為了突破傳統(tǒng)QFN的低I/O數(shù)量的瓶頸，提高封裝體的可靠性和降低封裝成本，急需研發(fā)一種高可靠性、低成本、高I/O密度的先進(jìn)QFN封裝及其制造方法。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種面陣引腳排列、先進(jìn)QFN封裝及其制造方法，以達(dá)到突破傳統(tǒng)QFN的低I/O數(shù)量的瓶頸和提高封裝體的可靠性的目的。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：?

本實(shí)用新型提出一種先進(jìn)四邊扁平無(wú)引腳封裝件結(jié)構(gòu)，包括以下兩種方案：?

方案一：?

芯片載體配置于封裝結(jié)構(gòu)的中央部位，芯片載體下方具有用于接地的引腳，相鄰引腳之間具有凹槽，外圍的引腳具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)。多個(gè)引腳圍繞芯片載體呈多圈排列，具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)。第一金屬材料層配置于芯片載體和多個(gè)引腳的上表面位置，第二金屬材料層配置于芯片載體和多個(gè)引腳的下表面位置。IC芯片通過(guò)粘貼材料配置于芯片載體上表面位置的第一金屬材料層上。絕緣填充材料配置于芯片載體和引腳的臺(tái)階結(jié)構(gòu)下，以及芯片載體的凹槽中。?

IC芯片的多個(gè)鍵合焊盤(pán)通過(guò)金屬導(dǎo)線分別連接至芯片載體和引腳配置的第一金屬材料層上。塑封材料包覆密封上述IC芯片、粘貼材料、金屬導(dǎo)線、芯片載體和引腳和第一金屬材料層，暴露出配置于芯片載體和引腳下表面的第二金屬材料層。?

方案二：?