[發明專利]帶焊球面陣列四邊無引腳IC芯片堆疊封裝件及生產方法

有效

• 申請號: 201310749972.6
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103730443A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 慕蔚;李習周;邵榮昌;王永忠
• 申請（專利權）人: 天水華天科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L21/60;H01L25/16
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 李琪

技術領域

本發明屬于電子信息自動化元器件技術領域，涉及一種IC芯片堆疊封裝件，具體涉及一種帶焊球面陣列四面扁平無引腳（Area?Array?Quad?Flat?No?Lead?Package，簡稱AAQFN）IC芯片堆疊封裝（Package?In?Package?，簡稱PiP）件；本發明還涉及一種該封裝件的生產方法。?

背景技術

雖然近2年國內已開始研發多圈QFN，由于框架制造工藝難度較大，只有個別國外供應商能設計、生產，但還是受相關公司專利的限制，相對引腳較少，研發周期長，并且封裝多圈QFN限于引線框架制造商，不能滿足短、平、快，不同芯片的靈活應用的要求。也不能滿足高密度、多I/Ｏ封裝的需求。?

發明內容

?本發明的目的是提供一種帶焊球面陣列四面扁平無引腳IC芯片堆疊封裝件，不受限于引線框架，滿足高密度、多I/Ｏ封裝以及不同芯片封裝的要求。

本發明的另一個目的是提供一種上述IC芯片堆疊封裝件的生產方法。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種帶焊球面陣列四邊無引腳IC芯片堆疊封裝件，包括裸銅框架，裸銅框架上設有第一凹槽和多個安放槽，相鄰兩個安放槽之間設有隔墻，裸銅框架正面倒裝有帶凸點的IC芯片，該IC芯片上的芯片凸點伸入安放槽內，芯片凸點與安放槽之間的空隙填充有下填料，裸銅框架正面塑封有第二塑封體，第一凹槽兩側分別為第一引腳和第二引腳；第一凹槽底部與鈍化體相連，第一引腳通過鈍化體與第二引腳相連接，第一引腳底部設有第二連接層；與第二引腳相鄰的安放槽底部通過第一連接層與第二引腳底部相連接，其余安放槽底部均設有第一連接層，所有的第一連接層和所有的第二連接層均不相連，每個第一連接層底部和每個第二連接層底部均設有錫焊球，所有鈍化體表面和所有連接層表面塑封有第一塑封體，所有的錫焊球均露出第一塑封體外；帶凸點的IC芯片依次堆疊有兩層IC芯片，位于下方的IC芯片通過第一鍵合線與第二引腳相連，同時通過第四鍵合線與第一引腳相連；位于上方的IC芯片通過第二鍵合線與位于下方的IC芯片相連，位于上方的IC芯片通過第三鍵合線與第一引腳相連。

本發明所采用的另一個技術方案是：一種上述帶焊球面陣列四邊無引腳IC芯片堆疊封裝件的生產方法，具體按以下步驟進行：

步驟1：晶圓減薄劃片；

步驟2：在裸銅框架正面均勻涂覆光刻膠，形成光刻膠層；在60℃～70℃的溫度下烘烤（25±5）分鐘；然后對準曝光、顯影、定影，在光刻膠層上形成多個第二凹槽和多個第三凹槽，在120℃±5℃的溫度下堅膜（30±5）分鐘；然后在第二凹槽對應的裸銅框架正面蝕刻出第一凹槽，第三凹槽對應的裸銅框架正面蝕刻出第四凹槽，相鄰兩個第四凹槽之間形成隔墻，去除光刻膠層；

步驟3：在裸銅框架蝕刻出第一凹槽和第四凹槽的表面均勻涂覆第一鈍化層，第一鈍化層同時覆蓋第一凹槽表面和第三凹槽表面；然后在第四凹槽底部的第一鈍化層上刻蝕出UBM₁窗口，在第一凹槽兩側裸銅框架表面的第一鈍化層上刻蝕出框架焊盤窗口；

步驟4：高頻濺射多金屬層，在第四凹槽內表面形成UBM₁層；在框架焊盤窗口上形成框架焊盤，去除多余金屬層，使得相鄰第四凹槽內的UBM₁層不相連，框架焊盤窗口與UBM₁層不相連，第四凹槽和該第四凹槽內的UBM₁層構成安放槽；UBM₁層的結構與框架焊盤的結構相同，均由三層金屬層或者兩層金屬層構成，當采用三層金屬層時，該三層金屬層為依次設置的第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層；當采用兩層金屬層時，該兩層金屬層為依次設置的第一金屬層和第三金屬層；第一金屬層為Cu層、Ni層或Cr層，第二金屬層為Ni層、Cr層，第三金屬層為Au層；第一金屬層與第一鈍化層和第四凹槽底面相連接；

步驟5：將帶凸點的IC芯片倒裝上芯于裸銅框架上，芯片凸點伸入安放槽內；然后采用帶真空吸附的下填充模具對芯片凸點與安放槽之間的空隙進行下填充，使芯片凸點與框架通過下填料絕緣；

步驟6：在帶凸點的IC芯片背面堆疊第二IC芯片，烘烤，然后從第二IC芯片向位于第一凹槽和安放槽之間的框架焊盤打第一鍵合線，從第二IC芯片上的焊盤向位于第一凹槽外側的框架焊盤打第四鍵合線；

步驟7：在第二IC芯片上堆疊第三IC芯片，烘烤，然后從第三IC芯片向第二IC芯片打第二鍵合線，再從第三IC芯片向裸銅框架上位于第一凹槽外側的框架焊盤上打第三鍵合線；