[發明專利]超薄塑封半導體元器件框架、元器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201410256976.5
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN103985677A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 周祥兵
• 申請（專利權）人: 揚州江新電子有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/28;H01L21/56;H01L21/50
• 代理公司: 北京市京大律師事務所 11321
• 代理人: 方曉明

技術領域

本發明涉及到一種超薄塑封半導體元器件框架、元器件及其制備方法，屬于半導體元器件制造領域。

背景技術

????隨著電子產品的輕薄化及產品性能的多功能化，產品的組裝方式逐漸多芯片化，封裝形式由貼片式逐步替代了插件式，且朝著微型化、超薄化的方面發展。這就需要依賴先進的設計技術、材料技術，特別是Mems技術等來實現這一系列的目標。Mems技術的發展使微型元器件及模塊的研發提高到了一個新的水平，利用微電子機械加工技術將微米級的敏感元件、信號處理器、數據處理裝置集成在同一芯片上已逐漸成為芯片設計的主流發展技術，同時，對于由于客觀原因不能組合設計的芯片，往往采用多芯片組裝的方式，來實現產品多功能的需要。

多芯片組裝工藝中，經常會遇到芯片間的厚薄不同，大小不一的情況，這會導致整個成品的封裝尺寸變大（長、寬、高度）。以貼片速度傳感器為例，如圖1所示，使用平面框架，框架上組裝有1個芯片3，框架1的厚度為0.11mm，由于操作時焊絲4的弧度需要達到0.10mm才能保證焊絲不會接觸到框架或者芯片的其他位置，因此塑封體6的厚度需要達到0.45mm才能保證不露絲，亦即現有技術的速度傳感器最低厚度為0.45mm。對于目前越做越薄的電子產品例如手機、平板電腦而言，封裝的半導體元器件的尺寸特別是厚度嚴重影響其超薄化進程。而且由于框架材料與封裝材料的異質性，封裝半導體元器件使用一段時間后容易開裂，影響產品質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種能有效降低芯片封裝厚度的超薄塑封半導體元器件框架。

為達到發明目的，本發明采用的技術方案為：一種超薄塑封半導體元器件框架，用于一個以上的芯片組裝，所述框架上通過機械模壓或腐蝕的方法形成一層以上用于容納芯片的臺階，框架在臺階位置的厚度小于框架其他位置的厚度，同一臺階位置的厚度相同，不同臺階位置的厚度可以不相同。

優選的，所述框架所用材料為銅合金。

本發明還公開了一種超薄塑封半導體元器件，包括：

一上述的超薄塑封半導體元器件框架；

一個以上的芯片，粘合在超薄塑封半導體元器件框架的臺階位置；

多個焊絲和引腳，焊絲一端連在芯片上，另一端與引腳連接；

塑封體，超薄塑封半導體元器件框架的全部或部分、芯片的全部、焊絲的全部和引腳的部分封裝在塑封體中。

優選的，所述框架位于塑封體以內、不會被芯片覆蓋的部分設有多個通孔，所述通孔直徑小于0.1mm。

優選的，框架以其上塑封體厚的一面為正面，另一面為反面，所述通孔位于框架正面的一端直徑小于位于框架反面的一端直徑。

優選的，所述引腳位于塑封體以內的部分設有多個通孔，所述通孔直徑小于0.1mm。

本發明還公開了上述的超薄塑封半導體元器件的制備方法，其步驟包括：

a、?將合適厚度的銅合金片材切成框架形狀，清潔框架表面；

b、??????????????在框架不需要形成臺階的位置表面上均勻涂覆一層抗蝕液，將框架浸入腐蝕液中進行腐蝕，腐蝕到預定厚度時取出，形成第一層臺階，其中腐蝕液的配方為：水中添質量分數為10~15%的FeCl₃、3~5%的CuCl₂和2~4%的HCl；

c、?有需要的時候，重復步驟b形成第二層或者更多層臺階；

d、??????????????用溫度50~60℃，質量分數為4-8%的NaOH溶液噴淋框架表面以去除表面涂覆的抗蝕液，噴淋壓力為2~3kg/cm²，然后用30~40℃的水噴淋框架表面；

e、?在溫度350-400℃下，將芯片置于框架的臺階位置上，芯片表面的背金層熔化，與框架臺階表面融合，形成歐姆接觸；

f、?將銅質焊接引線的一端焊接在芯片的焊區，另一端焊接在引腳上，形成芯片與引腳之間的焊絲；

g、??????????????將焊接后的框架整體放入澆注模具中，使框架、芯片、焊絲的全部及引腳與焊絲焊接的一端位于澆注腔內，再將由二氧化硅、環氧樹脂、硅微粉組分的包封材料加熱融化后注入澆注腔中，待其冷卻固化后取出。

優選的，步驟c完成后，將框架整體和引腳全部涂覆一層抗蝕液，在框架不會被芯片覆蓋的位置以及引腳將要被封裝的一端將抗蝕液融化出一個個的細孔，細孔在框架正反面的位置一一對應，其中框架反面位置的細孔直徑大于框架正面位置對應的細孔直徑，然后將框架浸入腐蝕液中進行腐蝕，腐蝕到通孔形成后取出，再進行步驟d。