[發明專利]掩膜曝光下利用金屬硬度差優化管腳的封裝件及制造方法

在審

• 申請號: 201510410411.2
• 申請日: 2015-07-13
• 公開（公告）號: CN105047638A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 郭秋衛
• 申請（專利權）人: 郭秋衛
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于集成電路封裝技術領域，具體涉及一種掩膜曝光下利用金屬硬度差優化管腳的封裝件及制造方法。

背景技術

目前，傳統QFN框架利用銅材正反面不同圖形腐蝕得到牢靠引腳的框架結構，框架制作過程工藝復雜，需要精確控制正反面的腐蝕速度和深度，制造過程速度緩慢，對設備精度要求高，其塑封還需要貼膜，存在成本較高的缺點，由于框架銅材厚度較厚，在QFN產品中占用了一定的產品厚度，不利于產品進一步薄型化的發展需求。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種掩膜曝光下利用金屬硬度差優化管腳的封裝件及制造方法，使得管腳更加牢靠。本發明框架制作過程可以不采用腐蝕工藝，塑封前也不需要貼膜，產品在切割分離時切割刀可以不切割金屬，所以大大降低了制造成本和提高了生產效率，也適用于薄型化產品的發展需要。

本發明的技術方案：掩膜曝光下利用金屬硬度差優化管腳的封裝件，所述封裝件主要由第一金屬層、中間金屬層、第三金屬層、芯片、金屬線、塑封體組成；所述第一金屬層、中間金屬層和第三金屬層依次連接形成聯合金屬層，聯合金屬層分為相互分離的左中右三段，所述芯片與聯合金屬層中間段的第三金屬層連接，金屬線連接芯片與聯合金屬層左段和右段的第三金屬層，塑封體包圍第一金屬層、中間金屬層、第三金屬層、芯片、金屬線。

所述中間金屬層為鎳、銅、銀及其復合金屬層。

所述第三金屬層為銀、鈀、金、銅及其合金層的容易球焊的金屬。

所述第一金屬層為銅、錫、鎳或者銀與錫容易焊接的金屬，其硬度較中間金屬層和第三金屬層小。

所述第一金屬層厚度為10～200UM，中間金屬層厚度為2～20UM，第三金屬層厚度為2～20UM。

所述第一金屬層厚度大于中間金屬層和第三金屬層的厚度。

掩膜曝光下利用金屬硬度差優化管腳的封裝件的制造方法，所述方法的具體步驟如下：

第一步，載板制作，載板為金屬或者非金屬；

第二步，腐蝕框架工藝中采取干法或者濕法形成掩膜；

第三步，掩膜曝光形成圖形；

第四步，在圖形間隙中電鍍第一金屬層，厚度為10～200UM，大于掩膜的厚度；

第五步，在第一金屬層上電鍍中間金屬層，厚度為2～20UM，小于第一金屬層的厚度；

第六步，在中間金屬層上電鍍第三金屬層，厚度為2～20UM，小于第一金屬層的厚度；

第七步，去除殘余掩膜后，在載板上，第一金屬層、中間金屬層和第三金屬層依次連接形成了聯合金屬層，聯合金屬層分為相互分離的左中右三段；

第八步，裝片，所述芯片與聯合金屬層中間段的第三金屬層連接；

第九步，打線，金屬線連接芯片與聯合金屬層左段和右段的第三金屬層；

第十步，塑封，塑封體包圍第一金屬層、中間金屬層、第三金屬層、芯片、金屬線；

第十一步，去除載板；

第十二步，切割整條產品形成單個單元。

所述中間金屬層的材料為鎳、銅、銀及其復合金屬層。

所述第三金屬層的材料為銀、鈀、金、銅及其合金層等容易球焊的金屬。

所述第一金屬層的材料為銅、錫、鎳、銀與錫容易焊接的金屬，其硬度較中間金屬層和第三金屬層小，其厚度大于中間金屬層和第三金屬層的厚度。

本發明利用一個掩膜完成所有不同金屬層的電鍍，通過對不同金屬層厚度的控制，達到在電鍍過程中，中間金屬層和第三金屬層自然超出第一金屬層的目的；同時，第一金屬層的硬度比中間金屬層和第三金屬層軟，在塑封時塑封體進一步擠壓第一金屬層，進而中間金屬層和第三金屬層被塑封體嵌住，保證了管腳的牢靠；第一金屬層厚度大于掩膜的目的在于，在鍍第一層金屬時，高于掩膜上面的金屬在電鍍時會因為沒有掩蓋和邊緣效應，而自然形成平面逐步增加的形狀。

附圖說明

圖1為載板示意圖；

圖2為載板上形成掩膜示意圖；

圖3為曝光形成圖形示意圖；

圖4為電鍍第一金屬層示意圖；

圖5為電鍍中間金屬層示意圖；

圖6為電鍍第三金屬層示意圖；

圖7為去除掩膜示意圖；

圖8為裝芯片示意圖；

圖9為打線示意圖；

圖10為塑封示意圖；

圖11為去除載板示意圖；

圖12為切割整條產品形成單個單元示意圖。

圖中，1-載板、2-掩膜、3-第一金屬層、4-中間金屬層、5-第三金屬層、6-芯片、7-金屬線、8-塑封體。