用於端子的側鍍的雷射加工的製作方法

2023-05-28 06:16:11 3

專利名稱：：用於端子的側鍍的雷射加工的製作方法
技術領域：
：本發明總地涉及集成電路(IC)封裝，並且更特別地，涉及鍍覆和分割IC封裝的方法。
背景技術：
：上面形成有集成電路的矽晶片非常的小，使得它們對損傷是敏感的並且難以操作，並且許多IC晶片被封裝在殼體中以保護晶片並且提供能被附接到基板比如印製電路板(PCB)上的電路的較大的接點引線。組裝該類型的IC封裝的常見方法是在IC封裝的組裝過程中將作為機械支架的「引線框架」附接到晶粒(die)。引線框架的一部分被剪切而僅留下引線以提供製成品的外部連接部。引線框架包括「晶粒粘結焊墊(dieattachpad)」和「引線」，晶粒附接到「晶粒粘結焊墊」，並且「引線」提供外部電氣連接。晶粒、粘結劑、配線和引線框架被封閉在外殼中，所述外殼可以是模製的塑料部件或者是模製化合物(moldcompound)的外模，其中端子在所述外殼的外表面上暴露。在特定構造的IC封裝中，比如雙邊扁平無引腳(DFN)封裝或者方形扁平無引腳封裝(QFN)，端子暴露於IC封裝的下側。圖IA和圖IB繪出了典型IC封裝，該典型IC封裝的端子不從外殼突出而是在IC封裝的下側和側面暴露，其中圖IA是俯視圖，圖IB是同一IC封裝的仰視圖。這種IC封裝的構造是緊湊的並且使將IC封裝安裝在PCB上所需要的面積最小化。這種類型的IC封裝的一個困難在於不能目視地檢測端子與PCB的接觸焊墊之間的焊點。必須使用X-射線圖像來進行對該類型的IC封裝的焊點的檢測。已經發現，在端子的外側下角處產生缺口會在生成良好的焊點時產生焊接圓角(solderfillet)。替換用X-射線照射焊點以確認已經形成良好焊點來檢測該焊接圓角是可能的。取消X-射線檢測可以降低產品線的成本和複雜性並提高生產率。在Fogelson等人的美國專利第6608366號中公開了通過鋸切產生缺口。所公開的工藝要求第一半厚度鋸切產生缺口，並要求第二較薄鋸切以分割IC封裝。鋸片在IC封裝的製造過程中是顯著的花費，並且在分割之前需要進行半厚度鋸切增加了製造工藝的成本。
發明內容存在對於在IC封裝製造工藝中在引線框架的匯流排中產生缺口的低成本方法的需要。使用雷射從蝕刻槽移除模製化合物使得不需要在IC封裝已經被包模之後進行半厚度鋸切，並且可以總體上節約製造工藝中的成本。在一定的實施方式中，公開了鍍覆集成電路(IC)封裝的端子所在側的一部分的方法。所述方法包括如下步驟將IC晶粒附接到引線框架，所述引線框架包括具有厚度的匯流排；減小所述匯流排的一部分的厚度，所述厚度減小部分具有寬度；用模製化合物包模所述引線框架；用雷射從所述匯流排的所述厚度減小部分移除所述模製化合物；用焊劑可溼(solder-wettable)材料塗覆所述匯流排的所述厚度減小部分；和在所述匯流排的所述厚度減小部分內貫穿切割所述匯流排的厚度，其中所述切割口的寬度小於所述匯流排的所述厚度減小部分的寬度。在一定的實施方式中，公開了產生生成能夠被目視檢查的焊劑端子的方法。所述方法包括如下步驟蝕刻引線框架的匯流排，其中所述匯流排具有下側，並且所述蝕刻從所述下側移除所述匯流排的一部分上的材料，所蝕刻部分具有帶寬度的面；以足夠的能量和足夠的持續時間雷射照射所述匯流排的所述蝕刻部分以從所述蝕刻部分移除材料；用焊劑可溼材料塗覆所述匯流排的蝕刻部分；和貫穿切割所述匯流排的所述蝕刻部分，其中所述切割口具有的寬度小於所述蝕刻部分的寬度。被包括用以提供進一步的理解並且被整合在說明書中且構成說明書的一部分的附圖示出了所公開的實施方式並且與說明書一起用以解釋所公開的實施方式的原理。在附圖中圖IA至圖IB是具有在封裝主體的底部暴露的端子的QFNIC封裝的透視圖。圖2A是引線框架的框架的透視圖。圖2B是QFN器件的框架的一部分的平面圖。圖3A是根據本公開的特定方面的、在IC塊已經被附接到晶粒粘結焊墊並且框架已經包模之後，圖2中的引線框架的框架的一部分的截面圖。圖3B至圖3D繪出了根據本公開的特定方面來產生斜削的端子的工藝步驟。圖4A至圖4B示出了根據本公開的特定方向的、具有斜削的端子的IC封裝與具有標準端子的IC封裝之間的比較。圖5示出了根據本公開的特定方面的由斜削的端子被附接到PCB之後產生的焊點ο圖6是示出根據本公開的特定方面的形成斜削的端子的工藝的流程圖。具體實施例方式這裡公開的方法說明了在IC封裝被焊接到PCB時IC封裝端子可以如何被斜削以產生可目視檢查的焊點。該加工蝕刻框架中的、在各個IC封裝將從框架被分割的區域中的匯流排，並且用雷射清理蝕刻區域並從蝕刻區域的表面移除任何的模製化合物或者其它的汙物。頻繁地進行蝕刻以減小在隨後鋸切加工中待被切割的金屬的量，延長鋸的壽命並由此減小製造成本。所清理的蝕刻區域在匯流排的下側被鍍覆焊劑可溼的金屬的同時被鍍覆。IC封裝然後沿蝕刻區域的中心利用窄鋸被切割，在由切割匯流排形成的端子的下部外側角處留下一部分蝕刻區域作為斜削部。在下面的詳細說明中，提出了若干具體細節以提供對本公開的完整理解。但是，對於本領域技術人員而言清楚地的是，本公開中的實施方式可以不採用所述具體細節中的一些細節來實踐。在一些示例中，未詳細示出人所熟知的結構和技術，以免模糊本公開。圖IA和圖IB是具有在封裝主體4的底部上暴露的端子6的QFNIC封裝2的透視圖。在本示例中，IC封裝2沿其四個側邊中的每一個側邊，具有約11個端子。端子6直接布置在IC封裝2所焊接的PCB(未示出)上的接合連接焊墊上方。圖2B示出了圖IA的IC封裝的下側，其中能夠觀察到，晶粒粘結焊墊8暴露使得其能夠熱耦合到PCB(未示出)以耗散熱。圖2A是引線框架14的框架10的透視圖，其中框架10中的與引線框架14相關聯的部分以虛線框12示出。引線框架14包括晶粒粘結焊墊14A和一組相關聯的引線，所述引線全部彼此連接並在內部連接到相鄰單元而形成匯流排16，以保證將它們短接在一起並在加工過程中提供機械整體性。各個引線框架14接著通過沿虛線框12的周邊鋸穿每個單元之間的「通道(street)」而被分割。該分割加工也限定了引線端子的長度和封裝輪廓的尺寸。在特定實施方式中，引線框架14可以不包括晶粒粘結焊墊14A。在一些實施方式中，圖3A的IC晶粒20可以附接到引線框架14的底部，比如對於直接附接到引線的倒裝晶片。在其它的實施方式中，比如對於「引線上晶片(chiponlead)」或者「引線上倒裝晶片(flipchiponlead)」型IC封裝，IC晶粒20可以附接到引線的頂部。在不偏離本公開的範圍的前提下，到引線框架的晶粒附接的這些和其它的變形對本領域技術人員而言是已知的或將是顯而易見的。圖2B是QFN器件的框架10的一部分的平面圖。虛線框12標示圖4B的IC封裝40的範圍，包括晶粒粘結焊墊14A和跨接所述虛線框的周邊的匯流排16。圖3A是根據本公開的特定方面的、圖2的引線框架14的框架10的一部分在晶粒20已經被附接到晶粒粘結焊墊14A並且框架10已經被包模之後的截面圖。該截面圖沿圖2中的截面3-3取得。包模處理形成塑料模製化合物22的板料，其完全地覆蓋單元陣列，所述陣列單元中的每個單元均包括晶粒20、晶粒到晶粒粘結焊墊粘結劑(未示出)、晶粒接合線(未示出)和晶粒粘結焊墊14A。由於端子的表面在模製之後必須暴露，它們通過覆蓋框架10的整個底側的膠帶(未示出)而與模製化合物密封隔開。模製化合物22流入匯流排16下方的蝕刻區域，如根據圖3A能夠觀察到的，同時匯流排16的其餘部分的下側和晶粒粘結焊墊14A的下側保持沒有模製化合物22。圖3B至圖3D繪出了根據本公開的特定方面來產生斜削的端子36的加工步驟。在圖3B中，雷射束已經被定向在蝕刻槽30上方，並燒除在圖3A中的這些槽30中填充的模製化合物22。提供該雷射束的雷射可以是與用於對IC封裝40的外部塑料進行雷射打標的雷射相同的雷射或者與用於雷射去毛刺的雷射相同的雷射。使用作為生產線的已有部分的雷射可以減小用於實現此工藝的加工和裝備成本。已經發現具有近似20瓦的輸出功率和由模製化合物22吸收的頻率的雷射足以從槽30移除模製化合物22。在圖3C中，焊劑可溼材料的塗層24已經施加到晶粒粘結焊墊14A和匯流排16的暴露表面。在本示例中，這是可焊接金屬比如錫的鍍層。能夠看出，該塗層24覆蓋槽30及平面。圖3D繪出了在分割切割口32已經穿過槽30的中心以分離IC封裝40之後的框架10。這些切割口32是在圖2B中沿IC封裝周圍的虛線框12製成。分割切割口32的寬度小於槽30的寬度，使得塗覆斜削部38、或者缺口保持在通過貫穿切割匯流排16而形成的端子36的角部處。圖4A和圖4B示出了根據本公開的特定方面的具有斜削端子36的IC封裝40與具有標準端子52的IC封裝50的比較。IC封裝40的塗覆斜削部38提供了在端子36所在側上的豎直可焊接表面，而標準IC封裝50的端子52實際上沒有豎直可焊接表面並且因此焊劑將不塗覆端子52所在側，使得不能目視檢查焊點。圖5示出了根據本公開的特定方面的、在附接到PCB60之後由斜削端子36產生的焊點。PCB60包括基板62、由導電金屬比如銅構成的導電電路布線64、由布線64的用焊劑可溼材料塗覆的區域形成的焊墊66。在本示例中，接觸焊墊66由錫形成。當焊劑68熔化時，溼化整個表面M和66，在接觸焊墊66伸出IC封裝40外圍處的外邊緣形成彎月面70。該彎月面70能夠被目視檢查以確認適當地形成了焊點，使得不需要用X-射線照射焊點以進行該檢查。圖6是示出根據本發明的特定方面的形成斜削端子36的加工的流程圖。在步驟105中，IC晶粒20附接到具有匯流排16的引線框架14。在一些實施方式中，多個引線框架14形成為框架10，其中匯流排16將引線框架14互連。步驟105也可以包括將IC晶粒20的接合線連接到匯流排16，這將形成IC封裝40的引線。在步驟110中，對匯流排16的一部分減小匯流排16的厚度。步驟110可以通過選擇性地蝕刻引線框架14或者框架10來進行，並且可以在步驟105之前進行。有選擇地和部分地蝕刻引線框架的方法對於本領域普通技術人員而言是熟知的。在步驟115中，引線框架14或者框架10用模製化合物22包模。在一些實施方式中，引線框架14形成為條帶，其中所述條帶的一部分被包模以形成包含多個引線框架14的板料。在一些實施方式中，膠帶被施加到引線框架的底面，以掩蓋特定的表面使得這些表面不被塗覆模製化合物22。在步驟120中，模製化合物22通過雷射被從匯流排16的厚度減小的區域中移除。在一些實施方式中，雷射可以移除模製化合物22及同時移除匯流排16的一部分。在匯流排16的厚度減小部分的表面被雷射清理之後，匯流排的暴露區域，厚度減小部分和其餘部分二者，都被塗覆有焊劑可溼材料。在一些實施方式中，所述材料通過鍍覆被施加並且可以是金屬比如錫。在一些實施方式中，引線框架14的全部暴露區域被塗覆。在步驟130中，切割口32貫穿匯流排16的厚度減小部分。在一些實施方式中，這些切割口32比厚度減小部分的寬度小。在多個引線框架14形成為框架10並且被包模在板料內的實施方式中，切割口32分割IC封裝40。能夠看到，所公開的在IC封裝比如DFN或者QFN的封裝的端子的外邊緣處形成斜削部的方法的實施方式，提供了不使用X-射線來檢查將IC封裝附接到PCB的焊點的質量的能力。使用雷射以移除模製化合物，其中雷射可以已經被安裝到生產線以在IC封裝上雷射蝕刻標記，這樣避免了進行附加的鋸切的需要。檢查的減少和/或鋸切成本的降低可以降低IC封裝生產的成本和複雜性。提供先前的說明以使得熟悉本領域的任意人員能夠實踐這裡說明的各種方面。雖然前述內容已經說明了所認為的最佳方式和/或其它的示例，應理解這些方面的各種修改對於本領域技術人員而言是易於顯見的，並且這裡限定的總的原則可以應用於其它的方面。由此，權利要求書並不意圖局限於這裡所示的方面，而可以與書面權利要求一致的整個範圍相符合，其中以不定冠詞單數形式對於元件的引用並不意圖指「一個或僅一個」，除非明確聲明，而是指「一個以上」。除非另外明確聲明，術語「一些」指一個以上。男性代詞(例如，他的)包括女性和中性(例如，她的和它的)，反之亦然。如果存在使用的標題或者副標題，僅是為了方便，而並不是限制本發明。應理解，所公開的工藝中的特定順序的或級聯的步驟是示例性方案的說明。基於設計優選項，應理解工藝中的特定順序的或級聯的步驟可以重新安排。一些步驟可以同時進行。所附的方法權利要求以樣本順序的方式給出了各種步驟的要素，而並不意圖局限於所給出的特定順序或級聯。本公開中使用的術語「頂部」、「底部」、「前方」、「後方」等應理解為指任意的參考空間，而不是通常意義上的重力參考空間。由此，頂面、底面、前面、和後面可以向上、向下、斜向地、或者水平地在重力參考空間中延伸。術語比如「方面」並不暗指這樣的方面對於主題技術是必不可少的或者這樣的方面應用於主題技術的全部構造。與方面相關的公開可以應用於全部這樣的構造，或者一個以上的構造。術語比如方面可以指一個以上的方面，反之亦然。術語比如「實施方式」並不暗指這樣的實施方式對於主題技術是必不可少的或者這樣的實施方式應用於全部的構造或主題技術。與實施方式相關的公開可以應用於全部的實施方式，或者一個以上的實施方式。術語比如實施方式可以指一個以上的實施方式，反之亦然。這裡使用的詞語「示例性」指「用作示例或者說明」。這裡說明為「示例性」的任一方面或者設計並不必須被解釋為比其它的方面或設計優選或者有利。對於本領域普通技術人員已知或者隨後將已知的、與本公開中所說明的各種方面的要素等效的結構和功能通過引用被明確地包含於本文中，並且意圖被權利要求書涵蓋。另外，不管所公開的內容是否明確地在權利要求中提到，這裡公開的內容並不意圖奉獻給公眾。除非權利要求書的要素使用短語「指代」來明確地提到，或者在方法權利要求的情況中使用短語「用於...的步驟」來提到，則權利要求書的要素並不根據美國法典第35條112款(35U.S.C§112)第六段來解釋。另外，對於本說明書或者權利要求書中使用的術語「包括」、「具有」等的範圍，這樣的術語意圖是包含性的，其方式與術語「包括」在權利要求書中被用作過渡性詞語時所解釋的方式類似。權利要求1.一種製備集成電路(IC)封裝的端子所在側的用於焊劑的部分的方法，所述方法包括如下步驟將IC晶粒附接到引線框架，所述引線框架包括具有厚度的匯流排；減小所述匯流排的一部分的厚度，所述厚度減小部分具有寬度；用模製化合物包模所述引線框架；用雷射從所述匯流排的所述厚度減小部分移除所述模製化合物；用焊劑可溼材料塗覆所述匯流排的所述厚度減小部分；和在所述匯流排的所述厚度減小部分內貫穿切割所述匯流排的厚度，其中切割口的寬度小於所述匯流排的所述厚度減小部分的寬度。2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，減小所述匯流排的一部分的厚度的步驟包括蝕刻所述匯流排。3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述引線框架和所述匯流排具有底面，並且其中所述包模所述引線框架的步驟包括施加膠帶到所述引線框架和所述匯流排的底面。4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述塗覆所述匯流排的所述厚度減小部分的步驟包括將金屬鍍覆到所述匯流排上。5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，鋸切割位於所述匯流排的所述厚度減小部分的中心。6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，貫穿所述匯流排的厚度切割的步驟包括鋸穿所述模製化合物的整個厚度。7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述引線框架具有頂部和在所述頂部的相反側的底部；所述匯流排具有頂部和在所述頂部的相反側的底部；所述匯流排的底部與底面共面；所述減小所述匯流排的一部分的厚度的步驟包括從所述匯流排的底部移除材料；所述用模製化合物包模所述引線框架的步驟包括將所述模製化合物施加於所述引線框架的所述頂部，和形成位於所述底面的具有底部的單體層，其中所述匯流排的材料已經被移除的部分保持暴露。8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述IC晶粒具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面；所述將IC晶粒附接到引線框架的步驟包括將所述第一表面附接到引線框架；所述引線框架被構造成使得所述引線框架的一部分或者所述IC的所述第二表面與所述底面共面；並且所述用模製化合物包模所述引線框架的步驟包括所述引線框架保持暴露或者所述IC的所述第二表面保持暴露。9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將IC晶粒附接至引線框架的步驟包括將多個IC晶粒附接至引線框架條帶，所述引線框架條帶具有多個晶粒附接部位和與每個晶粒附接部位關聯的至少一個匯流排。10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述用模製化合物包模所述引線框架的步驟包括包模所述引線框架條帶的一部分以形成板料。11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述引線框架條帶具有底面，並且所述用模製化合物包模所述引線框架條帶的步驟包括將膠帶施加於所述引線框架條帶的所述底面。12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述貫穿切割所述匯流排的厚度的步驟包括通過在晶粒附接部位之間貫穿切割所述匯流排將所述框架分割成為單個的IC器件，所述單個的IC器件具有鄰接所述底面的側，其中，至少一個匯流排在至少一側上暴露。13.—種產生可目視檢查端子的方法，所述方法包括如下步驟蝕刻引線框架的匯流排，其中所述匯流排具有下側，並且所述蝕刻從所述下側移除所述匯流排的一部分上的材料，所蝕刻部分具有寬度；以足夠的能量和足夠的持續時間雷射照射所述匯流排的所述蝕刻部分以從所述蝕刻部分移除材料；用焊劑可溼材料塗覆所述匯流排的所述蝕刻部分；和貫穿切割所述匯流排的所述蝕刻部分，其中切割的寬度小於所述蝕刻部分的寬度。14.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述貫穿切割所述匯流排的所述蝕刻部分的步驟包括從由多個引線框架構成的框架分割IC封裝，其中所述匯流排在所述框架中被連接在引線框架之間。15.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述塗覆所述蝕刻部分的步驟包括將焊劑可溼材料鍍覆於所述匯流排上。16.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，在用雷射照射所述蝕刻部分的步驟中移除的所述材料包括模製化合物。17.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，貫穿切割所述蝕刻部分的步驟包括鋸切。18.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，還包括用模製化合物包模所述引線框架的步驟。全文摘要公開了一種製備集成電路(IC)封裝的端子所在側的用於焊劑的部分的方法。該方法包括如下步驟將IC晶粒附接到引線框架，所述引線框架包含匯流排；減小所述匯流排的一部分的厚度；用模製化合物對引線框架包模；使用雷射從匯流排的厚度減小部分移除模製化合物，用焊劑可溼材料塗覆匯流排的厚度減小部分；和在所述匯流排的厚度減小部分內貫穿切割所述匯流排的厚度，其中所述切割口的寬度小於所述匯流排的厚度減小部分的寬度。文檔編號H01L21/60GK102347225SQ201110220839公開日2012年2月8日申請日期2011年8月3日優先權日2010年8月3日發明者愛德華·W·奧爾森申請人:凌力爾特有限公司