一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件及其封裝方法
2023-07-23 09:30:56
專利名稱：一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件及其封裝方法
技術領域：
本發明涉及一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件及其封裝方法，屬於集成電路封裝技術領域。
背景技術：
微電子技術的迅猛發展，集成電路複雜度的増加，一個電子系統的大部分功能都可能集成在ー個單晶片內(即片上系統)，這就相應地要求微電子封裝具有更高的性能、更多的引線、更密的內連線、更小的尺寸或更大的晶片腔、更大的熱耗散功能、更好的電性能、更高的可靠性、更低的單個引線成本等。晶片封裝エ藝由逐個晶片封裝向圓片級封裝轉變，·晶圓片級晶片封裝技術——WLCSP正好滿足了這些要求，形成了引人注目的WLCSPエ藝。晶圓片級晶片規模封裝(WaferLevel Chip Scale Packaging,簡稱WLCSP),即晶圓級晶片封裝方式，不同於傳統的晶片封裝方式(先切割再封測，而封裝後至少增加原晶片20 %的體積)，此種最新技術是先在整片晶圓上進行封裝和測試，然後才切割成ー個個的IC顆粒，因此封裝後的體積即等同IC裸晶的原尺寸。WLCSP的封裝方式，不僅明顯地縮小產品尺寸，而符合行動裝置對於機體空間的高密度需求；另ー方面在效能的表現上，更提升了數據傳輸的速度與穩定性。傳統的WLCSPエ藝中，採用濺射、光刻、電鍍技術或絲網印刷在晶圓上進行電路的刻印。以下流程是對已經完成前道エ藝的晶圓進行WLCSP封裝的操作步驟(I) _離層流程(Isolation Layer)(2)接觸孔流程(Contact Hole)(3)焊盤下金屬層流程(UBM Layer)(4)為電鍍作準備的光刻流程(Photolithography for Plating)(5)電鍍流程(Plating)(6)阻擋層去除流程(Resist Romoval)傳統WLCSP製作過程複雜，對電鍍和光刻的精確度要求極高，且成本較高。
發明內容
本發明是針對上述現有WLCSPエ藝缺陷，提出一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件及其封裝方法，採用不同於以往的化學鍍金屬凸點、濺射、光刻、電鍍或絲網印刷工藝的鍍金屬凸點，同時，利用焊料將晶片各凸點與框架管腳焊接，壓焊時，不用打線，直接完成了晶片與管腳間的導通、互連，本多晶片堆疊式封裝件具有低成本、高效率的特點。本發明採用的技術方案一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件包括框架內引腳I、框架內引腳上錫膏層2、焊料3、金屬凸點4、上層IC晶片5、粘片膠或膠膜片6、下層IC晶片7、下層IC晶片7與框架內引腳I間的焊線8、塑封體9，塑封體9包圍了框架內引腳I、上層IC晶片5、下層IC晶片7、粘片膠6、金屬凸點4、錫膏層2、焊料3、焊線8構成了電路整體，對上層IC晶片5、下層IC晶片7、焊線8起到了支撐和保護作用的塑封體9包圍了框架內引腳I、錫膏層2、焊料3、金屬凸點4、上層IC晶片5構成了電路的整體，上層IC晶片
5、下層IC晶片7、焊線8、金屬凸點4、焊料3、錫膏層2和框架內引腳I構成了電路的電源和信號通道。所述的粘片膠6用膠膜片代換；焊線8為金線或銅線。一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件的封裝方法，可以按照以下步驟進行第一歩、晶圓減薄；晶圓減薄的厚度為50 ii m 200 ii m,粗糙度Ra 0. IOmm 0. 30mm ; 第二步、鍍金屬凸點；在整片晶圓上晶片壓區金屬鎳IE金或鎳IE表面鍍2 50um金屬凸點4 ；第三步、劃片；150 iim以上的晶圓採用普通劃片エ藝；厚度在150 iim以下的晶圓，採用雙刀劃片機及其エ藝；第四步、框架對應區域鍍錫；在框架內引腳I上PAD對應區域鍍上ー層2 50um的錫膏層；第五步、上芯上芯時，下層IC晶片7倒過來，採用Flip-Chip的エ藝，利用焊料將晶片各凸點與框架管腳焊接；上層IC晶片5採用粘片膠6與下層晶片7粘接在一起；第六步、回流焊；採用SMT之後的回流焊エ藝，經過融錫處理，把IC晶片5壓區上的金線與框架內引腳I焊接在一起；第七步、壓焊；對上層晶片7與框架內引腳之間用焊線8進行連接壓焊；第八步、塑封、後固化、列印、產品分離、檢驗、包裝等均與常規エ藝相同；第九步、錫化。所述的框架採用鎳鈀金框架則不需要做錫化處理。本發明的有益效果(I)採用鍍金屬凸點，不同於以往的化學鍍金屬凸點、濺射、光刻、電鍍或絲網印刷エ藝，具有低成本、高效率的特點。(2)採用Flip-Chip的エ藝，不使用DAF膜粘接，而是採用焊料將晶片各凸點與框架管腳焊接，壓焊時，不用打線，在上芯中就已經完成了晶片與管腳間的導通、互連。
圖I為本發明的結構示意圖；圖中1_框架內引腳、2-框架內引腳上錫膏層、3-焊料、4-金屬凸點、5-IC晶片、6_粘片膠、7-IC晶片、8-焊線、9-塑封體。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進ー步說明，以方便技術人員理解。如圖I所示一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件包括框架內引腳I、框架內引腳上錫膏層2、焊料3、金屬凸點4、上層IC晶片5、粘片膠或膠膜片6、下層IC晶片7、下層IC晶片7與框架內引腳I間的焊線8、塑封體9，塑封體9包圍了框架內引腳I、上層IC晶片5、下層IC晶片7、粘片膠6、金屬凸點4、錫膏層2、焊料3、焊線8構成了電路整體，對上層IC晶片5、下層IC晶片7、焊線8起到了支撐和保護作用的塑封體9包圍了框架內引腳I、錫膏層2、焊料3、金屬凸點4、上層IC晶片5構成了電路的整體，上層IC晶片5、下層IC晶片7、焊線8、金屬凸點4、焊料3、錫膏層2和框架內引腳I構成了電路的電源和信號通道。所述的粘片膠6用膠膜片代換；焊線8為金線或銅線。實施例I一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件的封裝方法，可以按照以下步驟進行
第一歩、晶圓減薄；晶圓減薄的厚度為50 U m,粗糙度Ra 0. IOmm ；第二步、鍍金屬凸點；在整片晶圓上晶片壓區金屬鎳鈕!金表面鍍2um金屬凸點4 ；第三步、劃片；厚度在150 iim以下的晶圓，採用雙刀劃片機及其エ藝；第四步、框架對應區域鍍錫；在框架內引腳I上PAD對應區域鍍上ー層2um的錫膏層；第五步、上芯上芯時，下層IC晶片7倒過來，採用Flip-Chip的エ藝，利用焊料將晶片各凸點與框架管腳焊接；上層IC晶片5採用粘片膠6與下層晶片7粘接在一起；第六步、回流焊；採用SMT之後的回流焊エ藝，經過融錫處理，把IC晶片5壓區上的金線與框架內引腳I焊接在一起；第七步、壓焊；對上層晶片7與框架內引腳之間用焊線8進行連接壓焊；第八步、塑封、後固化、列印、產品分離、檢驗、包裝等均與常規エ藝相同；第九步、錫化。實施例2一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件，可以按照以下步驟進行第一歩、晶圓減薄；晶圓減薄的厚度為130 U m，粗糙度Ra 0. 20mm ；第二步、鍍金屬凸點；在整片晶圓上晶片壓區金屬鎳鈕!表面鍍25um金屬凸點4 ；第三步、劃片；厚度在150 iim以下的晶圓，採用雙刀劃片機及其エ藝；第四步、框架對應區域鍍錫；在框架內引腳I上PAD對應區域鍍上ー層25um的錫膏層；第五步、上芯上芯時，下層IC晶片7倒過來，採用Flip-Chip的エ藝，利用焊料將晶片各凸點與框架管腳焊接；上層IC晶片5採用粘片膠6與下層晶片7粘接在一起；第六步、回流焊；採用SMT之後的回流焊エ藝，經過融錫處理，把IC晶片5壓區上的金線與框架內引腳I焊接在一起；第七步、壓焊；對上層晶片7與框架內引腳之間用焊線8進行連接壓焊； 第八步、塑封、後固化、列印、產品分離、檢驗、包裝等均與常規エ藝相同；第九步、錫化。實施例3—種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件的封裝方法，可以按照以下步驟進行第一歩、晶圓減薄；晶圓減薄的厚度為200 U m,粗糙度Ra 0. 30mm ；第二步、鍍金屬凸點；在整片晶圓上晶片壓區金屬鎳鈀金或鎳鈀表面鍍50um金屬凸點4 ；第三步、劃片；150 iim以上的晶圓採用普通劃片エ藝；第四步、框架對應區域鍍錫；在框架內引腳I上PAD對應區域鍍上ー層50um的錫膏層；第五步、上芯上芯時，下層IC晶片7倒過來，採用Flip-Chip的エ藝，利用焊料將晶片各凸點與框架管腳焊接；上層IC晶片5採用粘片膠6與下層晶片7粘接在一起；第六步、回流焊；採用SMT之後的回流焊エ藝，經過融錫處理，把IC晶片5壓區上的金線與框架內引腳I焊接在一起；第七步、壓焊；對上層晶片7與框架內引腳之間用焊線8進行連接壓焊；第八步、塑封、後固化、列印、產品分離、檢驗、包裝等均與常規エ藝相同；第九步、錫化。實施例4一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件的封裝方法，鍍有鎳鈀金或鎳鈀金屬凸點4和錫膏層2，若為鎳鈀金框架則不用做錫化處理。
權利要求
1.一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件，其特徵在於包括框架內引腳、框架內引腳上錫膏層、焊料、金屬凸點、上層IC晶片、粘片膠、下層IC晶片、下層IC晶片與框架內引腳間的焊線、塑封體；框架內引腳上與金屬凸點焊接區域鍍有錫膏層，IC晶片的壓區表面鍍金屬凸點，金屬凸點與框架內引腳上錫膏層採用倒裝晶片的方式用焊料焊接在一起，對上層IC晶片、下層IC晶片、焊線起到了支撐和保護作用的塑封體包圍了框架內引腳、錫膏層、焊料、金屬凸點、上層IC晶片構成了電路的整體，上層IC晶片、下層IC晶片、焊線、金屬凸點、焊料、錫膏層和框架內引腳構成了電路的電源和信號通道。
2.根據權利要求I所述的ー種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件，其特徵在於粘片膠用膠膜片代換。
3.根據權利要求I所述的ー種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件，其特徵在於焊線為金線或銅線。·
4.一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件的封裝方法，其特徵在於封裝方法按照以下步驟進行 第一歩、晶圓減薄； 晶圓減薄的厚度為50 u m 200 u m,粗糙度Ra 0. IOmm 0. 30mm ； 第二步、鍍金屬凸點； 在整片晶圓上晶片壓區金屬鎳鈀金或鎳鈀表面鍍2 50um金屬凸點； 第二步、戈1 J片; 150 ii m以上的晶圓採用普通劃片工藝；厚度在150 ii m以下的晶圓，採用雙刀劃片機及其エ藝； 第四步、框架對應區域鍍錫； 在框架內引腳I上PAD對應區域鍍上ー層2 50um的錫膏層； 第五步、上芯 上芯時，下層IC晶片倒過來，採用Flip-Chip的エ藝，利用焊料將晶片各凸點與框架管腳焊接；上層IC晶片採用粘片膠與下層晶片粘接在一起； 第六步、回流焊； 採用SMT之後的回流焊エ藝，經過融錫處理，把IC晶片壓區上的焊線與框架內引腳焊接在一起； 第七步、壓焊； 對上層晶片與框架內引腳之間用焊線進行連接壓焊； 第八步、塑封、後固化、列印、產品分離、檢驗、包裝等均與常規エ藝相同； 第九步、錫化。
5.根據權利要求4所述的ー種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件的封裝方法，其特徵在於所述的框架採用鎳鈀金框架則不需要做錫化處理。
全文摘要
本發明涉及一種基於鎳鈀金或鎳鈀的多晶片封裝件及其封裝方法，屬於集成電路封裝技術領域。塑封體包圍了框架內引腳、上層IC晶片、下層IC晶片、粘片膠、金屬凸點、錫膏層、焊料、焊線構成了電路整體，對上層IC晶片、下層IC晶片、焊線起到了支撐和保護作用的塑封體包圍了框架內引腳、錫膏層、焊料、金屬凸點、上層IC晶片構成了電路的整體，上層IC晶片、下層IC晶片、焊線、金屬凸點、焊料、錫膏層和框架內引腳構成了電路的電源和信號通道。本發明採用不同於以往的鍍金屬凸點，同時，利用焊料將晶片各凸點與框架管腳焊接，壓焊時，不用打線，直接完成了晶片與管腳間的導通、互連，具有低成本、高效率的特點。
文檔編號H01L25/065GK102842559SQ201210306319
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者郭小偉, 蒲鴻鳴, 崔夢, 謝建友, 李萬霞 申請人:華天科技(西安)有限公司