CN101826503B - 下沉基岛及多凸点基岛引线框结构及其先刻后镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种下沉基岛及多凸点基岛引线框结构，包括基岛(1)和引脚(2)，所述基岛(1)有二组，一组为第一基岛(1.1)，另一组为第二基岛(1.2)，所述第一基岛(1.1)正面中央区域下沉，第二基岛(1.2)正面设置成多凸点状结构，在所述第二基岛(1.2)和引脚(2)的正面设置有第一金属层(4)，在所述第一基岛(1.1)、第二基岛(1.2)和引脚(2)的背面设置有第二金属层(5)，在引脚(2)外围、引脚(2)与第一基岛(1.1)之间的区域、第一基岛(1.1)与第二基岛(1.2)之间的区域、第二基岛(1.2)与引脚(2)之间的区域以及引脚(2)与引脚(2)之间的区域嵌置有无填料的塑封料(3)，且使所述基岛(1)和引脚(2)背面尺寸小于基岛(1)和引脚(2)正面尺寸，形成上大下小的基岛和引脚结构。本发明的有益效果是：塑封体与金属脚的束缚能力大。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种下沉及多凸点型基岛露出型引线框结构及其先刻后镀方法。属于半导体封装技术领域。
(二)背景技术
传统的引线框结构主要有二种：
第一种：
采用金属基板的正面进行化学蚀刻及表面电镀层后，在金属基板的背面贴上一层耐高温的胶膜形成可以进行封装过程的引线框载体(如图14所示)。
第二种：
采用金属基板的正面进行化学蚀刻及表面电镀层后，即完成引线框的制作(如图15所示)。而引线框的背面则在封装过程中再进行背面蚀刻。
而上述的二种引线框在封装过程中存在了以下的不足点：
第一种：
1)此种的引线框架因背面必须要贴上一层昂贵可抗高温的胶膜。所以直接增加了高昂的成本。
2)也因为此种的引线框架的背面必须要贴上一层可抗高温的胶膜，所以在封装过程中的装片工艺只能使用导电或是不导电的树脂工艺，而完全不能采用共晶工艺以及软焊料的工艺进行装片，所以可选择的产品种类就有较大的局限性。
3)又因为此种的引线框架的背面必须要贴上一层可抗高温的胶膜，而在封装过程中的球焊键合工艺中，因为此可抗高温的胶膜是软性材质，所以造成了球焊键合参数的不稳定，严重的影响了球焊的质量与产品可靠度的稳定性。
4)再因为此种的引线框架的背面必须要贴上一层可抗高温的胶膜，而在封装过程中的塑封工艺过程，因为塑封的高压关系很容易造成引线框架与胶膜之间渗入塑封料，而将原本应属金属脚是导电的型态因为渗入了塑封料反而变成了绝缘脚(如图16所示)。
第二种：
此种的引线框架结构在金属基板正面进行了半蚀刻工艺，虽然可以解决第一种引线框架的问题，但是因为只在金属基板正面进行了半蚀刻工作，而在塑封过程中塑封料只有包覆住半只脚的高度，所以塑封体与金属脚的束缚能力就变小了，如果塑封体贴片到PCB板上不是很好时，再进行返工重贴，就容易产生掉脚的问题(如图17所示)。
尤其塑封料的种类是采用有填料时候，因为材料在生产过程的环境与后续表面贴装的应力变化关系，会造成金属与塑封料产生垂直型的裂缝，其特性是填料比例越高则越硬越脆越容易产生裂缝。
(三)发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种降低封装成本、可选择的产品种类广、球焊的质量与产品可靠度的稳定性好、塑封体与金属脚的束缚能力大的下沉基岛及多凸点基岛引线框结构及其先刻后镀方法。
本发明的目的是这样实现的：一种下沉基岛及多凸点基岛引线框结构，包括基岛和引脚，所述基岛有二组，一组为第一基岛，另一组为第二基岛，所述第一基岛正面中央区域下沉，第二基岛正面设置成多凸点状结构，在所述第二基岛和引脚的正面设置有第一金属层，在所述第一基岛、第二基岛和引脚的背面设置有第二金属层，在引脚外围、引脚与第一基岛之间的区域、第一基岛与第二基岛之间的区域、第二基岛与引脚之间的区域以及引脚与引脚之间的区域嵌置有无填料的塑封料，所述无填料的塑封料将引脚下部外围、引脚与第一基岛下部、第一基岛与第二基岛下部、第二基岛与引脚下部以及引脚与引脚下部连接成一体，且使所述基岛和引脚背面尺寸小于基岛和引脚正面尺寸，形成上大下小的基岛和引脚结构。
本发明下沉基岛及多凸点基岛引线框先刻后镀方法，所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、取金属基板
步骤二、贴膜作业
利用贴膜设备在金属基板的正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光刻胶膜，
步骤三、金属基板正面去除部分光刻胶膜
利用曝光显影设备将步骤二完成贴膜作业的金属基板正面进行曝光显影去除部分光刻胶膜，以露出金属基板上后续需要进行半蚀刻的区域，
步骤四、金属基板正面半蚀刻
对步骤三中金属基板正面去除部分光刻胶膜的区域进行半蚀刻，在金属基板正面形成凹陷的半蚀刻区域，同时相对形成基岛和引脚，所述基岛有二组，一组为第一基岛，另一组为第二基岛，
步骤五、金属基板正背面揭膜作业
将金属基板正面余下的光刻胶膜和背面的光刻胶膜揭除，
步骤六、金属基板正面半蚀刻区域填涂无填料的软性填缝剂
在步骤四金属基板正面形成凹陷的半蚀刻区域，填涂上无填料的软性填缝剂，并同时进行烘烤，促使无填料的软性填缝剂固化成无填料的无填料的塑封料，
步骤七、金属基板正背面贴膜作业
利用贴膜设备在已完成填涂无填料的软性填缝剂作业的金属基板的正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光刻胶膜，
步骤八、去除部分光刻胶膜
在金属基板的正面及背面去除部分光刻胶膜，用意是露出基岛和引脚的背面以及第二基岛正面局部区域和引脚的正面，
步骤九、镀金属层
在步骤八露出的基岛和引脚的背面镀上第二金属层，在第二基岛正面局部区域和引脚的正面镀上第一金属层，
步骤十、去除金属基板背面部分光刻胶膜
去除金属基板背面部分光刻胶膜，以露出金属基板背面引脚外围的区域、第一基岛与引脚之间的区域、第一基岛正面中央的区域、第一基岛与第二基岛之间的区域、第二基岛正面未镀上第一金属层的区域、第二基岛与引脚之间的区域以及引脚与引脚之间的区域，
步骤十一、金属基板背面半蚀刻
在金属基板的背面对不被光刻胶膜覆盖的区域再次进行蚀刻工艺作业，将步骤四半蚀刻区域余下部分的金属全部蚀刻掉，同时对所述第一基岛和第二基岛的正面进行半蚀刻，使第一基岛正面中央区域下沉，使第二基岛正面蚀刻成多凸点状，且使所述基岛和引脚背面尺寸小于基岛和引脚正面尺寸，形成上大下小的基岛和引脚结构，
步骤十二、金属基板正背面揭膜作业
将金属基板正面和背面余下的光刻胶膜揭除。
本发明的有益效果是：
1)此种的引线框的背面不须要贴上一层昂贵可抗高温的胶膜。所以直接降低了高昂的成本。
2)也因为此种的引线框架的背面不须要贴上一层可抗高温的胶膜，所以在封装过程中的装片工艺除了能使用导电或是不导电的树脂工艺外，还能采用共晶工艺以及软焊料的工艺进行装片，所以可选择的产品种类就广。
3)又因为此种的引线框架的背面不须要贴上一层可抗高温的胶膜，确保了球焊键合参数的稳定性，保证了球焊的质量与产品可靠度的稳定性。
4)再因为此种的引线框架不须要贴上一层可抗高温的胶膜，而在封装过程中的塑封工艺过程，完全不会造成引线框与胶膜之间渗入塑封料。
5)由于在所述金属脚(引脚)与金属脚间的区域嵌置有无填料的软性填缝剂，该无填料的软性填缝剂与在塑封过程中的常规有填料塑封料一起包覆住整个金属脚的高度，所以塑封体与金属脚的束缚能力就变大了，不会再有产生掉脚的问题。
6)由于采用了正面与背面分开蚀刻作业的方法，所以在蚀刻作业中可形成背面基岛的尺寸稍小而正面基岛尺寸稍大的结构，而同个基岛的上下大小不同尺寸在被无填料的塑封料所包覆的更紧更不容易产生滑动而掉脚。
7)多凸点的金属基岛可以将金属基岛的热态膨胀热应力以及冷态收缩应力分散到每一个凸点上，直接降低了整块的金属基岛与芯片之间不同的膨胀系数与收缩率不同所产生的应力变形，进而造成封装后的可靠性伤害问题。
(四)附图说明
图1～12为本发明下沉基岛及多凸点基岛引线框先刻后镀生产方法各工序示意图。
图13为本发明下沉基岛及多凸点基岛引线框结构示意图。
图14为以往在金属基板的背面贴上一层耐高温的胶膜图作业。
图15为以往采用金属基板的正面进行化学蚀刻及表面电镀层作业图。
图16为以往形成绝缘脚示意图。
图17为以往形成的掉脚图。
图中附图标记：
基岛1、第一基岛1.1、第二基岛1.2、引脚2、无填料的塑封料3、第一金属层4、第二金属层5、金属基板6、光刻胶膜7和8、半蚀刻区域9、光刻胶膜10和11。
(五)具体实施方式
本发明下沉基岛及多凸点基岛引线框先刻后镀方法如下：
步骤一、取金属基板
参见图1，取一片厚度合适的金属基板6。金属基板6的材质可以依据芯片的功能与特性进行变换，例如：铜、铝、铁、铜合金或镍铁合金等。
步骤二、贴膜作业
参见图2，利用贴膜设备在金属基板的正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光刻胶膜7和8，以保护后续的蚀刻工艺作业。
步骤三、金属基板正面去除部分光刻胶膜
参见图3，利用曝光显影设备将步骤二完成贴膜作业的金属基板正面进行曝光显影去除部分光刻胶膜，以露出金属基板上后续需要进行半蚀刻的区域。
步骤四、金属基板正面半蚀刻
参见图4，对步骤三中金属基板正面去除部分光刻胶膜的区域进行半蚀刻，在金属基板正面形成凹陷的半蚀刻区域9，同时相对形成基岛1和引脚2，其用意主要是避免在后续作业中出现溢胶。所述基岛1有二组，一组为第一基岛1.1，另一组为第二基岛1.2。
步骤五、金属基板正背面揭膜作业
参见图5，将金属基板正面余下的光刻胶膜和背面的光刻胶膜揭除。
步骤六、金属基板正面半蚀刻区域填涂无填料的软性填缝剂
参见图6，在步骤四金属基板正面形成凹陷的半蚀刻区域9，填涂上无填料的软性填缝剂，并同时进行烘烤，促使无填料的软性填缝剂固化成无填料的无填料的塑封料3。
步骤七、金属基板正背面贴膜作业
参见图7，利用贴膜设备在已完成填涂无填料的软性填缝剂作业的金属基板的正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光刻胶膜10和11，以保护后续的镀金属层工艺作业。
步骤八、去除部分光刻胶膜
参见图8，在金属基板的正面及背面去除部分光刻胶膜，用意是露出基岛和引脚的背面以及第二基岛正面局部区域和引脚的正面。
步骤九、镀金属层
参见图9，在步骤八露出的基岛和引脚的背面镀上第二金属层5，在第二基岛正面局部区域和引脚的正面镀上第一金属层4，以利后续焊线时金属线与芯片区和打线内脚区之间能更加紧密、牢固的接合，同时增加在包封工艺中促使有填料的塑封料间的结合度。而金属层的成分会因不同的芯片材质可以是采用金镍金、金镍铜镍金、镍钯金、金镍钯金、镍金、银或锡等。
步骤十、去除金属基板背面部分光刻胶膜
参见图10，去除金属基板背面部分光刻胶膜，以露出金属基板背面引脚外围的区域、第一基岛与引脚之间的区域、第一基岛正面中央的区域、第一基岛与第二基岛之间的区域、第二基岛正面未镀上第一金属层的区域、第二基岛与引脚之间的区域以及引脚与引脚之间的区域。
步骤十一、金属基板背面半蚀刻
参见图11，在金属基板的背面对不被光刻胶膜覆盖的区域再次进行蚀刻工艺作业，将步骤四半蚀刻区域余下部分的金属全部蚀刻掉，同时对所述第一基岛和第二基岛的正面进行半蚀刻，使第一基岛正面中央区域下沉，使第二基岛正面蚀刻成多凸点状，且使所述基岛1和引脚2背面尺寸小于基岛1和引脚2正面尺寸，形成上大下小的基岛和引脚结构。
步骤十二、金属基板正背面揭膜作业
参见图12，将金属基板正面和背面余下的光刻胶膜揭除。
最后成品参见图13：图13中，基岛1、引脚2、无填料的无填料的塑封料3、第一金属层4和第二金属层5，由图13可以看出，本发明下沉基岛及多凸点基岛引线框结构，包括基岛1和引脚2，所述基岛1有二组，一组为第一基岛1.1，另一组为第二基岛1.2，所述第一基岛1.1正面中央区域下沉，第二基岛1.2正面设置成多凸点状结构，在所述第二基岛1.2和引脚2的正面设置有第一金属层4，在所述第一基岛1.1、第二基岛1.2和引脚2的背面设置有第二金属层5，在引脚2外围、引脚2与第一基岛1.1之间的区域、第一基岛1.1与第二基岛1.2之间的区域、第二基岛1.2与引脚2之间的区域以及引脚2与引脚2之间的区域嵌置有无填料的塑封料3，所述无填料的塑封料3将引脚2下部外围、引脚2与第一基岛1.1下部、第一基岛1.1与第二基岛1.2下部、第二基岛1.2与引脚2下部以及引脚2与引脚2下部连接成一体，且使所述基岛1和引脚2背面尺寸小于基岛1和引脚2正面尺寸，形成上大下小的基岛和引脚结构。
Claims (2)
1.一种下沉基岛及多凸点基岛引线框结构，包括基岛(1)和引脚(2)，其特征在于：所述基岛(1)有二组，一组为第一基岛(1.1)，另一组为第二基岛(1.2)，所述第一基岛(1.1)正面中央区域下沉，形成下沉基岛，第二基岛(1.2)正面设置成多凸点状结构，形成多凸点基岛，在所述第二基岛(1.2)的多凸点状结构的正面和引脚(2)的正面设置有第一金属层(4)，在所述第一基岛(1.1)、第二基岛(1.2)和引脚(2)的背面设置有第二金属层(5)，在引脚(2)外围、引脚(2)与第一基岛(1.1)之间的区域、第一基岛(1.1)与第二基岛(1.2)之间的区域、第二基岛(1.2)与引脚(2)之间的区域以及引脚(2)与引脚(2)之间的区域嵌置有无填料的塑封料(3)，所述无填料的塑封料(3)将引脚(2)下部外围、引脚(2)与第一基岛(1.1)下部、第一基岛(1.1)与第二基岛(1.2)下部、第二基岛(1.2)与引脚(2)下部以及引脚(2)与引脚(2)下部连接成一体，且使所述第一基岛(1.1)和第二基岛(1.2)和引脚(2)分别形成背面尺寸小、正面尺寸大的结构。
2.一种如权利要求1所述的下沉基岛及多凸点基岛引线框结构的先刻后镀方法，其特征在于所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、取金属基板
步骤二、贴膜作业
利用贴膜设备在金属基板的正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光刻胶膜，
步骤三、金属基板正面去除部分光刻胶膜
利用曝光显影设备将步骤二完成贴膜作业的金属基板正面进行曝光显影去除部分光刻胶膜，以露出金属基板上后续需要进行半蚀刻的区域，
步骤四、金属基板正面半蚀刻
对步骤三中金属基板正面去除部分光刻胶膜的区域进行半蚀刻，在金属基板正面形成凹陷的半蚀刻区域，同时相对形成基岛和引脚，所述基岛有二组，一组为第一基岛，另一组为第二基岛，
步骤五、金属基板正背面揭膜作业
将金属基板正面余下的光刻胶膜和背面的光刻胶膜揭除，
步骤六、金属基板正面半蚀刻区域填涂无填料的软性填缝剂
在步骤四金属基板正面形成凹陷的半蚀刻区域，填涂上无填料的软性填缝剂，并同时进行烘烤，促使无填料的软性填缝剂固化成无填料的塑封料，
步骤七、金属基板正背面贴膜作业
利用贴膜设备在已完成填涂无填料的软性填缝剂作业的金属基板的正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光刻胶膜，
步骤八、去除部分光刻胶膜
在金属基板的正面及背面去除部分光刻胶膜，用意是露出基岛和引脚的背面以及第二基岛正面局部区域和引脚的正面，
步骤九、镀金属层
在步骤八露出的基岛和引脚的背面镀上第二金属层，在第二基岛正面局部区域和引脚的正面镀上第一金属层，
步骤十、去除金属基板背面部分光刻胶膜
去除金属基板背面部分光刻胶膜，以露出金属基板背面引脚外围的区域、第一基岛与引脚之间的区域、第一基岛正面中央的区域、第一基岛与第二基岛之间的区域、第二基岛正面未镀上第一金属层的区域、第二基岛与引脚之间的区域以及引脚与引脚之间的区域，
步骤十一、金属基板背面半蚀刻
在金属基板的背面对不被光刻胶膜覆盖的区域再次进行蚀刻工艺作业，将步骤四半蚀刻区域余下部分的金属全部蚀刻掉，同时对所述第一基岛和第二基岛的正面进行半蚀刻，使第一基岛正面中央区域下沉，形成下沉基岛，使第二基岛正面蚀刻成多凸点状，形成多凸点基岛，且使所述第一基岛和第二基岛和引脚分别形成背面尺寸小、正面尺寸大的结构，
步骤十二、金属基板正背面揭膜作业
将金属基板正面和背面余下的光刻胶膜揭除。
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