CN102169553B - 带倒装裸芯片灌注胶料成型的sim贴膜卡封装制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法，所述方法包括以下工艺过程：经过减薄的带有金属凸块的裸芯片直接倒装在SIM贴膜卡的柔性电路板上，SIM贴膜卡的装片区域，利用胶料灌注的方法，使胶料包封住倒装裸芯片的装片区域。本发明采用带有金属凸块的裸芯片倒装方式和胶料灌注方式生产的SIM贴膜卡，改善SIM贴膜卡厚度，外观形状的一致性，同时由于胶料的整体包封作用，也改善了贴膜卡的受力状况，使SIM贴膜卡的质量更加稳定，批量加工成为现实。本发明改变了贴膜卡在使用过程中易受到挤压和弯曲应力的作用产生损坏的现象，使SIM卡与贴膜卡连接结合方式无需再打孔或开槽。

Description

带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法
技术领域
本发明涉及一种SIM贴膜卡封装制造方法，属电子封装技术领域。
背景技术
SIM贴膜卡是一种能够粘贴在SIM卡上的贴膜卡。其贴膜卡上带有内置应用程序的芯片，贴膜卡带有管脚的一面如图3用于与手机卡座的触点接触，贴膜卡含有金属凸点的一面如图1、图2，用于与SIM卡管脚相接触。粘有SIM贴膜卡的SIM卡，插入手机卡座后，可以激活其并启动相关用户程序，如安全认证、多移动电话号码和相关服务等业务。
贴膜卡由于是在原有SIM的基础上，增加SIM卡的功能，其业务模式、成本等相对于一体式多芯片SIM卡在市场上有较大的竞争优势，但由于封装工艺的限制，存在一些导致产品质量不稳定的因素。
由于SIM贴膜卡是利用手机卡座与SIM卡的间隙空间，将其SIM贴膜卡粘在SIM卡上一起使用，而手机卡座与SIM卡的间隙空间很小，一般SIM贴膜卡需要控制在0.4mm以内才能适用于大多数手机的卡座和SIM卡，且SIM贴膜卡的整体厚度越薄，其使用过程中也更不易产生损坏现象。采用成品封装产品锡焊在SIM贴膜卡的柔性电路板上，如FBP、QFN、SOP、 QFP、LGA等，会使整个贴膜卡厚度一般在0.5mm 左右，粘贴在SIM卡上后整体较难插入手机卡座，或在使用过程中由于挤压与弯曲应力的作用易产生SIM贴膜卡损坏的情形，如芯片损坏，外形磨损等。
SIM贴膜卡装片区域如图1~2所示是其外形的凸出最厚部分，采用成品封装产品难以使贴膜卡装片区域的凸出部分减薄，直接粘在SIM卡上后整体厚度偏厚，且成品封装芯片管脚部分直接采用焊锡与柔性贴膜卡贴装相连，会存在如下缺点：
1、其受力也较为集中，SIM贴膜卡粘上SIM后，整体插入卡座的过程中，挤压、弯曲应力使芯片管脚与芯片本身易产生损坏。
2、SMT（表面贴装技术）焊锡贴装也会增加产品成型的厚度。
3、SIM贴膜卡上用于接触SIM卡管脚的金属凸点位置如图2所示位置，常常会导致难以寻找合适的钢网板用于大批量刷锡膏，其生产效率难以卡控。另外由于SMT焊锡贴装工艺的限制，需要控制装片区域12与贴膜卡凸点11的距离，使SIM贴膜卡上的装片区域布局难以调整到受应力较小的优势区域，致使产品在后续使用过程中易受到应力的作用而损坏。
由于SIM贴膜卡粘附SIM后的整体厚度是产品解决方案与稳定质量的关键，为此部分产品采用在SIM卡上挖槽或打孔的方式，如图5、图6所示。贴膜卡芯片装片凸出部分与SIM卡上槽或孔的形状相匹配，即将SIM贴膜卡芯片装片凸出部分插入SIM卡槽或孔中，使贴膜卡与SIM卡紧密结合，这样虽然有效降低了粘有贴膜卡后的SIM卡的整体厚度，但由于需要在SIM卡上打孔，消费者、运营商接受度不高，且难以实现大批量产品的市场化。
由于上述原因的限制致使SIM贴膜卡在质量或量产方面难以保证，严重制约了SIM贴膜卡大批量的市场化发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种改善SIM贴膜卡厚度和外观形状的一致性，同时改善贴膜卡的受力状况的带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法。
本发明的目的是这样实现的：一种带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法，所述方法包括以下工艺过程：经过减薄的带有金属凸块的裸芯片直接倒装在SIM贴膜卡的柔性电路板上，SIM贴膜卡的装片区域利用胶料灌注的方法使胶料包封住倒装裸芯片的装片区域。
本发明带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法，所述SIM贴膜卡裸芯片上的金属凸块厚度为50μm，裸芯片厚度为80μm，整个SIM贴膜卡的厚度控制在300μm。
本发明带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法，所述裸芯片上的金属凸块与裸芯片焊盘（Die Pad）之间存在芯片表面再布线（RDL）线路层的电气连接。
本发明带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法，所述制造过程中采用上模、中模和下模三种模具，利用下模的真空吸气孔和真空网格气槽将SIM贴膜卡的柔性电路板吸附在下模表面，将中模置于SIM贴膜卡的柔性电路板上，对SIM贴膜卡上的金属凸点区域和需要倒装芯片的区域，中模将其开通孔槽，以空出型腔位置，上模在SIM贴膜卡需要倒装裸芯片的区域放置两个孔，一个为灌注孔，另一个为排气孔，灌注孔用于灌注胶料，排气孔用于灌注过程中的排气，生产时将上模与中模压合紧密，胶料从灌注孔灌注成型。
本发明的有益效果是：
本发明采用带有金属凸块的裸芯片倒装方式和胶料灌注方式生产的SIM贴膜卡，改善SIM贴膜卡厚度，外观形状的一致性，同时由于胶料的整体包封作用，也改善了贴膜卡的受力状况，使SIM贴膜卡的质量更加稳定，批量加工成为现实。本发明改变了贴膜卡在使用过程中易受到挤压和弯曲应力的作用产生损坏的现象，使SIM卡与贴膜卡连接结合方式无需再打孔或开槽。
附图说明
图1为SIM贴膜卡正面结构示意图。
图2为图1的左侧视图。
图3为图1的后视图。
图4为SIM卡与SIM贴膜卡的连接一示意图。
图5为SIM卡与SIM贴膜卡的连接二示意图。
图6为SIM卡与SIM贴膜卡的连接三示意图。
图7为带有倒装裸芯片的贴膜卡装片凸出区域内部示意图。
图8为柔性电路板拼接块单元（Block）内SIM贴膜卡单颗拼接及倒装区域示意图。
图9为SIM贴膜卡单颗柔性电路板示意图。
图10为胶料灌注方式的下模俯视示意图。
图11为图10的侧视图。
图12为胶料灌注方式的中模示意图。
图13为胶料灌注方式的上模正视图。
图14为图13的侧视图。
图15为图13的俯视示意图。
图16为裸芯片表面带芯片表面再布线（RDL）层金属凸块示意图。
图17为裸芯片表面无芯片表面再布线（RDL）层金属凸块示意图。
图中附图标记：
SIM 贴膜卡1、金属凸点11、装片区域12、凹点13、柔性电路板14、裸芯片15、灌封胶料16、金属凸块17、底部填充胶（Underfill）18、用于倒装芯片的焊盘19；
双面胶2
SIM卡3
下模4、真空吸气孔41、真空网格气槽42；
中模5、倒装裸芯片的区域51、凸点区域52；
上模6、排气孔61、灌注孔62；
芯片表面再布线线路层7
钝化层（Passivation）8
裸芯片焊盘（Die Pad）9。
具体实施方式
加工生产一种带有金属凸点的SIM 贴膜卡柔性电路板，其金属凸点的位置位于符合SIM卡管脚规范的中心区域。在柔性电路板带有金属凸点的一面，含有倒装芯片的焊盘19如图9所示，其焊盘通过柔性板的线路，分别与SIM贴膜卡的金属凸点或SIM贴膜卡的管脚相连，从而实现一面具有物理连接到移动电话终端的通用集成电路卡（UICC）物理接口，另一面具有物理连接到标准通用集成电路卡（UICC）的物理接口。
SIM贴膜卡的柔性电路板拼板设计成如图8~9所示，单个拼接块单元柔性电路板基板中含有多颗SIM贴膜卡柔性电路板。整条基板也可有多个拼接块单元组成，其柔性电路板厚度为100μm如图7所示。
在晶圆片（Wafer）上对需要装片的裸芯片表面进行金属凸块的生产处理，使裸芯片上需要连接的两个物理接口的裸芯片焊盘（Die Pad），在芯片表面再布线线路转移的基础上长金属凸块如图16所示，或直接在裸芯片焊盘（Die Pad）的基础上长金属凸块11如图17所示，将带有金属凸块的整片晶圆片（Wafer）背面减薄到80μm如图7所示，并切割成单颗带有金属凸块的裸芯片15。
如图7，经过减薄的带有金属凸块的裸芯片倒装在柔性SIM贴膜卡的柔性电路板14上，其金属凸块在倒装成型后高度为50μm，针对柔性电路板基板的单个拼接块单元的大小，设计出下模4、中模5和上模6三种模具如图10~15所示，利用上模、中模和下模三种模具对装有倒装芯片的区域进行胶料灌注，其灌注具体加工过程：利用下模4的真空吸气孔41和真空网格气槽42将其SIM贴膜卡的柔性电路板吸附在下模表面，将中模5置于SIM贴膜卡的柔性电路板上，对需要倒装裸芯片的区域51以及SIM贴膜卡上的凸点区域52，中模将其开通孔槽，以空出型腔位置，上模在SIM贴膜卡单颗的倒装裸芯片区域的位置上放置两个孔，一个为灌注孔62，另一个为排气孔61，灌注孔用于灌注胶料，排气孔用于排气，生产时将上模与中模压合紧密。胶料16从灌注孔灌注，灌注成型后其倒装区域如图7所示，其SIM贴膜卡整体厚度为300μm。采用中模模具，可以增加模具的灵活性，其SIM贴膜卡的倒装裸芯片的区域高度可以通过中模的型腔厚度来调节，实际使用时，也可将中模与上模的功能合二为一成单个上模。灌注成型后，将单个拼接块单元中的每颗SIM贴膜卡切割成型如图1~3所示，然后在倒装芯片的一面粘贴上双面胶，使用时只需揭开SIM 贴膜卡1上的双面胶2上的隔离膜，将SIM贴膜卡粘贴在SIM卡3管脚一面，如图4所示就可以与SIM卡一起使用。
以上所述的实施例子仅是优选项实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干改进、组合和润饰，这些改进、组合和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法，其特征在于：所述方法包括以下工艺过程：经过减薄的带有金属凸块的裸芯片直接倒装在SIM贴膜卡的柔性电路板上，SIM贴膜卡的装片区域利用胶料灌注的方法使胶料包封住倒装裸芯片的装片区域；所述SIM贴膜卡裸芯片上的金属凸块厚度为50μm，裸芯片厚度为80μm，整个SIM贴膜卡的厚度控制在300μm；所述制造过程中采用上模、中模和下模三种模具，利用下模的真空吸气孔和真空网格气槽将SIM贴膜卡的柔性电路板吸附在下模表面，将中模置于SIM贴膜卡的柔性电路板上，对SIM贴膜卡上的金属凸点区域和需要倒装芯片的区域，中模将其开通孔槽，以空出型腔位置，上模在SIM贴膜卡需要倒装裸芯片的区域放置两个孔，一个为灌注孔，另一个为排气孔，灌注孔用于灌注胶料，排气孔用于灌注过程中的排气，生产时将上模与中模压合紧密，胶料从灌注孔灌注成型。
2.根据权利要求1所述的一种带倒装裸芯片灌注胶料成型的SIM贴膜卡封装制造方法，其特征在于：所述裸芯片上的金属凸块与裸芯片焊盘之间存在芯片表面再布线线路层的电气连接。
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