CN108598044A - 塑封方法及采用该塑封方法制备的封装体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供塑封方法及采用该塑封方法制备的封装体，塑封方法包括步骤：待封装产品包括一载体，在载体上设置有至少一个芯片，芯片与载体连接；提供塑封模具，所述塑封模具具有一塑封槽，提供治具，治具形状与塑封槽形状相同，且治具覆盖塑封槽内表面，在治具内表面形成金属薄片；放置塑封料，并将待封装产品与塑封槽扣合，待封装产品具有芯片的表面朝向塑封槽内；塑封，塑封料形成塑封体，并包覆芯片，形成封装体；移除塑封模具，治具随塑封模具一同被移除，金属薄片覆盖在塑封体表面。优点是，节约工艺流程，节约成本，金属薄片不仅起到电磁屏蔽作用。还可以作为导电层使用，同时金属薄片具备散热片功能，另外，可在金属薄片上形成金属图形，作为布线层使用。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种塑封方法及采用该塑封方法制备的封装体。
背景技术
随着电子产品的发展，半导体科技已广泛地应用于制造内存、中央处理器(CPU)、液晶显示装置(LCD)、发光二极管(LED)、激光二极管以及其它装置或芯片组等。由于半导体组件、微机电组件(MEMS)或光电组件等电子组件具有微小精细的电路及构造，因此为避免粉尘、酸碱物质、湿气和氧气等污染或侵蚀电子组件，进而影响其可靠度及寿命，工艺上需通过封装技术来提供上述电子组件有关电能传送(PowerDistribution)、信号传送(SignalDistribution)、热量散失(HeatDissipation)，以及保护与支持(ProtectionandSupport)等功能。
半导体芯片在被封装形成封装体之后，根据使用情况的不同，该封装体还要与其他电器元件连接或组装。例如，在某些情况下，需要在封装体表面形成图形化的导电层，以便于后续的电镀等工艺的进行。现有的封装体形成导电层的方式复杂，例如通过离子溅射工艺形成导电层，其会增加制作工艺，延长产品的生产时间，且不利于节约成本。
因此，亟需一种新型的塑封方法及采用该塑封方法制备的封装体，克服上述封装体的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种塑封方法及采用该塑封方法制备的封装体，其能够利用封装工艺将一金属薄片覆盖在封装体表面，没有增加额外的步骤，节约了工艺流程，节约成本，且在塑封后直接有金属薄片形成在封装体表面，所述金属薄片可起到电磁屏蔽的作用。
为了解决上述问题，本发明提供了一种塑封方法，包括如下步骤：提供一待封装产品，所述待封装产品包括一载体，在所述载体上设置有至少一个芯片，所述芯片与所述载体连接；提供一塑封模具，所述塑封模具具有一塑封槽，提供一治具，所述治具的形状与所述塑封槽的形状相同，且所述治具覆盖所述塑封槽的内壁，在所述治具内表面形成一金属薄片；在塑封模具侧塑封料或者在待封装产品具有芯片的一侧放置塑封料，并将所述待封装产品与所述塑封槽扣合，其中，所述待封装产品具有芯片的表面朝向所述塑封槽内；塑封，所述塑封料形成塑封体，并包覆所述芯片，形成封装体；移除所述塑封模具，所述治具随所述塑封模具一同被移除，所述金属薄片覆盖在所述塑封体表面。
进一步，所述治具为柔性可电镀治具，所述金属薄片通过电镀的方法形成在所述治具内表面。
进一步，将所述治具放置入塑封槽后，在具有金属薄片的治具内放置塑封料，并将所述待封装产品与所述塑封槽扣合。
进一步，在具有金属薄片的治具内预先放置塑封料，将放置有塑封料的治具放入所述塑封槽内，并将所述待封装产品与所述塑封槽扣合。
进一步，在塑封步骤中，所述待封装产品具有芯片的表面朝上，所述塑封模具的塑封槽扣在所述带封装产品上，或者所述塑封模具的塑封槽朝上，所述待封装产品扣在所述塑封槽内。
进一步，所述金属薄片的表面为粗糙表面。
本发明还提供一种采用上述方法制备的封装体，包括一载体及至少一设置在所述载体上的芯片，一塑封体包覆所述芯片，在所述塑封体的表面覆盖有金属薄片，所述金属薄片预先形成在一柔性可电镀的治具上，并从所述柔性可电镀治具转移至所述塑封体表面。
进一步，所述金属薄片朝向所述是塑封体的表面为具有多个凹坑，塑封步骤中，所述塑封料填充在所述凹坑内，以使在移除塑封模具后，所述金属薄片与所述塑封体结合并覆盖在所述塑封体表面。
进一步，所述金属薄片为一层或者多层。
本发明的一个优点在于，利用封装工艺将一金属薄片覆盖在封装体表面，没有增加额外的步骤，节约了工艺流程，节约成本，且在塑封后直接有金属薄片形成在封装体表面，所述金属薄片可起到电磁屏蔽的作用。另外，覆盖在封装体表面的金属薄片可以作为可以在封装体的其他工艺中作为导电层使用，例如，在后续的电镀工艺中，图形化所述金属薄片，形成金属图案，所述金属图案可作为导电层使用。另外，在所述封装体表面形成金属薄片后，在后续工艺中，可以采用电镀、化学镀、溅射等工艺加厚所述金属薄片，以使所述金属薄片具备散热片的功能。同时，还可以用电镀、化学镀、溅射等工艺在金属薄片上形成其他金属图形。
本发明的另一优点在于，在现有技术中，采用塑封模具进行塑封时，为了防止塑封料粘连在所述塑封槽的内表面，通常需要在塑封槽的内表面设置一离型膜(releasefilm)，所述离型膜可防止塑封料粘连在塑封模具的内表面，且易于封装体与塑封模具分离。而本申请在所述塑封槽内表面放置一覆盖所述塑封槽内表面的金属薄片，所述金属薄片可起到防止塑封料粘连在塑封槽内表面的作用，进而在所述塑封模具的内表面可不设置离型膜，节约成本，且缩短工艺时间。
本发明的再一优点在于，在所述治具上预先形成金属薄片，将具有金属薄片的治具至于塑封模具内，从而避免对塑封模具进行形成金属薄片的操作，方法简单，且易于实施。
附图说明
图1是本发明塑封方法的步骤示意图；
图2A～图2F是本发明塑封方法的第一具体实施方式的工艺流程图；
图3A～图3G是本发明塑封方法第二具体实施方式的工艺流程图；
图4是本发明封装体的结构示意图；
图5是芯片倒装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的一种塑封方法及采用该塑封方法制备的封装体的具体实施方式做详细说明。
本发明提供一种塑封方法。图1是本发明塑封方法的步骤示意图，请参见图1所示，本发明塑封方法包括如下步骤：步骤S10、提供一待封装产品，所述待封装产品包括一载体，在所述载体上设置有至少一个芯片，所述芯片与所述载体电连接；步骤S11、提供一塑封模具，所述塑封模具具有一塑封槽；步骤S12、提供一治具，所述治具的形状与所述塑封槽的形状相同，且所述治具覆盖所述塑封槽的内壁，在所述治具内表面形成一金属薄片；步骤S13、在塑封模具侧塑封料或者在待封装产品具有芯片的一侧放置塑封料，并将所述待封装产品与所述塑封槽扣合，其中，所述待封装产品具有芯片的表面朝向所述塑封槽内；步骤S14、塑封，所述塑封料形成塑封体，并包覆所述芯片，形成封装体；步骤S15、移除所述塑封模具，所述治具随所述塑封模具一同被移除，所述金属薄片覆盖在所述塑封体表面。
图2A～图2F是本发明塑封方法的第一具体实施方式的工艺流程图。
请参见步骤S10及图2A所示，提供一待封装产品20，所述待封装产品20包括一载体21，在所述载体21上设置有至少一个芯片22，所述芯片22与所述载体21连接。其中，所述载体21可以为引线框架等本领域公知的结构，在本具体实施方式中，为了清楚说明本发明技术方案，在所述载体21上设置有两个芯片，本发明对载体21上的芯片数量不进行限制。所述芯片21可通过粘结剂粘贴在所述载体上，所述芯片22可通过导电胶或者金属引线与所述载体21连接。所述芯片22采用正装或者倒装的方式设置在所述载体21上。在本具体实施方式中，所述芯片22正装设置在所述载体21上。在本发明另一具体实施方式中，所述芯片22倒装设置在所述载体21上，请参阅图5。其中，芯片正装方式及倒装方式为本领域常规结构，芯片22在载体21上的安装方式并不影响本发明的技术方案。
请参见步骤S11及图2B，提供一塑封模具30，所述塑封模具30具有一塑封槽31。所述塑封模具30为半导体封装中的常规模具。所述塑封槽31用于后续为芯片封装提供封装空间。
请参见步骤S12及图2C，提供一治具60，所述治具60的形状与所述塑封槽31的形状相同，且所述治具60覆盖所述塑封槽31的内壁。即所述治具60贴合在所述塑封槽31的内表面。所述治具60可预先成型。
在所述治具60内表面形成一金属薄片40。所述金属薄片40的材料可以为铜、镍或者不锈钢等本领域常规金属。所述治具60为柔性可电镀治具，例如钢片。所述金属薄片40可采用电镀的方法形成在所述治具60内表面。所述金属薄片40可以为一层或者多层。在本具体实施方式中，示意性地绘示一层金属薄片40。由于在塑封槽31内表面放置了治具60及金属薄片40，所述治具60及金属薄片40可防止后续的塑封料粘连在所述塑封槽3的内表面，且也易于封装体与塑封模具分离，因此，在所述塑封槽的内表面可不设置离型膜，进而节约成本，且缩短工艺时间。
另外，若直接在塑封槽31表面形成金属薄片40，则需要对塑封模具进行操作，而对塑封模具进行操作存在困难，且不易进行。而在本步骤中，所述治具60可预先成型，并在所述治具60内形成金属薄片40后再放入所述塑封槽31内，进而避免直接将所述塑封模具进行操作，方法简单易行。
优选地，在所述治具60内形成的金属薄片40，其表面可以为粗糙表面，以加强所述金属薄片40后续与封装体的结合力。
请参见步骤S13及图2D，在塑封模具30侧放置塑封料50或者在待封装产品20具有芯片22的一侧放置塑封料，并将所述待封装产品20与所述塑封槽31扣合，其中，所述待封装产品20具有芯片22的表面朝向所述塑封槽31内。参见图2D所示，在本具体实施方式中，在所述待封装产品20具有芯片22的一侧放置塑封料50，所述塑封料为固态形态。所述塑封料50为本领域常规的材料，例如环氧树脂。在本具体实施方式中，所述塑封模具30位于所述待封装产品20的上方，所述塑封槽31朝下对准所述待封装产品20。需要塑封时，下移所述塑封模具30或者上移所述待封装产品20，以使所述待封装产品20具有芯片22的表面位于所述塑封槽31内部，进而使所述待封装产品20与所述塑封槽31扣合。
请参见步骤S14及图2E所示，塑封，所述塑封料50形成塑封体51，并包覆所述芯片22，形成封装体，其中，所述塑封体51也可以包覆所述载体21，在本具体实施方式中，所述塑封体51仅包覆芯片22。进一步，在该塑封步骤中，所述塑封模具30加热，以使所述塑封料50熔化，冷却所述塑封模具30，以使所述塑封料50固化形成塑封体51。在该步骤中，所述塑封模具30的压力使得所述金属薄片40与所述塑封体51结合，在步骤S15中，移除塑封模具后，所述金属薄片40与所述封装体结合并覆盖在所述封装体表面，所述治具60则吸附在所述塑封模具的塑封槽31内壁，随所述塑封模具30一同被移除。进一步，可控制在所述治具60上形成的金属薄片40的粗糙度，若所述金属薄片40的粗糙度较低，则所述金属薄片40与所述治具60的结合度低，所述金属薄片40易于与所述治具60分离。
请参见步骤S15及图2F所示，移除所述塑封模具30，所述金属薄片40覆盖在所述塑封体51表面。由于在塑封步骤中，所述塑封模具的压力使得所述金属薄片40与所述塑封体51结合，因此，在该步骤中，移除所述塑封模具30后，所述金属薄片40并未随同塑封模具30一起移除，而是覆盖在所述塑封体51的表面，所述治具60则吸附在所述塑封模具的塑封槽31内壁，随所述塑封模具30一同被移除。
在所述塑封体50表面形成金属薄片40后，在有需求时，可以采用电镀等方法加厚所述金属薄片40，以使所述金属薄片40具备散热片的功能。同时，还可以用电镀、化学镀、溅射等工艺在金属薄片上形成其他金属图形。
本发明塑封方法还提供一第二具体实施方式。图3A～图3G是本发明塑封方法第二具体实施方式的工艺流程图。
本发明塑封方法第二具体实施方式与第一具体实施方式的区别在于治具60、金属薄片40、塑封料50的设置及塑封模具30与待封装产品20的相对位置，具体说明如下。
请参见图3A所示，提供一待封装产品20，所述待封装产品20包括一载体21，在所述载体21上设置有至少一个芯片22，所述芯片22与所述载体21电连接。其中，所述载体21可以为引线框架等本领域公知的结构，在本具体实施方式中，为了清楚说明本发明技术方案，在所述载体21上设置有两个芯片，本发明对载体21上的芯片数量不进行限制。所述芯片21可通过粘结剂粘贴在所述载体上，所述芯片22可通过导电胶或者金属引线与所述载体21电连接。
请参见图3B所示，提供一塑封模具30，所述塑封模具30具有一塑封槽31。所述塑封模具30为半导体封装中的常规模具。所述塑封槽31用于后续为芯片封装提供封装空间。
请参见图3C所示，提供一治具60，所述治具60的形状与所述塑封槽31的形状相同，且所述治具60覆盖所述塑封槽31的内壁。即所述治具60贴合在所述塑封槽31的内表面。所述治具60可预先成型。
在所述治具60内表面形成一金属薄片40。所述金属薄片40的材料可以为铜、镍或者不锈钢等本领域常规金属。所述治具60为柔性可电镀治具，例如钢片。所述金属薄片40可采用电镀的方法形成在所述治具60内表面。所述金属薄片40可以为一层或者多层。在本具体实施方式中，示意性地绘示一层金属薄片40。由于在塑封槽31内表面放置了治具60及金属薄片40，所述治具60及金属薄片40可防止后续的塑封料粘连在所述塑封槽3的内表面，且也易于封装体与塑封模具分离，因此，在所述塑封槽的内表面可不设置离型膜，进而节约成本，且缩短工艺时间。
另外，若直接在塑封槽31表面形成金属薄片40，则需要对塑封模具进行操作，而对塑封模具进行操作存在困难，且不易进行。而在本步骤中，所述治具60可预先成型并形成金属薄片40后再放入所述塑封槽31内，进而避免直接将所述塑封模具进行操作，方法简单易行。优选地，在所述治具60内形成的金属薄片40，其表面可以为粗糙表面，以加强所述金属薄片40后续与封装体的结合力。
在本具体实施方式中，在具有金属薄片40的治具60内预先放置塑封料50。所述塑封料50为固态形态或者液体形态。所述塑封料50为本领域常规的材料，例如环氧树脂。
请参见图3D所示，将放置有塑封料的治具60放入所述塑封槽31内。在本具体实施方式中，所述塑封料50预先放置在所述治具60内，所述治具60再放入所述塑封槽31内。在其他具体实施方式中，也可以将所述治具60放入所述塑封槽31内后，再将所述塑封料50放置在所述治具60内。
请参见图3E所示，将所述待封装产品20与所述塑封槽31扣合，其中，所述待封装产品20具有芯片22的表面朝向所述塑封槽31内。在本具体实施方式中，所述塑封模具30位于所述待封装产品20的下方，所述待封装产品20具有芯片22的表面朝下对准所述塑封槽。需要塑封时，上移所述塑封模具30或者下移所述待封装产品20，以使所述待封装产品20具有芯片22的表面位于所述塑封槽31内部，进而使所述待封装产品20与所述塑封槽31扣合。
请参见图3F所示，塑封，所述塑封料50形成塑封体51，并包覆所述芯片22，形成封装体。进一步，在该塑封步骤中，所述塑封模具30加热，以使所述塑封料50熔化，冷却所述塑封模具30，以使所述塑封料50固化形成塑封体51。在该步骤中，所述塑封模具30的压力使得所述金属薄片40与所述塑封体51结合，则在后续移除塑封模具后，所述金属薄片40与所述封装体结合并覆盖在所述封装体表面。优选地，由于所述金属薄片40表面为粗糙表面，则所述塑封料熔化后会填充在所述粗糙表面的凹坑内，进一步提高了所述金属薄片与所述塑封体51结合力。
请参见图3G所示，移除所述塑封模具30，所述金属薄片40覆盖在所述塑封体51表面。所述治具60则吸附在所述塑封模具的塑封槽31内壁，随所述塑封模具30一同被移除。由于在塑封步骤中，所述塑封模具的压力使得所述金属薄片40与所述塑封体51结合，因此，在该步骤中，移除所述塑封模具30后，所述金属薄片40并未随同塑封模具30一起移除，而是覆盖在所述塑封体51的表面。进一步，可控制在所述治具60上形成的金属薄片40的粗糙度，若所述金属薄片40的粗糙度较低，则所述金属薄片40与所述治具60的结合度低，所述金属薄片40易于与所述治具60分离。
本发明塑封方法利用封装工艺将一金属薄片覆盖在封装体表面，没有增加额外的步骤，节约了工艺流程，节约成本，且在塑封后直接有金属薄片形成在封装体表面，所述金属薄片可起到电磁屏蔽的作用。另外，覆盖在封装体表面的金属薄片可以作为可以在封装体的其他工艺中作为导电层使用，例如，在后续的电镀工艺中，图形化所述金属薄片，形成金属图案，所述金属图案可作为导电层使用。
在现有技术中，采用塑封模具进行塑封时，为了防止塑封料粘连在所述塑封槽的内表面，通常需要在塑封槽的内表面设置一离型膜(release film)，所述离型膜可防止塑封料粘连在塑封模具的内表面，且易于封装体与塑封模具分离。而本申请在所述塑封槽内表面放置一覆盖所述塑封槽内表面的金属薄片，所述金属薄片可起到防止塑封料粘连在塑封槽内表面的作用，进而在所述塑封模具的内表面可不设置离型膜，节约成本，且缩短工艺时间。
本发明还提供一种封装体。图4是本发明封装体的结构示意图，请参见图4所示，所述封装体包括一载体21及至少一设置在所述载体21上的芯片22。一塑封体51包覆所述芯片22，在所述塑封体51的表面覆盖有金属薄片40。所述金属薄片40预先形成在一柔性可电镀的治具上，并从所述柔性可电镀治具转移至所述塑封体51表面，例如，所述金属薄片40采用电镀的方法形成在所述柔性可电镀治具上。进一步，所述金属薄片40的毛面具有多个凹坑，在塑封步骤中，所述塑封料填充在所述凹坑内，以使在移除塑封模具后，所述金属薄片40与所述塑封体结合并覆盖在所述塑封体表面。所述金属薄片40可为一层或多层。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种塑封方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一待封装产品，所述待封装产品包括一载体，在所述载体上设置有至少一个芯片，所述芯片与所述载体连接；
提供一塑封模具，所述塑封模具具有一塑封槽，
提供一治具，所述治具的形状与所述塑封槽的形状相同，且所述治具覆盖所述塑封槽的内壁，在所述治具内表面形成一金属薄片；
在塑封模具侧放置塑封料或者在待封装产品具有芯片的一侧放置塑封料，并将所述待封装产品与所述塑封槽扣合，其中，所述待封装产品具有芯片的表面朝向所述塑封槽内；
塑封，所述塑封料形成塑封体，并包覆所述芯片，形成封装体；
移除所述塑封模具，所述治具随所述塑封模具一同被移除，所述金属薄片覆盖在所述塑封体表面。
2.根据权利要求1所述的塑封方法，其特征在于，所述治具为柔性可电镀治具，所述金属薄片通过电镀的方法形成在所述治具内表面。
3.根据权利要求1所述的塑封方法，其特征在于，将所述治具放置入塑封槽后，在具有金属薄片的治具内放置塑封料，并将所述待封装产品与所述塑封槽扣合。
4.根据权利要求1所述的塑封方法，其特征在于，在具有金属薄片的治具内预先放置塑封料，将放置有塑封料的治具放入所述塑封槽内，并将所述待封装产品与所述塑封槽扣合。
5.根据权利要求1所述的塑封方法，其特征在于，在塑封步骤中，所述待封装产品具有芯片的表面朝上，所述塑封模具的塑封槽扣在所述带封装产品上，或者所述塑封模具的塑封槽朝上，所述待封装产品扣在所述塑封槽内。
6.根据权利要求1所述的塑封方法，其特征在于，所述金属薄片的表面为粗糙表面。
7.一种采用权利要求1所述的塑封方法制备的封装体，其特征在于，包括一载体及至少一设置在所述载体上的芯片，一塑封体包覆所述芯片，在所述塑封体的表面覆盖有金属薄片，所述金属薄片预先形成在一柔性可电镀的治具上，并从所述柔性可电镀治具转移至所述塑封体表面。
8.根据权利要求7所述的封装体，其特征在于，所述金属薄片朝向所述是塑封体的表面为具有多个凹坑，塑封步骤中，所述塑封料填充在所述凹坑内，以使在移除塑封模具后，所述金属薄片与所述塑封体结合并覆盖在所述塑封体表面。
9.根据权利要求7所述的封装体，其特征在于，所述金属薄片为一层或者多层。
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|---|---|---|---|---|
| CN110634819A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 华天科技（西安）有限公司 | 一种带有散热片的存储类产品封装结构及制造方法 |
| CN111863772A (zh) * | 2019-04-29 | 2020-10-30 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 定位方法、封装组件及封装结构 |
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2017
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