CN115799075A - 封装框架及其制作方法、封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种封装框架及其制作方法、封装结构，制作方法包括：提供多个导通单元；提供吸附装置，包括多个吸嘴，多个吸嘴吸附固定多个导通单元；塑封所述多个导通单元形成第一塑封体，每一导通单元的第一端从所述第一塑封体厚度方向的第一表面露出；于所述第一塑封体厚度方向的第一表面塑封每一导通单元的第二端形成第二塑封体；减薄所述第一塑封体厚度方向的第二表面，每一导通单元的第二端从所述第二表面露出；以及减薄所述第二塑封体厚度方向的第三表面，每一导通单元的第一端从所述第三表面露出；其中，所述第一塑封体和所述第二塑封体构成塑封所述多个导通单元的塑封层。

Description

封装框架及其制作方法、封装结构

技术领域

本发明属于半导体封装技术领域，特别关于一种封装框架及其制作方法、封装结构。

背景技术

随着信息化社会的发展，电子器件的更新换代越来越频繁，元器件的差异化显著，作为载板的封装框架的需求量增加。常规框架存在工艺流程长、加工步骤多等缺陷；常规的蚀刻型框架存在单价较高、生产速度慢等缺陷；常规的冲压框架需开发冲压模具，交期较长。

因此，急需一种快速成型的封装框架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种封装框架及其制作方法、封装结构，采用注塑工艺经两次塑封导通单元快速完成适用于空腔封装的封装框架的制备，克服了现有的封装框架制作工艺复杂、制作流程长的问题。

为克服上述技术问题，本发明提供一种封装框架的制作方法，所述制作方法包括：

提供多个导通单元；

提供吸附装置，所述吸附装置包括多个吸嘴，所述多个吸嘴吸附固定所述多个导通单元；

塑封所述多个导通单元形成第一塑封体，每一导通单元的第一端从所述第一塑封体厚度方向的第一表面露出；

于所述第一塑封体厚度方向的第一表面塑封每一导通单元的第二端形成第二塑封体；

减薄所述第一塑封体厚度方向的第二表面，每一导通单元的第二端从所述第二表面露出；以及

减薄所述第二塑封体厚度方向的第三表面，每一导通单元的第一端从所述第三表面露出；

其中，所述第一塑封体和所述第二塑封体构成塑封所述多个导通单元的塑封层。

作为可选的技术方案，所述第一塑封体中的相邻的两个导通单元按照预设间距排布。

作为可选的技术方案，塑封所述多个导通单元形成第一塑封体还包括：填充导电材料至相邻的两个导通单元之间，所述多个导通单元中部分导通单元之间相互电性连接。

作为可选的技术方案，还包括：预处理每一导通单元的表面，于每一导通单元的表面形成微结构。

作为可选的技术方案，所述预处理每一导通单元的表面的步骤包括：微蚀刻每一导通单元的表面形成对应的所述微结构。

作为可选的技术方案，所述第一塑封体和所述第二塑封体的材料均为工程塑料。

本发明还提供一种封装框架，所述封装框架包括：塑封层，以及嵌设于塑封层中的多个导通单元，每一导通单元相对的第一端和第二端分别从所述塑封层厚度方向的两个表面上露出；其中，包括所述多个导通单元和所述塑封层的所述封装框架为采用如上所述的制作方法制得。

作为可选的技术方案，所述多个导通单元于所述塑封层中按照预设间距设置。

作为可选的技术方案，还包括基岛导通区和引脚导通区，所述引脚导通区位于所述基岛导通区的外侧，所述基岛导通区中的导通单元的数量、密度大于所述引脚导通区中的导通单元的数量、密度。

作为可选的技术方案，所述基岛导通区中的导通单元之间通过导电材料相互电性连接。

作为可选的技术方案，每一导通单元的表面包括微结构，所述微结构和所述塑封层接触。

作为可选的技术方案，所述导通单元为金属球。

本发明又提供一种封装结构，所述封装结构包括：如上所述的封装框架；芯片和/或元器件，设置于所述封装框架一侧，与所述封装框架电性连接，且位于所述密闭空腔中。

作为可选的技术方案，还包括上盖，所述上盖固定连接于所述封装框架的一侧，所述上盖和所述封装框架之间界定出一密闭空腔。

作为可选的技术方案，所述封装框架还包括挡墙，所述上盖通过上盖胶固定连接于所述挡墙。

与现有技术相比，本发明提供一种封装框架及其制作方法、封装结构，通过注塑料两次塑封导通单元，减薄塑封层露出导通单元获得快速成型的封装框架，具有如下有益效果：利用快速成型技术，提高框架加工效率，缩短封装框架交期；快速成型的封装框架中，导通单元的排布位置灵活，适配各类芯片焊盘布局，满足定制化需求；导通单元表面做微蚀刻处理，增加预塑封层和导通单元之间的结合性，减少分层与漏气风险。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的封装框架的制作方法的流程图。

图2为本发明一实施例中提供的封装框架的俯视图。

图3为图2中封装框架的剖面示意图。

图4为图3中封装框架的制作过程的剖面示意图。

图5为本发明另一实施例中的封装框架的剖面示意图。

图6为本发明又一实施例中的封装框架的剖面示意图。

图7为本发明一实施例中的封装结构的剖面示意图。

图8为图7中封装结构的封装过程剖面示意图。

图9为本发明另一实施例中的封装结构的剖面示意图。

图10为图9中封装结构的封装过程剖面示意图。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供一种封装框架的制作方法1000，其包括：

提供多个导通单元；

提供吸附装置，所述吸附装置包括多个吸嘴，所述多个吸嘴吸附固定所述多个导通单元；

塑封多个导通单元形成第一塑封体，每一导通单元的第一端从第一塑封体厚度方向的第一表面露出；

于第一塑封体厚度方向的第一表面塑封每一导通单元的第二端形成第二塑封体；

减薄第一塑封体厚度方向的第二表面，每一导通单元的第二端从第二表面露出；以及

减薄第二塑封体厚度方向的第三表面，每一导通单元的第一端从第三表面露出；

其中，所述第一塑封体和所述第二塑封体构成塑封所述多个导通单元的塑封层。

本发明提供的封装框架的制作方法中，利用吸附装置固定导通单元，再通过第一塑封体和第二塑封体依次塑封导通单元，可实现封装框架的快速注塑成型，并提高封装框架加工效率。

在本发明一实施方式中，所述第一塑封体中的相邻的两个导通单元按照预设间距排布。其中，通过吸附装置对被第一塑封体塑封的多个导通单元进行限位，以确保多个导通单元之间的间距能够满足后续的封装需求。

可以理解的是，在本发明其他实施例中，也可以是将多个导通单元通过可解离的结合层按照预设间距预先固定在载板上，当第一塑封体塑封多个导通单元后，通过光照、加热的方式控制结合层失效移除载板和结合层，也可使得多个导通单元之间的间距满足后续的封装需求。

在本发明一实施例中，根据不同的封装要求，塑封所述多个导通单元形成第一塑封体之后，还可以通过填充导电材料至相邻的两个导通单元之间，控制多个导通单元中部分导通单元之间相互电性连接。

在本发明一实施例中，导通单元通常采用金属材料制得，第一塑封体和第二塑封体为工程塑料，为了增加工程塑料和金属材料之间的结合性能，还包括：预处理每一导通单元的表面，于每一导通单元的表面形成微结构，例如，微蚀刻每一导通单元的表面形成对应的微结构。其中，微结构例如是形成在表面上凹凸图案，凹凸图案可以增加导通单元表面的粗糙程度，提升工程塑料和金属材料结合的紧密程度。可以理解的是，对于应用于空腔封装的封装框架来讲，第一塑封体、第二塑封体和导通单元之间结合的紧密程度，决定了基于此封装框架的封装结构的气密性，特别是空腔类封装结构的气密性。即，本发明提供的上述封装框架的制作方法，不仅可以通过快速成型的方式制得封装框架，同时，制得的封装框架在封装结构中可以显著改善气密性，特别是空腔类封装结构的气密性。

在本发明一实施例中，预处理每一导通单元的表面，于每一导通单元的表面形成微结构不限于微蚀刻工艺，例如：以激光切割的方式于导通单元的表面形成凹陷结构；或者，以具有特定微结构的模板包覆于导通单元的表面，通过冲压方式将模板上的微结构转印至导通单元的表面，进而于导通单元的表面上形成对应的微结构。即，本发明中并不特别限定预处理工艺的具体类型，只要能够满足在导通单元的表面形成微结构即可。

可以理解是的，工程塑料例如选自聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、热塑性聚酯等通用工程塑料；也可以选自高耐热性的聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等耐热工程塑料。其中，工程塑料具有优良的耐热和耐寒性能，在广泛的温度范围内机械性能优良；耐腐蚀性良好，受环境影响较小，有良好的耐久性；有良好的尺寸稳定性和电绝缘性；重量轻，强度高，并具有突出的减摩、耐磨性；因此，采用工程塑料对金属球进行塑封而快速成型形成的封装框架，工程塑料和金属球之间具有很强的结合强度，且第一塑封体和第二塑封体之间不易分层，具有优越的气密性。另外，快速成型形成的封装框架在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，具有更大的适用场景。

以下，将结合图2、图3和图4详细说明图1中的制作方法1000。

具体的，提供多个导通单元1，导通单元1例如是金属球，优选为铜球。

微蚀刻导通单元1的表面形成微结构1a，微结构1a用于增加导通单元1的表面粗糙度，增加和第一塑封体4和第二塑封体5的结合程度。

提供吸附装置2，其包括多个吸嘴3，多个吸嘴3吸附多个导通单元1，吸嘴3之间的间距决定了导通单元1之间的间距，优选的，吸嘴3可移动的设置于吸附装置2上，即，可根据不同的封装需求，适应性移动吸嘴3之间的间距，调整导通单元1之间的预设间距。

塑封料塑封多个导通单元1形成第一塑封体4，其中，导通单元1的第一端从第一塑封体4厚度方向的第一表面4a中露出。

移除吸附装置2，塑封料在第一表面4a上塑封多个导通单元1形成第二塑封体5。其中，第二塑封体5包括挡墙5a，挡墙5a向上伸出。

本实施例中，第一塑封体4和第二塑封体5采用相同的塑封材料，例如是工程塑料，因此，第二塑封体5在第一塑封体4上方塑封后，第一塑封体4和第二塑封体5构成一体式的塑封层6，如前所述，由工程塑料形成的第一塑封体4和第二塑封体5可进一步提高气密性，但不以此为限。

进一步，减薄第一塑封体4（或者塑封层6的底面）厚度方向的第二表面4b，导通单元1的第二端从第二表面4b中露出；减薄第二塑封体5（或者塑封层6的顶面）厚度方向的第三表面5b，导通单元1的第一端从第三表面5b中露出；进而制得封装框架10。

参照图2所示，用于倒装连接的封装框架10，其还包括基岛导通区10a，基岛导通区10a用于后续安装芯片和/或元器件。

另外，在本发明一些实施例中，基岛导通区10a中的导通单元1可以是均匀布置，也可以是非均匀布置。另外，导通单元1的尺寸可以相同或者不同。

参照图5所示，在本发明一实施例中，封装框架10中还包括位于基岛导通区10a外侧的引脚导通区10b，基岛导通区10a中的多个导通单元1之间相互电性连接。封装框架10适用于芯片和/或元器件打线连接的封装结构。

其中，多个导通单元1之间的导通可以是通过导电胶进行电性导通。

另外，在本发明其他实施例中，引脚导通区和基岛导通区中的导通单元的数量和分布密度相同；或者，引脚导通区和基岛导通区中导通单元均匀分布；又或者，基岛导通区中的导通单元的数量、密度大于引脚导通区中的导通单元的数量、密度。

参照图6所示，在本发明一实施例中，封装框架10中，仅包括位于周边的导通单元1，周边的导通单元1之间电性隔离。

参照图7和图8，本发明还提供一种封装结构100，其包括封装框架10，芯片和/或元器件20的多个焊球21倒装连接封装框架10上的多个导通单元1。

上盖30，通过上盖胶40固定连接封装框架10的挡墙6a。上盖30和封装框架10之间形成密封空腔50，其中，芯片和/或元器件20位于密封空腔50。进一步，沿切割道c切割上述封装结构得到单颗封装体。

参照图9和图10，本发明还提供一种封装结构200，其包括封装框架10，芯片和/或元器件20通过装片胶210贴装在封装框架10的基岛导通区10a中。金属线220经打线连接芯片和/或元器件20和引脚导通区10b中的导通单元1，使得芯片和/或元器件20和封装框架10电性连接。

封装结构200还包括上盖30，通过上盖胶40固定连接封装框架10的挡墙6a。上盖30和封装框架10之间形成密封空腔50，其中，芯片和/或元器件20位于密封空腔50。进一步，沿切割道c切割上述封装结构200得到单颗封装体。

综上，本发明提供一种封装框架及其制作方法、封装结构，通过注塑料两次塑封导通单元，减薄塑封层露出导通单元获得快速成型的封装框架，具有如下有益效果：利用快速成型技术，提高框架加工效率，缩短封装框架交期；快速成型的封装框架中，导通单元的排布位置灵活，适配各类芯片焊盘布局，满足定制化需求；导通单元表面做微蚀刻处理，增加预塑封层和导通单元之间的结合性，减少分层与漏气风险。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。此外，上面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。必需指出的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种封装框架的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供多个导通单元；

提供吸附装置，所述吸附装置包括多个吸嘴，所述多个吸嘴吸附固定所述多个导通单元；

塑封所述多个导通单元形成第一塑封体，每一导通单元的第一端从所述第一塑封体厚度方向的第一表面露出；

于所述第一塑封体厚度方向的第一表面塑封每一导通单元的第一端形成第二塑封体；

减薄所述第一塑封体厚度方向的第二表面，每一导通单元的第二端从所述第二表面露出；以及

减薄所述第二塑封体厚度方向的第三表面，每一导通单元的第一端从所述第三表面露出；

其中，所述第一塑封体和所述第二塑封体构成塑封所述多个导通单元的塑封层。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一塑封体中的相邻的两个导通单元按照预设间距排布。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，塑封所述多个导通单元形成第一塑封体还包括：

填充导电材料至相邻的两个导通单元之间，所述多个导通单元中部分导通单元之间相互电性连接。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包括：

预处理每一导通单元的表面，于每一导通单元的表面形成微结构。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述预处理每一导通单元的表面的步骤包括：

微蚀刻每一导通单元的表面形成对应的所述微结构。

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一塑封体和所述第二塑封体的材料均为工程塑料。

7.一种封装框架，其特征在于，所述封装框架包括：

塑封层，以及嵌设于塑封层中的多个导通单元，每一导通单元相对的第一端和第二端分别从所述塑封层厚度方向的两个表面上露出；

其中，包括所述多个导通单元和所述塑封层的所述封装框架为采用如权利要求1-6中任意一项的所述的制作方法制得。

8.根据权利要求7所述的封装框架，其特征在于，所述多个导通单元于所述塑封层中按照预设间距设置。

9.根据权利要求7所述的封装框架，其特征在于，还包括基岛导通区和引脚导通区，所述引脚导通区位于所述基岛导通区的外侧，所述基岛导通区中的导通单元的数量、密度大于所述引脚导通区中的导通单元的数量、密度。

10.根据权利要求9所述的封装框架，其特征在于，所述基岛导通区中的导通单元之间通过导电材料相互电性连接。

11.根据权利要求7所述的封装框架，其特征在于，每一导通单元的表面包括微结构，所述微结构和所述塑封层接触。

12.根据权利要求7所述的封装框架，其特征在于，所述导通单元为金属球。

13.一种封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：

如权利要求7-12中任一项所述的封装框架；

芯片和/或元器件，设置于所述封装框架一侧，与所述封装框架电性连接。

14.根据权利要求13所述封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括：

上盖，所述上盖固定连接于所述封装框架的一侧，所述上盖和所述封装框架之间界定出一密闭空腔；所述芯片和/或元器件位于所述密闭空腔中。

15.根据权利要求14所述封装结构，其特征在于，所述封装框架还包括挡墙，所述上盖通过上盖胶固定连接于所述挡墙。

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