CN208548346U - 一种qfn指纹芯片的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种QFN指纹芯片的封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。其包括引线框架（10）、芯片（2）、以及包裹所述引线框架和芯片的塑封件（3），还包括接地焊接平台（13）和若干个导流孔Ⅱ（152），所述导流孔Ⅱ（152）设置于芯片座（11）外边侧，首尾排列围住芯片（2）；所述接地焊接平台（13）设置于芯片座（11）的一侧边缘并选择性电性连接所述芯片（2），其表面具有镀银层。本实用新型提供了一种提升芯片的电气性能的QFN指纹芯片的封装结构。

Description

一种QFN指纹芯片的封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种QFN指纹芯片的封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。

背景技术

引线框架是集成电路中极为关键的部件之一，它有着支撑芯片、散发工作热量、以及连接外部电路的重要作用。

QFN（Quad Flat No-lead Package，四边扁平无引脚封装）封装具有技术成熟、成本低和热电性能好的优点，如图1所示，现有的用于QFN封装的引线框架的结构包括：若干个整齐排列的外框架1，位于外框架1所形成的空间内的导线架单元2，导线架单元2内包含芯片座1121、 连筋23和位于外框架1上的引脚22，相邻导线架单元2之间的引脚22通过外框架1连接在一起；所述连筋23的一端连接到所述芯片座1121的一角，另一端连接到所述芯片座1121的一角所对应的两个外框架1的交点。在切割时，先沿直线切割外框架1，在制得单颗封装芯片后，无法做倒角，因为切割由铜制材料为主的连筋23时，难度较高，且会影响芯片的电气性能，因此，导致QFN封装的指纹芯片不能应用于手机。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有的封装结构的不足，提供一种提升芯片的电气性能的QFN指纹芯片的封装结构。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型提供了一种QFN指纹芯片的封装结构，其包括引线框架、芯片、以及包裹所述引线框架和芯片的塑封件，所述引线框架包括芯片座、连筋以及金手指，所述芯片座用于承载所述芯片，

所述连筋用于支撑所述引线框架并通过所述金手指连接所述芯片座，所述引线框架的四个角无连筋设置，所述金手指用于固定所述芯片座，以及电性连接所述芯片；

还包括接地焊接平台和若干个导流孔Ⅱ，所述导流孔Ⅱ设置于芯片座外边侧，首尾排列围住芯片；

所述接地焊接平台设置于芯片座的一侧边缘并选择性电性连接所述芯片，其表面具有镀银层。

本实用新型所述金手指设置于所述引线框架的四条边上，且每条边上设置至少一个金手指。

本实用新型所述金手指用于固定所述芯片座，以及电性连接所述芯片，包括：

至少两条边上的所述金手指与所述芯片座连接，以固定所述芯片座；以及

至少一条边上的所述金手指与所述芯片电性连接。

本实用新型的三条边上的所述金手指与所述芯片座连接，且一条边上的所述金手指与所述芯片电性连接。

本实用新型的三条边上的所述金手指与所述芯片座连接，包括：

至少两个金手指与所述芯片座连接，且设置在每条边的首尾，其间设若干个导流孔Ⅰ。

本实用新型的三条边上的所述导流孔Ⅰ的向芯片方向的延伸长度不等。

本实用新型所述导流孔Ⅰ呈一字形、圆形或方形。

本实用新型所述导流孔Ⅱ呈一字形、圆形或方形。

本实用新型还包括引脚，所述引脚由金手指切割而成，呈台阶状。

本实用新型所述芯片上包括至少一个铝垫；

所述金手指电性连接所述芯片，包括：

使用焊线Ⅰ将所述芯片上的铝垫与所述金手指一一对应连接；

所述接地焊接平台设置于芯片座的一侧边缘并选择性电性连接所述芯片，包括：所述接地焊接平台就近设置于芯片的铝垫的一侧，使用焊线Ⅱ将所述芯片上的铝垫与所述接地焊接平台选择性连接。

有益效果

（1）本实用新型公开的QFN指纹芯片的封装结构通过调整引线框架的芯片座与连筋、金手指的分布，获得了适合指纹芯片的大芯片座，提升了引线框架的共面性，提高了芯片贴合引线框架的稳定性；引线框架的四个角落无连筋对所述芯片座进行固定，可以有效降低所述指纹芯片封装的切割难度，提高封装单颗分离的效率；

（2）本实用新型公开的QFN指纹芯片的封装结构对引线框架先采用连筋半切割、后采用激光切割成型形成阶梯形引脚，加强了封装产品焊接的可靠性；

（3）本实用新型公开的QFN指纹芯片的封装结构通过设置充足的导流孔使塑封料在引线框架正反面顺畅地流动，增强了塑封层与引线框架的结合的可靠性；

（4）本实用新型公开的QFN指纹芯片的封装结构将引线框架的金手指、接地焊接平台设置在芯片的铝垫仅有的一侧，提高了打线效率，并提高了QFN产品的利用面积。

附图说明

图1是现有技术中的用于QFN封装的引线框架结构的示意图；

图2是本实用新型一种QFN指纹芯片的封装结构的剖面示意图；

图3是图2中的引线框架的结构示意图；

图4是图2中的引脚形成的示意图；

图中：

引线框架10

芯片座11

连筋121、122、123、124

金手指Ⅰ141、金手指Ⅱ142、金手指Ⅲ143

导流孔Ⅰ151、导流孔Ⅱ152

接地焊接平台13

蚀刻线191

激光切割线192

芯片2

铝垫21

焊线Ⅰ23、焊线Ⅱ24

塑封件3。

具体实施方式

为了详细阐述本实用新型的精神实质，帮助本领域技术人员切实、全面的理解本实用新型的完整技术方案，下面将结合实施例和附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。

实施例

本实用新型一种QFN指纹识别芯片的封装结构，参阅图2所示，为其剖面示意图，所述指纹芯片封装包括引线框架10、芯片2以及包裹所述引线框架10 和芯片2的塑封件3，其厚度范围300um以下。所述引线框架10包括芯片座11、连筋以及金手指，芯片座11设置在引线框架10的中间区域。引线框架10是芯片2的载体，主要用于连接芯片2内部电路与外部PCB，芯片2贴合在所述引线框架10上并固定，芯片2设置在芯片座11内并与芯片座11固定连接，芯片2为硅基指纹芯片，在其他实施方式中，也可以是其他材质或其他功能的芯片。

连筋是由金属材质组成的框架，包括连筋121、连筋122、连筋123、连筋124四条边以及连筋125、连筋126，是引线框架中对所有部件起物理连接的结构，如图3所示，为引线框架的结构示意图。在连筋121、连筋122、连筋123、连筋124上均设置有至少一个金手指，图3中示意通过连筋的任意三边（如连筋122、连筋123、连筋124）上的金手指通过连筋125与所述芯片座11固定连接，而不是在引线框架的四个角落通过连筋对所述芯片座11进行固定，可以有效降低所述指纹芯片封装的切割难度，提高封装单颗分离的效率。这些金手指形成封装焊脚，用于加强封装单体与PCB的连接。还有一连筋121的金手指用于电性连接所述芯片2与所述指纹芯片封装外部结构，不用于固定所述芯片座11。这些金手指最后切割形成引脚。

所述金手指在各连筋121、连筋122、连筋123、连筋124上的数量根据实际需求设置，在本实用新型实施例中，所述金手指在各边连筋上的数量不相同，如图3所示。每条连筋上至少两个金手指与所述芯片座11连接，且设置在每条连筋的首尾，其间还可以设有若干个导流孔Ⅰ151。导流孔Ⅰ151可以呈一字形、圆形、方形等任意形状。用于塑封时，塑封料在引线框架正反面顺畅地流动，增强塑封层与引线框架10的结合的可靠性。图3中以导流孔Ⅰ151呈方形示意，设置在相邻连筋125、连筋126之间或者相邻连筋126之间。方形导流孔Ⅰ151尽可能大，可以使塑封料在引线框架正反面快速流动，节省塑封时间。三条连筋上的所述导流孔Ⅰ151的向芯片方向的延伸长度不等。连筋122、连筋124上的导流孔Ⅰ151的向芯片方向的延伸长度大于金手指Ⅱ142的向芯片方向的延伸长度，连筋123上的导流孔Ⅰ151的向芯片方向的延伸长度小于金手指Ⅲ143的向芯片方向的延伸长度，以获得适合指纹芯片的尽可能大的芯片座11，以利于提高QFN指纹芯片产品的利用面积。

金手指Ⅰ141设置在引线框架10的连筋121上，所述连筋121用于支撑所述引线框架10并通过金手指Ⅰ141电性连接所述芯片座11和所述芯片2。所述金手指Ⅱ142、金手指Ⅲ143、连筋125、连筋126设置在引线框架10的其余的连筋122、连筋123、连筋124上，金手指Ⅱ142通过连筋125与芯片座11固连，以及电性连接芯片2。连筋121上的金手指Ⅰ141小而密，图3中以12个金手指示意。连筋122、连筋123、连筋124上的金手指Ⅱ142、金手指Ⅲ143比金手指Ⅰ141宽大很多。连筋125的长度尽可能的短粗，以提高其强度，避免因芯片2的面积较大而使芯片座11倾斜，提高了引线框架的共面性。

导流孔Ⅱ152设置于芯片座11的左侧、右侧、后侧三边的外边侧，首尾相接围住芯片2。导流孔Ⅱ152可以呈一字形、圆形、方形等任意形状。用于塑封时，塑封料在引线框架正反面顺畅地流动，增强了引线框架10的结合的可靠性。图3中以导流孔Ⅱ152呈一字形示意。一字形导流孔Ⅱ152分布广、个数多，不仅可以使塑封料在引线框架正反面快速流动，尤其是在四个角上，可以使塑封料填充更充分。

芯片座11的左侧与右侧的金手指Ⅱ142、连筋125、连筋126、导流孔Ⅰ151、导流孔Ⅱ152对称设置。

芯片2固定设置在芯片座11上，所述芯片2上设置有至少一个铝垫21，所述铝垫21通过焊线Ⅰ23与至少一条连筋上的金手指电性连接。其中，使用焊线Ⅰ23将所述芯片2上的铝垫21与所述金手指Ⅰ141一一对应连接，剩余边上的金手指Ⅱ142与所述芯片座11固定连接，所述芯片2通过与金手指Ⅰ141电性连接将电信号传递到外部PCB板的结构。

接地焊接平台13就近设置于芯片座11的前侧边缘并通过焊线Ⅱ24选择性电性连接所述芯片2上的铝垫21。接地焊接平台13的材质为铜，其表面具有镀银层，镀银层有利于焊线Ⅱ24与接地焊接平台13固定连接，增强稳定性。

在本实用新型的其他实施例中，与所述铝垫21通过焊线Ⅰ23连接的金手指的数量及排列方式可以灵活选择，可以连续排列也可以分散排列，数量不限定一排。

在塑封件注塑前，本实用新型实施例先不对所述连筋进行处理，待塑封件注塑完成后，由于连筋背面与注塑的模板位于同一平面上，所述连筋背面没有被注塑材料覆盖，在塑封件注塑完成后可以对所述连筋进行半蚀刻，减薄引线框架的厚度，刻蚀线191为半刻蚀区域与半非刻蚀区域的标志线。

根据客户不同需求，引线框架10被切割成不同的形状，如圆形、方形、椭圆形等，图3中的激光切割线192呈圆角的方形。

特别的，在塑封件注塑完成后对金手指所在的连筋使用0.44毫米厚度的树脂刀片进行半切割，使金手指与相邻的单颗封装体之间电性连接被断开，再通过激光沿激光切割线192形成单颗封装体，如图4所示，为引脚形成的局部Ⅰ放大示意图，金手指Ⅰ141、金手指Ⅱ142、金手指Ⅲ143的断面形成台阶状的引脚128，图2所示，为QFN指纹芯片的封装结构的示意图。引脚128经镀锡后，在与外部PCB（印刷线路板） 焊接时，焊锡灌充在台阶间隙，可以加强引脚与PCB焊接的可靠性，避免上板脱落问题，可以应用于军工、汽车类等可靠性要求高的指纹识别产品中。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步地详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种QFN指纹芯片的封装结构，其包括引线框架（10）、芯片（2）、以及包裹所述引线框架和芯片的塑封件，所述引线框架（10）包括芯片座（11）、连筋以及金手指，所述芯片座（11）用于承载所述芯片（2），

其特征在于，所述连筋用于支撑所述引线框架并通过所述金手指连接所述芯片座（11），所述引线框架的四个角无连筋设置，所述金手指用于固定所述芯片座（11），以及电性连接所述芯片；

还包括接地焊接平台（13）和若干个导流孔Ⅱ（152），所述导流孔Ⅱ（152）设置于芯片座（11）外边侧，首尾排列围住芯片（2）；

所述接地焊接平台（13）设置于芯片座（11）的一侧边缘并选择性电性连接所述芯片（2），其表面具有镀银层。

2.根据权利要求1所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，所述金手指设置于所述引线框架的四条边上，且每条边上设置至少一个金手指。

3.根据权利要求2所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，所述金手指用于固定所述芯片座（11），以及电性连接所述芯片，包括：

至少两条边上的所述金手指与所述芯片座（11）连接，以固定所述芯片座（11）；以及

至少一条边上的所述金手指与所述芯片电性连接。

4.根据权利要求3所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，三条边上的所述金手指与所述芯片座（11）连接，且一条边上的所述金手指与所述芯片电性连接。

5.根据权利要求4所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，三条边上的所述金手指与所述芯片座（11）连接，包括：

至少两个金手指与所述芯片座（11）连接，且设置在每条边的首尾，其间设若干个导流孔Ⅰ（151）。

6.根据权利要求5所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，三条边上的所述导流孔Ⅰ（151）的向芯片（2）方向的延伸长度不等。

7.根据权利要求1所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，所述导流孔Ⅰ（151）呈一字形、圆形或方形。

8.根据权利要求1所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，所述导流孔Ⅱ（152）呈一字形、圆形或方形。

9.根据权利要求1所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，还包括引脚（128），所述引脚（128）由金手指切割而成，呈台阶状。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的QFN指纹芯片的封装结构，其特征在于，所述芯片上包括至少一个铝垫；

所述金手指电性连接所述芯片，包括：

使用焊线Ⅰ（23）将所述芯片上的铝垫（21）与所述金手指（141）一一对应连接；

所述接地焊接平台（13）设置于芯片座（11）的一侧边缘并选择性电性连接所述芯片（2），包括：所述接地焊接平台（13）就近设置于芯片的铝垫（21）的一侧，使用焊线Ⅱ（24）将所述芯片上的铝垫（21）与所述接地焊接平台（13）选择性连接。