一种无基岛框架封装结构及其制备方法与流程

专利2022-06-29  67


本申请涉及半导体封装技术领域,更具体地说,涉及一种无基岛框架封装结构及其制备方法。



背景技术:

随着电子信息技术的高速发展,电子设备对于封装结构的小型化需求愈发强烈,原来的有基岛框架设计,由于芯片尺寸的减小,使芯片面积与基岛(载体)面积的比远远小于30%。这样容易出现反包和离层,并且由于芯片较小、基岛(载体)较大,致使金线较长,易产生冲丝现象等,给封装工艺和产品质量带来难度和隐患,因此无基岛框架封装结构应运而生。

无基岛框架封装结构由于不需要基岛作为芯片的载体,可以在一定程度上减小封装结构尺寸,并且可以避免由于基岛较大而导致的金线较长以及易产生冲丝现象的问题。

但是在实际应用中发现,当前的无基岛框架封装结构的尺寸,由于受当前机台和制备工艺能力的限制难以进一步缩小,因此亟需对无基岛框架封装结构的结构进行优化,以实现进一步缩小无基岛框架封装结构的尺寸的目的。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本申请提供了一种无基岛框架封装结构及其制备方法,以实现缩小无基岛框架封装结构的尺寸的目的。

为实现上述技术目的,本申请实施例提供了如下技术方案:

一种无基岛框架封装结构,包括:

框架,所述框架包括贯穿所述框架的通孔以及相对设置的第一表面和第二表面;

位于所述通孔中的装片胶;

位于所述装片胶朝向所述第二表面一侧的芯片,所述芯片与所述框架电连接;

填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧的表面以及所述框架的第二表面的保护结构。

可选的,所述装片胶背离所述芯片一侧的表面与所述第一表面位于同一平面上。

可选的,还包括:

连接所述芯片与所述框架的连接结构。

可选的,所述保护结构为塑封结构或陶瓷封装结构。

可选的,所述芯片背离所述装片胶一侧的表面与所述框架的第二表面齐平。

一种无基岛框架封装结构的制备方法,包括:

提供载板和框架,所述框架具有贯穿所述框架的通孔以及相对设置的第一表面和第二表面;

将所述框架固定在所述载板表面,所述第一表面朝向所述载板;

将装片胶和芯片设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架电连接;

形成填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧表面以及所述框架的第二表面的保护结构;

在所述保护结构形成后,去除所述载板。

可选的,所述载板为金属板或非金属版或高分子膜。

可选的,所述将装片胶和芯片设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架电连接包括:

将装片胶和芯片依次设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架的第二表面电连接;或者

先将芯片与装片胶固定,再将固定在一起的装片胶和芯片一起设置在所述通孔中,并使所述芯片与所述框架的第二表面电连接。

可选的,所述将装片胶和芯片依次设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架的第二表面电连接包括:

将所述装片胶固定于所述载板表面;

将所述芯片固定于所述装片胶背离所述载板一侧表面;

形成连接所述芯片与所述框架的连接结构。

可选的,所述形成填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧表面以及所述框架的第二表面的保护结构包括:

在所述通孔与所述装片胶、芯片之间的缝隙填充塑封料;

在所述芯片背离所述装片胶一侧的表面、所述框架的第二表面涂覆塑封料;

对塑封料进行固化,以获得塑封结构。

从上述技术方案可以看出,本申请实施例提供了一种无基岛框架封装结构及其制备方法,其中,所述无基岛框架封装结构的框架具有贯穿所述框架的通孔,并且将装片胶和芯片均沉在通孔中设置,使得装片胶和芯片无需额外占用竖直方向上的空间,从而实现了对无基岛框架封装结构的优化,缩小了无基岛框架封装结构的尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1和图2为现有技术中的无基岛框架封装结构的剖面结构示意图;

图3为本申请的一个实施例提供的一种无基岛框架封装结构的剖面结构示意图;

图4和图5为本申请的一个实施例提供的无基岛框架封装结构的两种俯视结构示意图;

图6为本申请的另一个实施例提供的一种无基岛框架封装结构的剖面结构示意图;

图7为本申请的一个实施例提供的一种无基岛框架封装结构的制备方法示意图;

图8-图11为本申请的一个实施例提供的一种无基岛框架封装结构的制备流程图。

具体实施方式

目前现有技术中的无基岛框架封装结构如图1和图2所示,主要由框架10、装片胶20、芯片30、连接结构40和塑封体50构成,在图1中,框架10中心具有镂空区域,在图2中,框架10中心不具有镂空区域,框架10中是否设置镂空区域可以根据实际应用场景设置。无论在图1和图2所示的结构中,装片胶20和芯片30均设置在框架10的上方,通过连接结构40实现与框架10的电连接。

发明人发现,现有技术中通常通过优化制备工艺或提升机台的作业能力来实现无基岛框架封装结构的尺寸缩小的目的,由于芯片30位于框架10上,厚度取决于上模安全距离l1、芯片30和装片胶20的厚度l2以及框架10厚度l3,因而降低芯片30成品封装厚度的主要思路是减小上模安全距离l1、芯片30和装片胶20的厚度l2以及框架10厚度l3,但是随着机台的作业能力和制备工艺能力愈发逼近极限,通过这种方式缩小无基岛框架封装结构的尺寸的难度越来越高。

有鉴于此,本申请实施例提供了一种无基岛框架封装结构,包括:

框架,所述框架包括贯穿所述框架的通孔以及相对设置的第一表面和第二表面;

位于所述通孔中的装片胶;

位于所述装片胶朝向所述第二表面一侧的芯片,所述芯片与所述框架电连接;

填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧的表面以及所述框架的第二表面的保护结构。

仍然参考图1和图2,现有技术中的无基岛框架封装结构在竖直方向上的厚度由上模安全距离l1、芯片及装片胶厚度l2和框架厚度l3决定,在本实施例中,所述无基岛框架封装结构的框架具有贯穿所述框架的通孔,并且将装片胶和芯片均沉在通孔中设置,相较于现有技术中的无基岛框架封装结构,可以省去芯片及封装结构厚度l2,使得装片胶和芯片无需额外占用竖直方向上的空间,从而实现了对无基岛框架封装结构的优化,缩小了无基岛框架封装结构的尺寸。

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种无基岛框架封装结构,如图3、图4和图5所示,图3为所述无基岛框架封装结构的剖面结构示意图,图4和图5为所述无基岛框架封装结构的俯视结构示意图;所述无基岛框架封装结构包括:

框架100,所述框架100包括贯穿所述框架100的通孔th以及相对设置的第一表面和第二表面;

位于所述通孔th中的装片胶200;

位于所述装片胶200朝向所述第二表面一侧的芯片300,所述芯片300与所述框架100电连接;

填充所述通孔th与所述装片胶200、芯片300之间缝隙,且覆盖所述芯片300背离所述装片胶200一侧的表面以及所述框架100的第二表面的保护结构500。

在所述无基岛框架封装结构中,所述框架100起到实现将封装结构中的芯片300与外界结构电连接的目的,可以是金属材料制备的框架100,也可以是其他导电材料制备的框架100。

所述通孔th的剖面形状可以如图3所示的上部开口小,下部开口大的形状,也可以是矩形等规则形状,本申请对此并不做限定,只要能够容纳装片胶200和芯片300即可。

图4和图5示出了两种可行的无基岛框架封装结构的两种俯视结构示意图,为了能够清楚的显示所述框架100的可行结构,图4和图5中并未显示出所述保护结构500。在图4中,所述框架100的中心区域设置有贯穿所述框架100的通孔th,此时框架100为一整体结构,所述芯片300可以最少通过一根连接结构400即可实现与框架100的电连接。所述连接结构可以为焊线或其他金属导体。

在图5中,通孔th呈矩形,所述框架100被所述通孔th分为左右两个部分,为了实现芯片300与两个部分的框架100均电连接,此时至少需要两根连接结构400。当然地,在实际的使用过程中,所需连接结构400的数量与芯片300的管脚数量以及芯片300类型等均相关,本申请对实现芯片300与框架100电连接的连接结构400的数量并不做限定,具体视实际情况而定。

在图4和图5中,均以所述通孔th位于所述框架100的中心区域为例进行说明,当然地,在本申请的其他实施例中,所述通孔th还可以根据需要设置于除中心区域外的其他区域中,本申请对此并不做限定,具体视实际情况而定。

可选的,仍然参考图3,所述装片胶200背离所述芯片300一侧的表面与所述第一表面位于同一平面上,即所述装片胶200背离所述芯片300一侧的表面裸露,无需保护结构500的覆盖,这样能够给芯片300预留足够的设置空间,避免芯片300的顶部超出框架100的顶部或第二表面。

相应的,为了进一步的缩小所述无基岛框架封装结构的尺寸,在装片胶200背离所述芯片300一侧的表面与所述第一表面位于同一平面的基础上,所述框架100的第二表面与所述芯片300背离所述装片胶200一侧表面齐平即可,即所述框架100的厚度等于装片胶200的厚度与芯片300的厚度之和即可,从而可以进一步缩小无基岛框架封装结构在竖直方向上的厚度。当然地,参考图6,在一些对于无基岛封装结构在竖直方向上的厚度要求并不是很高的应用场景中,所述芯片背离所述装片胶一侧表面也可以不与所述框架的第二表面齐平,以降低封装精度要求。

可选的,所述保护结构500为塑封材料形成的塑封结构,利用塑封材料形成塑封结构时,由于塑封材料的填充流动性较好,可以较好地填充通孔th与装片胶200、芯片300之间的缝隙,在填充完成后通过固化的方式定型。

在所述无基岛框架封装结构的制备过程中,由于装片胶200设置在所述通孔th中,为了给装片胶200提供一个载体,需要首先在框架100的底部设置一个载板作为支撑,在封装结构制备完成后去除所述载板即可。可选的,所述载板为金属板或非金属板或高分子膜等具有支撑功能的结构。

下面对本申请实施例提供的无基岛框架封装结构的制备方法进行描述,相应的,本申请实施例提供了一种无基岛框架封装结构的制备方法,如图7所示,包括:

s101:提供载板和框架,所述框架具有贯穿所述框架的通孔以及相对设置的第一表面和第二表面;

参考图8、图4和图5,图8为所述框架的剖面结构示意图,图8中th表示所述通孔,f1表示所述第一表面,f2表示所述第二表面,100表示所述框架,图4和图5示出了两种可行的框架的俯视结构示意图;

在所述无基岛框架封装结构中,所述框架起到实现将封装结构中的芯片与外界结构电连接的目的,可以是金属材料制备的框架,也可以是其他导电材料制备的框架。

所述通孔的剖面形状可以如图8所示的上部开口小、下部开口大的形状,也可以是矩形等规则形状。

在图4中,所述凹槽设置在所述框架的中心区域,此时框架仍为一个整体结构,所述芯片可以最少通过一根连接结构即可实现与框架的电连接。

在图5中,所述框架被所述通孔分为左右两个部分,为了实现芯片与两个部分的框架均电连接,此时至少需要两根连接结构。当然地,在实际的使用过程中,所需连接结构的数量与芯片的管脚数量以及芯片类型等均相关,本申请对实现芯片与框架电连接的连接结构的数量并不做限定,具体视实际情况而定。

s102:将所述框架固定在所述载板表面,所述框架的第一表面朝向所述载板;

参考图9,图9为经过步骤s102后的封装结构的剖面结构示意图,当所述载板600固定在所述框架的第一表面一侧以后,所述载板600即可为后续的装片胶和芯片的形成提供支撑,可选的,所述载板为金属板或非金属板或高分子膜等具有支撑功能的结构。图9中,标号600表示所述载板。

s103:将装片胶和芯片设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架电连接;;或者

先将芯片与装片胶固定,再将固定在一起的装片胶和芯片一起设置在所述通孔中,并使所述芯片与所述框架的第二表面电连接。

即在本实施例中,所述将装片胶和芯片依次设置于所述通孔中的过程可以是首先将芯片与装片胶固定,然后将固定在一起的装片胶和芯片一起设置在所述通孔中,也可以是将装片胶和芯片依次设置于所述通孔中。

可选的,所述将装片胶和芯片依次设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架的第二表面电连接包括:

s1031:将所述装片胶固定于所述载板表面;

s1032:将所述芯片固定于所述装片胶背离所述载板一侧表面;

s1033:形成连接所述芯片与所述框架的连接结构。

参考图10,图10示出了经过步骤s103后的封装结构的剖面结构示意图,在图10中,示出了连接所述框架的第二表面和所述芯片的连接结构。图10中,标号400表示所述连接结构,200表示所述装片胶,300表示所述芯片。

可选的,所述连接结构为焊线为其他金属导体。

s104:形成填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧表面以及所述框架的第二表面的保护结构;

可选的,所述形成填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧表面以及所述框架的第二表面的保护结构包括:

s1041:在所述通孔与所述装片胶、芯片之间的缝隙填充塑封料;

s1042:在所述芯片背离所述装片胶一侧的表面、所述框架的第二表面涂覆塑封料;

s1043:对塑封料进行固化,以获得塑封结构。

利用塑封料形成塑封结构时,由于塑封料的填充流动性较好,可以较好地填充通孔与装片胶、芯片之间的缝隙,在填充完成之后通过固化的方式定型。

参考图11,图11示出了经过步骤s104后的封装结构的剖面结构示意图。图11中,标号500表示所述保护结构。

s105:在所述保护结构形成后,去除所述载板。

参考图3,图3示出了经过步骤s105后的封装结构的剖面结构示意图。

可选的,仍然参考图3,所述装片胶背离所述芯片一侧的表面与所述第一表面位于同一平面上,即所述装片胶背离所述芯片一侧的表面裸露,无需保护结构的覆盖,这样能够给芯片预留足够的设置空间,避免芯片的顶部超出框架的顶部。

相应的,为了进一步的缩小所述无基岛框架封装结构的尺寸,在装片胶背离所述芯片一侧的表面与所述第一表面位于同一平面的基础上,所述框架的第二表面与所述芯片背离所述装片胶一侧表面齐平即可,即所述框架的厚度等于装片胶的厚度与芯片的厚度之和即可,从而可以进一步缩小无基岛框架封装结构在竖直方向上的厚度。

综上所述,本申请实施例提供了一种无基岛框架封装结构及其制备方法,其中,所述无基岛框架封装结构的框架具有贯穿所述框架的通孔,并且将装片胶和芯片均沉在通孔中设置,使得装片胶和芯片无需额外占用竖直方向上的空间,从而实现了对无基岛框架封装结构的优化,缩小了无基岛框架封装结构的尺寸。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。


技术特征:

1.一种无基岛框架封装结构,其特征在于,包括:

框架,所述框架包括贯穿所述框架的通孔以及相对设置的第一表面和第二表面;

位于所述通孔中的装片胶;

位于所述装片胶朝向所述第二表面一侧的芯片,所述芯片与所述框架电连接;

填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧的表面以及所述框架的第二表面的保护结构。

2.根据权利要求1所述的无基岛框架封装结构,其特征在于,所述装片胶背离所述芯片一侧的表面与所述第一表面位于同一平面上。

3.根据权利要求1所述的无基岛框架封装结构,其特征在于,还包括:

连接所述芯片与所述框架的连接结构。

4.根据权利要求1所述的无基岛框架封装结构,其特征在于,所述保护结构为塑封结构或陶瓷封装结构。

5.根据权利要求1所述的无基岛框架封装结构,其特征在于,所述芯片背离所述装片胶一侧的表面与所述框架的第二表面齐平。

6.一种无基岛框架封装结构的制备方法,其特征在于,包括:

提供载板和框架,所述框架具有贯穿所述框架的通孔以及相对设置的第一表面和第二表面;

将所述框架固定在所述载板表面,所述第一表面朝向所述载板;

将装片胶和芯片设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架电连接;

形成填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧表面以及所述框架的第二表面的保护结构;

在所述保护结构形成后,去除所述载板。

7.根据权利要求6所述的无基岛框架封装结构的制备方法,其特征在于,所述载板为金属板或非金属版或高分子膜。

8.根据权利要求6所述的无基岛框架封装结构的制备方法,其特征在于,所述将装片胶和芯片设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架电连接包括:

将装片胶和芯片依次设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架的第二表面电连接;或者

先将芯片与装片胶固定,再将固定在一起的装片胶和芯片一起设置在所述通孔中,并使所述芯片与所述框架的第二表面电连接。

9.根据权利要求8所述的无基岛框架封装结构的制备方法,其特征在于,所述将装片胶和芯片依次设置于所述通孔中,并使所述芯片与所述框架的第二表面电连接包括:

将所述装片胶固定于所述载板表面;

将所述芯片固定于所述装片胶背离所述载板一侧表面;

形成连接所述芯片与所述框架的连接结构。

10.根据权利要求6所述的无基岛框架封装结构的制备方法,其特征在于,所述形成填充所述通孔与所述装片胶、芯片之间缝隙,且覆盖所述芯片背离所述装片胶一侧表面以及所述框架的第二表面的保护结构包括:

在所述通孔与所述装片胶、芯片之间的缝隙填充塑封料;

在所述芯片背离所述装片胶一侧的表面、所述框架的第二表面涂覆塑封料;

对塑封料进行固化,以获得塑封结构。

技术总结
本申请公开了一种无基岛框架封装结构及其制备方法,其中,所述无基岛框架封装结构的框架具有贯穿所述框架的通孔,并且将装片胶和芯片均沉在通孔中设置,使得装片胶和芯片无需额外占用竖直方向上的空间,从而实现了对无基岛框架封装结构的优化,缩小了无基岛框架封装结构的尺寸。

技术研发人员:卢建
受保护的技术使用者:上海艾为电子技术股份有限公司
技术研发日:2020.01.20
技术公布日:2020.06.09

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