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1、(10)申请公布号 CN 102842562 A (43)申请公布日 2012.12.26 C N 1 0 2 8 4 2 5 6 2 A *CN102842562A* (21)申请号 201210306613.9 (22)申请日 2012.08.21 H01L 23/495(2006.01) H01L 21/60(2006.01) (71)申请人华天科技(西安)有限公司 地址 710018 陕西省西安市经济技术开发区 凤城五路105号 (72)发明人郭小伟 刘建军 崔梦 谢建友 李万霞 (54) 发明名称 一种基于基板的WLCSP单芯片封装件及其塑 封方法 (57) 摘要 本发明涉及一种基于。
2、基板的WLCSP单芯片封 装件及其塑封方法，属于集成电路封装技术领域， 基板上与金属凸点焊接区域镀有锡膏层，IC芯片 的压区表面镀金属凸点，金属凸点与基板上锡膏 层采用倒装芯片的方式用焊料焊接在一起，基板 上依次是锡膏层、焊料、金属凸点上、IC芯片，塑 封体包围了基板、锡膏层、焊料、金属凸点、IC芯 片构成了电路的整体，IC芯片、金属凸点、焊料、 锡膏层、基板构成了电路的电源和信号通道。本发 明采用不同于以往的镀金属凸点，同时，利用焊料 将芯片与框架管脚焊接，不用打线，直接完成了芯 片与管脚间的导通、互连，具有低成本、高效率的 特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图1。
3、页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种基于基板的WLCSP单芯片封装件，其特征在于：包括基板、基板上锡膏层、焊料、 金属凸点、IC芯片、塑封体；基板上与金属凸点焊接区域镀有锡膏层，IC芯片的压区表面镀 金属凸点，金属凸点与基板上锡膏层采用倒装芯片的方式用焊料焊接在一起，基板上是锡 膏层、锡膏层上是焊料、焊料上是金属凸点、金属凸点上是IC芯片，对IC芯片起到了支撑和 保护作用的塑封体包围了基板、锡膏层、焊料、金属凸点、IC芯片构成了电路的整体，IC芯 片、金属凸点、焊料、锡膏层、基板构成了电路的电源。
4、和信号通道。 2.一种基于基板的WLCSP单芯片封装件的封装方法，其特征在于：封装方法具体按照 下面步骤进行； 第一步、晶圆减薄； 晶圆减薄的厚度为50m200m，粗糙度Ra 0.10mm0.30mm； 第二步、镀金属凸点； 在整片晶圆上芯片压区金属Au或Cu表面镀250um金属凸点； 第三步、划片； 150m以上的晶圆采用普通划片工艺；厚度在150m以下的晶圆，采用双刀划片机及 其工艺； 第四步、框架对应区域镀锡； 在基板上PAD对应区域镀上一层250um的锡膏层； 第五步、上芯； 把IC芯片倒过来，采用Flip-Chip的工艺，将IC芯片上的金属凸点焊在框架上； 第六步、回流焊； 采用SM。
5、T之后的回流焊工艺，经过融锡处理，把IC芯片压区上的焊线与基板焊接在一 起； 第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规工艺相同； 第八步、锡化。 3.根据权利要求2所述的一种基于基板的WLCSP单芯片封装件的封装方法，其特征在 于：采用镍钯金框架不需要做锡化处理。 权 利 要 求 书CN 102842562 A 1/4页 3 一种基于基板的 WLCSP 单芯片封装件及其塑封方法 技术领域 0001 本发明涉及一种基于基板的WLCSP单芯片封装件及其塑封方法，WLCSP单芯片封 装件镀有Au或Cu金属凸点和锡膏层，属于集成电路封装技术领域。 背景技术 0002 微电子技术的迅猛。
6、发展，集成电路复杂度的增加，一个电子系统的大部分功能都 可能集成在一个单芯片内(即片上系统)，这就相应地要求微电子封装具有更高的性能、更 多的引线、更密的内连线、更小的尺寸或更大的芯片腔、更大的热耗散功能、更好的电性能、 更高的可靠性、更低的单个引线成本等。芯片封装工艺由逐个芯片封装向圆片级封装转变， 晶圆片级芯片封装技术 WLCSP正好满足了这些要求，形成了引人注目的WLCSP工艺。 0003 晶圆片级芯片规模封装(Wafer Level Chip Scale Packaging，简称WLCSP)，即晶 圆级芯片封装方式，不同于传统的芯片封装方式(先切割再封测，而封装后至少增加原芯 片20的。
7、体积)，此种最新技术是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成一个个 的IC颗粒，因此封装后的体积即等同IC裸晶的原尺寸。WLCSP的封装方式，不仅明显地缩 小产品尺寸，而符合行动装置对于机体空间的高密度需求；另一方面在效能的表现上，更提 升了数据传输的速度与稳定性。传统的WLCSP工艺中，采用溅射、光刻、电镀技术或丝网印 刷在晶圆上进行电路的刻印。以下流程是对已经完成前道工艺的晶圆进行WLCSP封装的操 作步骤： 0004 (1)隔离层流程(Isolation Layer) 0005 (2)接触孔流程(Contact Hole) 0006 (3)焊盘下金属层流程(UBM Layer) 00。
8、07 (4)为电镀作准备的光刻流程(Photolithography for Plating) 0008 (5)电镀流程(Plating) 0009 (6)阻挡层去除流程(Resist Romoval) 0010 传统WLCSP制作过程复杂，对电镀和光刻的精确度要求极高，且成本较高。 发明内容 0011 本发明是针对上述现有WLCSP工艺缺陷，提出一种基于基板的WLCSP单芯片封装 件及其塑封方法，WLCSP单芯片封装件镀有Au或Cu金属凸点和锡膏层，采用不同于以往的 化学镀金属凸点、溅射、光刻、电镀或丝网印刷工艺的压焊的方式在芯片压区金属Al或Cu 表面生成金属凸点，同时，利用焊料将芯片各凸。
9、点与框架管脚焊接，压焊时，不用打线，直接 完成了芯片与管脚间的导通、互连，本单芯片封装件具有低成本、高效率的特点。 0012 本发明采用的技术方案：一种基于基板的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属 凸点4和锡膏层2，包括基板1、基板上锡膏层2、焊料3、金属凸点4、IC芯片5、塑封体6；基 板1上与金属凸点焊接区域镀有锡膏层2，IC芯片5的压区表面镀金属凸点4，金属凸点4 与基板上锡膏层2采用倒装芯片的方式用焊料3焊接在一起，基板1上是锡膏层2、锡膏层 说 明 书CN 102842562 A 2/4页 4 2上是焊料3、焊料3上是金属凸点4、金属凸点4上是IC芯片5，对IC芯片5起到了支。
10、撑 和保护作用的塑封体6包围了基板1、锡膏层2、焊料3、金属凸点4、IC芯片5构成了电路 的整体，IC芯片5、金属凸点4、焊料3、锡膏层2、基板1构成了电路的电源和信号通道。 0013 一种基于基板的WLCSP单芯片封装件的封装方法；晶圆减薄压焊植金属凸点 划片框架对应区域镀锡膏层上芯回流焊塑封后固化锡化打印产品分离 检验包装入库。 0014 第一步、晶圆减薄； 0015 晶圆减薄的厚度为50m200m，粗糙度Ra 0.10mm0.30mm； 0016 第二步、镀金属凸点； 0017 在整片晶圆上芯片压区金属Au或Cu表面镀250um金属凸点4； 0018 第三步、划片； 0019 150m以。
11、上的晶圆采用普通划片工艺；厚度在150m以下的晶圆，采用双刀划片 机及其工艺； 0020 第四步、框架对应区域镀锡； 0021 在基板1上PAD对应区域镀上一层250um的锡膏层2； 0022 第五步、上芯； 0023 把IC芯片5倒过来，采用Flip-Chip的工艺，将IC芯片5上的金属凸点4焊在框 架上； 0024 第六步、回流焊； 0025 采用SMT之后的回流焊工艺，经过融锡处理，把IC芯片5压区上的焊线与基板1 焊接在一起； 0026 第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规工艺相同； 0027 第八步、锡化。 0028 所述的框架采用镍钯金框架则不需要进行锡化处理。
12、。 0029 本发明的有益效果： 0030 (1)采用镀金属凸点，不同于以往的化学镀金属凸点、溅射、光刻、电镀或丝网印刷 工艺，具有低成本、高效率的特点。 0031 (2)采用Flip-Chip的工艺，不使用DAF膜粘接，而是采用焊料将芯片各凸点与框 架管脚焊接，压焊时，不用打线，在上芯中就已经完成了芯片与管脚间的导通、互连。 附图说明 0032 图1为本发明的结构示意图； 0033 图中：1-基板、2-基板上锡膏层、3-焊料、4-金属凸点、5-IC芯片、6-塑封体。 具体实施方式 0034 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，以方便技术人员理解。 0035 如图1所示：一种基于基板的W。
13、LCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡 膏层2，包括基板1、基板上锡膏层2、焊料3、金属凸点4、IC芯片5、塑封体6；基板1上与 金属凸点焊接区域镀有锡膏层2，IC芯片5的压区表面镀金属凸点4，金属凸点4与基板上 说 明 书CN 102842562 A 3/4页 5 锡膏层2采用倒装芯片的方式用焊料3焊接在一起，基板1上是锡膏层2、锡膏层2上是焊 料3、焊料3上是金属凸点4、金属凸点4上是IC芯片5，对IC芯片5起到了支撑和保护作 用的塑封体6包围了基板1、锡膏层2、焊料3、金属凸点4、IC芯片5构成了电路的整体，IC 芯片5、金属凸点4、焊料3、锡膏层2、基板1构成了电路的电源和。
14、信号通道。 0036 实施例1 0037 一种基于基板的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡膏层2，其封 装方法：按照下面步骤进行： 0038 第一步、晶圆减薄； 0039 晶圆减薄的厚度为50m，粗糙度Ra 0.10mmmm； 0040 第二步、镀金属凸点； 0041 在整片晶圆上芯片压区金属Au表面镀金属凸点4； 0042 第三步、划片； 0043 厚度在150m以下的晶圆，采用双刀划片机及其工艺； 0044 第四步、框架对应区域镀锡； 0045 在基板1上PAD对应区域镀上一层2um的锡膏层2； 0046 第五步、上芯； 0047 把IC芯片5倒过来，采用Flip-Chi。
15、p的工艺，将IC芯片5上的金属凸点4焊在框 架上； 0048 第六步、回流焊； 0049 采用SMT之后的回流焊工艺，经过融锡处理，把IC芯片5压区上的焊线与基板1 焊接在一起； 0050 第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规工艺相同； 0051 第八步、锡化。 0052 实施例2 0053 一种基于基板的WLCSP单芯片封装件，镀有Cu金属凸点4和锡膏层2，其封装方 法：按照下面步骤进行： 0054 第一步、晶圆减薄； 0055 晶圆减薄的厚度为130m，粗糙度Ra 0.20mm； 0056 第二步、镀金属凸点； 0057 在整片晶圆上芯片压区金属Cu表面镀金属凸点4；。
16、 0058 第三步、划片； 0059 厚度在150m以下的晶圆，采用双刀划片机及其工艺； 0060 第四步、框架对应区域镀锡； 0061 在基板1上PAD对应区域镀上一层25um的锡膏层2； 0062 第五步、上芯； 0063 把IC芯片5倒过来，采用Flip-Chip的工艺，将IC芯片5上的金属凸点4焊在框 架上； 0064 采用SMT之后的回流焊工艺，经过融锡处理，把IC芯片5压区上的焊线与基板1 焊接在一起； 说 明 书CN 102842562 A 4/4页 6 0065 第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规工艺相同； 0066 第八步、锡化。 0067 实施例3 。
17、0068 一种基于基板的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡膏层2，其封 装方法：按照下面步骤进行： 0069 第一步、晶圆减薄； 0070 晶圆减薄的厚度为200m，粗糙度Ra 0.30mm； 0071 第二步、镀金属凸点； 0072 在整片晶圆上芯片压区金属Al或Cu表面镀金属凸点4； 0073 第三步、划片； 0074 150m以上的晶圆采用普通划片工艺； 0075 第四步、框架对应区域镀锡； 0076 在基板1上PAD对应区域镀上一层50um的锡膏层2； 0077 第五步、上芯； 0078 把IC芯片5倒过来，采用Flip-Chip的工艺，将IC芯片5上的金属凸点4焊在框 架上； 0079 第六步、回流焊； 0080 采用SMT之后的回流焊工艺，经过融锡处理，把IC芯片5压区上的焊线与基板1 焊接在一起； 0081 第七步、塑封、后固化、打印、产品分离、检验、包装等均与常规工艺相同；第八步、 锡化。 0082 实施例4 0083 一种基于基板的WLCSP单芯片封装件，镀有Au或Cu金属凸点4和锡膏层2，若为 镍钯金框架则不用做锡化处理。 说 明 书CN 102842562 A 1/1页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102842562 A 。