四侧无引脚扁平封装体的封装方法及封装体技术领域
本发明涉及封装技术领域,特别涉及一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法及封装体。
背景技术
现今,终端消费品到系统设备,PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)上的电子
元器件的密度越来越高,要求在同样甚至更小的空间内安装更多的电子元器件,对电子元器
件小型化的需求越来越强烈。QFN(Quad Flat Non-leaded package,四侧无引脚扁平封装)
由于尺寸小、体积小及良好的热、电气性能近年来逐步得到广泛应用。
现有技术中,存在两种QFN封装体,一种是PiP(Package in Package,封装体内堆叠
封装)的QFN封装形式,其采用两次塑封的方式,实现了在一个封装体内部堆叠多个器件的
封装结构;另一种是PoP(Packageon Package,封装体上堆叠封装体)的QFN封装形式,
其采用研磨等手段在下封装体上部形成裸露的可焊接的引脚表面,实现了在一个封装体上部
堆叠其他封装体的封装结构。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
现有技术虽然也实现了两层堆叠,但堆叠的器件层数仍然有限,具有一定的局限性,且
由于堆叠的器件均内置于封装体内,导致内部焊点的可靠性较差,且结构不够简洁。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法及封装体,以解
决器件堆叠的局限性,内部焊点的可靠性较差,结构不够简洁的问题。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法,所述方法包括:
在金属板的上表面蚀刻加工出所需的凹槽,形成焊线台、器件台及凸点;
将所述凸点加工至预设高度,并在所述器件台上组装器件,连接所述器件及所述焊线台;
塑封加工后的金属板,形成封装体,并使加工后的凸点表面裸露在所述封装体的上表面,
形成顶部引脚;
在所述封装体的下表面蚀刻加工出所需的底部引脚,得到四侧无引脚扁平封装体。
其中,所述将所述凸点加工至预设高度,具体为:
采用电镀工艺在所述凸点表面电镀生长出预设高度的凸点。
可选地,所述将所述凸点加工至预设高度,具体为:
采用电镀工艺在所述凸点表面形成焊接表面,并在所述焊接表面印刷锡膏后,通过所述
锡膏焊接金属柱,使所述凸点达到预设高度。
可选地,所述塑封加工后的金属板,形成封装体,并使加工后的凸点表面裸露在所述封
装体的上表面,形成顶部引脚,具体为:
采用有保护膜的封装工艺对所述加工后的金属板进行塑封,形成封装体,并在塑封之后
去除所述保护膜,使所述加工后的凸点表面裸露在所述封装体的上表面,形成顶部引脚。
可选地,所述塑封加工后的金属板,形成封装体,并使加工后的凸点表面裸露在所述封
装体的上表面,形成顶部引脚,具体为:
塑封所述加工后的金属板,形成封装体,并刻蚀所述封装体的上表面,使所述加工后的
凸点表面裸露;
采用电镀工艺在裸露的凸点表面形成焊接表面,在所述焊接表面种植锡球,并利用高温
回流技术使所述锡球在所述封装体的上表面形成顶部引脚。
可选地,所述塑封加工后的金属板,形成封装体,并使加工后的凸点表面裸露在所述封
装体的上表面,形成顶部引脚,具体为:
塑封所述加工后的金属板,形成封装体,并刻蚀所述封装体的上表面,使所述加工后的
凸点表面裸露;
采用电镀工艺在裸露的凸点表面形成焊接表面,通过钢网印锡技术在所述焊接表面印刷
锡膏,并利用高温回流技术使所述锡膏在所述封装体的上表面形成顶部引脚。
可选地,在所述将所述凸点加工至预设高度之前,还包括:
在除凸点表面之外的金属板的上表面形成保护层,使所述凸点的表面裸露。
可选地,所述在所述器件台上组装器件,并连接器件及所述焊线台之前,还包括:
采用电镀工艺在金属板上电镀预设厚度的用于装片和打线的金属层。
另一方面,还提供了一种四侧无引脚扁平封装体,所述封装体包括:金属板、器件、焊
线、塑封体、用于焊接电子元器件的顶部引脚和底部引脚;
其中,所述塑封体将所述金属板、器件、焊线、顶部引脚和底部引脚塑封于一体;
所述器件和所述焊线相连接,且焊接于所述封装体内的金属板上;
所述顶部引脚外露于所述封装体的上表面;
所述底部引脚外露于所述封装体的下表面。
其中,所述器件包括芯片、无源器件或倒装芯片。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
通过形成具有顶部引脚的可用于器件堆叠的QFN封装体,在利用QFN封装的良好电气性
能、散热性能的同时,可以实现将大的无源器件堆叠在QFN封装体之上,在有效提高内部、
外部焊点可靠性的同时,还可简化封装体结构;另外,由于通过顶部引脚可实现多个器件的
堆叠,进而克服了器件堆叠的局限性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法流程图;
图2是本发明实施例二提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法流程图;
图3是本发明实施例二提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装过程示意图;
图4是本发明实施例三提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法流程图;
图5是本发明实施例三提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装过程示意图;
图6是本发明实施例四提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法流程图;
图7是本发明实施例四提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装过程示意图;
图8是本发明实施例五提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法流程图;
图9是本发明实施例五提供的一种四侧无引脚扁平封装体的封装过程示意图;
图10是本发明实施例六提供的一种四侧无引脚扁平封装体的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进
一步地详细描述。
实施例一
本实施例提供了一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法,参见图1,本实施例提供的方
法流程具体如下:
101:在金属板的上表面蚀刻加工出所需的凹槽,形成焊线台、器件台及凸点;
102:将凸点加工至预设高度,并在器件台上组装器件,连接器件及焊线台;
可选地,将凸点加工至预设高度之前,还包括:
在除凸点表面之外的金属板的上表面形成保护层,使凸点的表面裸露。
其中,将凸点加工至预设高度,具体包括但不限于:
采用电镀工艺在凸点表面电镀生长出预设高度的凸点。
可选地,将凸点加工至预设高度,具体包括但不限于:
采用电镀工艺在凸点表面形成焊接表面,并在焊接表面印刷锡膏后,通过锡膏焊接金属
柱,使凸点达到预设高度。
可选地,在器件台上组装器件,并连接器件及焊线台之前,还包括:
采用电镀工艺在金属板上电镀预设厚度的用于装片和打线的金属层。
103:塑封加工后的金属板,形成封装体,并使加工后的凸点表面裸露在封装体的上表面,
形成顶部引脚;
针对该步骤,塑封加工后的金属板,形成封装体,并使加工后的凸点表面裸露在封装体
的上表面,形成顶部引脚,具体包括但不限于:
采用有保护膜的封装工艺对加工后的金属板进行塑封,形成封装体,并在塑封之后去除
保护膜,使加工后的凸点表面裸露在封装体的上表面,形成顶部引脚。
可选地,塑封加工后的金属板,形成封装体,并使加工后的凸点表面裸露在封装体的上
表面,形成顶部引脚,具体包括但不限于:
塑封加工后的金属板,形成封装体,并刻蚀封装体的上表面,使加工后的凸点表面裸露;
采用电镀工艺在裸露的凸点表面形成焊接表面,在焊接表面种植锡球,并利用高温回流
技术使锡球在封装体的上表面形成顶部引脚。
可选地,塑封加工后的金属板,形成封装体,并使加工后的凸点表面裸露在封装体的上
表面,形成顶部引脚,具体包括但不限于:
塑封加工后的金属板,形成封装体,并刻蚀封装体的上表面,使加工后的凸点表面裸露;
采用电镀工艺在裸露的凸点表面形成焊接表面,通过钢网印锡技术在焊接表面印刷锡膏,
并利用高温回流技术使锡膏在封装体的上表面形成顶部引脚。
104:在封装体的下表面蚀刻加工出所需的底部引脚,得到四侧无引脚扁平封装体。
本实施例提供的方法,通过形成具有顶部引脚的可用于器件堆叠的QFN封装体,在利用
QFN封装的良好电气性能、散热性能的同时,可以实现将大的无源器件堆叠在QFN封装体之
上,在有效提高内部、外部焊点可靠性的同时,还可简化封装体结构;另外,由于通过顶部
引脚可实现多个器件的堆叠,进而克服了器件堆叠的局限性。
为了更加清楚地阐述上述实施例提供的方法,结合上述内容,以如下实施例二至实施例
五为例,对四侧无引脚扁平封装体的封装方法进行详细的说明,详见如下实施例二至五:
实施例二
本实施例提供了一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法,为了便于说明,结合上述实施
例一的内容,本实施例以采用电镀工艺将凸点加工至预设高度,且采用有保护膜的封装工艺
进行塑封为例,对封装方法进行举例说明。参见图2,本实施例提供的方法流程具体如下:
201:在金属板的上表面蚀刻加工出所需的凹槽,形成焊线台、器件台及凸点;
针对该步骤,在金属板的上表面蚀刻加工出所需的凹槽时,可利用现有的光刻胶程序在
金属板的上表面形成一个图案化的光刻胶图形,再利用适当的蚀刻液,在金属板的上表面蚀
刻加工出所需的凹槽,如图3(A)所示。图3(A)中,1为凸点,2为焊线台,3为器件台。
202:采用电镀工艺在凸点表面电镀生长出预设高度的凸点,并在器件台上组装器件,连
接器件及焊线台;
具体地,为了便于该步骤采用电镀工艺在凸点表面电镀生长出预设高度的凸点,本实施
例提供的方法在该步骤202之前,还包括:在凸点表面之外的金属板的上表面形成保护层的
过程。具体实现时,可利用光刻胶程序在图3中(A)所示的凸点表面之外的金属板的上表
面形成保护层,仅仅使凸点的表面金属裸露,便于后续电镀。
利用现有的选择电镀工艺在凸点表面继续电镀生长出预设高度的凸点时,本实施例不对
预设高度的具体大小进行限定,具体可根据实际情况进行设定。凸点生长至预设高度后的金
属板可如图3(B)所示。
在器件台上组装器件,连接器件及焊线台之前,可利用现有选择电镀技术在图3(B)的
金属板上电镀指定厚度的用于装片和打线的金属层(未画出)。利用现有的装片,在器件台上
组装好器件,并利用现有的打线技术打线连接器件和焊线台,如图3(C)所示。
203:采用有保护膜的封装工艺对加工后的金属板进行塑封,形成封装体,并在塑封之后
去除保护膜,使加工后的凸点表面裸露在封装体的上表面,形成顶部引脚;
针对该步骤,采用有保护膜的封装工艺对加工后的金属板进行塑封时,可利用现有的有
保护膜的塑封工艺,将如图3(C)的组合体塑封,塑封后的封装体如图3(D)。由于有保护
膜的保护,在塑封之后,由电镀生长的凸点将暴露在封装体塑封的表面,因此,可使加工后
的凸点表面裸露在封装体的上表面,形成顶部引脚,如图3(E)。
204:在封装体的下表面蚀刻加工出所需的底部引脚,得到四侧无引脚扁平封装体。
具体地,在封装体的下表面蚀刻加工出所需的底部引脚时,同样可利用现有的光刻胶程
序在上述图3(E)封装体的下表面蚀刻加工出所需形状的图形,利用适当的蚀刻液蚀刻,形
成最终所需的底部引脚,如图3(F)所示。
本实施例提供的方法,通过形成具有顶部引脚的可用于器件堆叠的QFN封装体,在利用
QFN封装的良好电气性能、散热性能的同时,可以实现将大的无源器件堆叠在QFN封装体之
上,在有效提高内部、外部焊点可靠性的同时,还可简化封装体结构;另外,由于通过顶部
引脚可实现多个器件的堆叠,进而克服了器件堆叠的局限性。
实施例三
本实施例提供了一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法,为了便于说明,结合上述实施
例一的内容,本实施例以采用电镀工艺将凸点加工至预设高度,且通过利用高温回流技术在
封装体表面形成顶部引脚的方式为例,对封装方法进行举例说明。参见图4,本实施例提供
的方法流程具体如下:
401:在金属板的上表面蚀刻加工出所需的凹槽,形成焊线台、器件台及凸点;
该步骤具体可采用上述实施例二中步骤201的实现方式,得到如图5(A)所示结构,详
见上述实施例二中步骤201的相关描述,此处不再赘述。
402:采用电镀工艺在凸点表面电镀生长出预设高度的凸点,并在器件台上组装器件,连
接器件及焊线台;
该步骤具体可采用上述实施例二中步骤202的实现方式,得到如图5(B)所示结构,详
见上述实施例二中步骤202的相关描述,此处不再赘述。
403:塑封加工后的金属板,形成封装体,并刻蚀封装体的上表面,使加工后的凸点表面
裸露,并采用电镀工艺在裸露的凸点表面形成焊接表面;
针对该步骤,可利用现有的封装塑封工艺,将如图5(B)所示的组合体进行塑封,形成
如图5(C)所示的封装体。之后再利用现有的激光刻蚀技术,刻蚀掉特定位置的一定厚度的
封装体,使内部的引脚裸露出来,得到如图5(D)所示结构。且为了后续能够得到预设高度
的凸点,利用清洁、选择电镀技术在露处的顶部引脚上形成一个可焊接的表面(未画出)。
404:在焊接表面种植锡球或通过钢网印锡技术在焊接表面印刷锡膏,并利用高温回流技
术使锡球或锡膏在封装体的上表面形成顶部引脚;
具体地,利用现有的种植锡球技术,在裸露的顶部引脚处种植锡球,如图5(E)所示。
或者,利用现有的高温回流技术使锡球在露处的顶部引脚的上表面形成可用于和其他外部器
件焊接的顶部引脚,如图5(E)所示。或利用现有的钢网印锡技术,在上述如图5(D)所
示的组合体顶部的引脚印刷锡膏,经过现有的高温回流技术,使锡膏在露处的顶部引脚的上
表面形成可用于和其他外部模块焊接的顶部引脚,如图5(E)所示。
405:在封装体的下表面蚀刻加工出所需的底部引脚,得到四侧无引脚扁平封装体。
该步骤具体可采用上述实施例二中步骤204的实现方式,详见上述实施例二中步骤204
的相关描述,此处不再赘述。
本实施例提供的方法,通过形成具有顶部引脚的可用于器件堆叠的QFN封装体,在利用
QFN封装的良好电气性能、散热性能的同时,可以实现将大的无源器件堆叠在QFN封装体之
上,在有效提高内部、外部焊点可靠性的同时,还可简化封装体结构;另外,由于通过顶部
引脚可实现多个器件的堆叠,进而克服了器件堆叠的局限性。
实施例四
本实施例提供了一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法,为了便于说明,结合上述实施
例一的内容,本实施例以采用电镀工艺及通过焊接金属柱的方式将凸点加工至预设高度,且
采用有保护膜的封装工艺进行塑封为例,对封装方法进行举例说明。参见图6,本实施例提
供的方法流程具体如下:
601:在金属板的上表面蚀刻加工出所需的凹槽,形成焊线台、器件台及凸点;
该步骤具体可采用上述实施例二中步骤201的实现方式,得到如图7(A)所示的结构,
详见上述实施例二中步骤201的相关描述,此处不再赘述。
602:采用电镀工艺在凸点表面形成焊接表面,并在焊接表面印刷锡膏后,通过锡膏焊接
金属柱,使凸点达到预设高度,并在器件台上组装器件,连接器件及焊线台;
针对该步骤,利用选择电镀技术在图7(A)所示的凸点上形成可焊的表面,利用现有的
钢网印刷技术,在可焊的表面印刷一层锡膏,再利用SMT(Surface Mount Technology,表面
装配技术)在凸点上装配特定高度的金属柱,得到预设高度的凸点,如图7(B)所示。之后
采用如上述实施例二中步骤202描述的组装器件及连接器件与焊线的方式,在器件台上组装
器件,并连接器件及焊线台,得到如图7(C)所示的结构。
603:采用有保护膜的封装工艺对加工后的金属板进行塑封,形成封装体,并在塑封之后
去除保护膜,使加工后的凸点表面裸露在封装体的上表面,形成顶部引脚;
该步骤具体可采用上述实施例二中步骤203的实现方式,得到如图7(D)至图7(E)所
示结构,详见上述实施例二中步骤203的相关描述,此处不再赘述。
604:在封装体的下表面蚀刻加工出所需的底部引脚,得到四侧无引脚扁平封装体。
该步骤具体可采用上述实施例二中步骤204的实现方式,得到如图7(F)所示结构,详
见上述实施例二中步骤204的相关描述,此处不再赘述。
本实施例提供的方法,通过形成具有顶部引脚的可用于器件堆叠的QFN封装体,在利用
QFN封装的良好电气性能、散热性能的同时,可以实现将大的无源器件堆叠在QFN封装体之
上,在有效提高内部、外部焊点可靠性的同时,还可简化封装体结构;另外,由于通过顶部
引脚可实现多个器件的堆叠,进而克服了器件堆叠的局限性。
实施例五
本实施例提供了一种四侧无引脚扁平封装体的封装方法,为了便于说明,结合上述实施
例一的内容,本实施例以采用电镀工艺及通过焊接金属柱的方式将凸点加工至预设高度,且
通过利用高温回流技术在封装体表面形成顶部引脚的方式为例,对封装方法进行举例说明。
参见图8,本实施例提供的方法流程具体如下:
801:在金属板的上表面蚀刻加工出所需的凹槽,形成焊线台、器件台及凸点;
该步骤具体可采用上述实施例二中步骤201的实现方式,得到如图9(A)所示结构,详
见上述实施例二中步骤201的相关描述,此处不再赘述。
802:采用电镀工艺在凸点表面形成焊接表面,并在焊接表面印刷锡膏后,通过锡膏焊接
金属柱,使凸点达到预设高度,并在器件台上组装器件,连接器件及焊线台;
该步骤具体可采用上述实施例四中步骤602的实现方式,得到如图9(B)所示结构,详
见上述实施例四中步骤602的相关描述,此处不再赘述。
803:塑封加工后的金属板,形成封装体,并刻蚀封装体的上表面,使加工后的凸点表面
裸露,并采用电镀工艺在裸露的凸点表面形成焊接表面;
该步骤具体可采用上述实施例三中步骤403的实现方式,得到如图9(C)至图9(D)所
示结构,详见上述实施例三中步骤403的相关描述,此处不再赘述。
804:在焊接表面种植锡球或通过钢网印锡技术在焊接表面印刷锡膏,并利用高温回流技
术使锡球或锡膏在封装体的上表面形成顶部引脚;
该步骤具体可采用上述实施例三中步骤404的实现方式,得到如图9(E)所示结构,详
见上述实施例三中步骤404的相关描述,此处不再赘述。
805:在封装体的下表面蚀刻加工出所需的底部引脚,得到四侧无引脚扁平封装体。
该步骤具体可采用上述实施例二中步骤204的实现方式,得到如图9(F)所示结构,详
见上述实施例二中步骤204的相关描述,此处不再赘述。
本实施例提供的方法,通过形成具有顶部引脚的可用于器件堆叠的QFN封装体,在利用
QFN封装的良好电气性能、散热性能的同时,可以实现将大的无源器件堆叠在QFN封装体之
上,在有效提高内部、外部焊点可靠性的同时,还可简化封装体结构;另外,由于通过顶部
引脚可实现多个器件的堆叠,进而克服了器件堆叠的局限性。
实施例六
本实施例提供了一种四侧无引脚扁平封装体,参见图10,该封装体包括:金属板1001、
器件1002、焊线1003、塑封体1004、用于焊接电子元器件的顶部引脚1005和底部引脚1006;
其中,塑封体1004将金属板1001、器件1002、焊线1003、顶部引脚1005和底部引脚
1006塑封于一体;
器件1002和焊线1003相连接,且焊接于封装体内的金属板1001上;
顶部引脚1005外露于封装体的上表面;底部引脚1006外露于封装体的下表面。
需要说明的是,图10仅为本实施例提供的封装体的一种结构,本实施例提供的封装体还
可如图5中(F)、图7中(F)和图9中(F)所示,除此之外,还可以有其它形状及内部结
构,本实施例不对封装体的具体形状及内部结构进行限定。
另外,本实施例及上述各实施例提及到的器件包括芯片,无源器件,或倒装芯片等等,
本实施例不对具体为哪种器件进行限定,且器件台的形状除如上述各图所示的形状外,还可
以有其他形状,本实施例对此不作具体限定。
本实施例提供的封装体,通过外露于封装体表面的顶部引脚可用于器件堆叠,在利用QFN
封装的良好电气性能、散热性能的同时,可以实现将大的无源器件堆叠在QFN封装体之上,
在有效提高内部、外部焊点可靠性的同时,还可简化封装体结构;另外,由于通过顶部引脚
可实现多个器件的堆叠,进而克服了器件堆叠的局限性。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,
也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之
内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。