[发明专利]掩膜曝光下利用金属硬度差优化管脚的封装件及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于集成电路封装技术领域，具体涉及一种掩膜曝光下利用金属硬度差优化管脚的封装件及制造方法。

背景技术

目前，传统QFN框架利用铜材正反面不同图形腐蚀得到牢靠引脚的框架结构，框架制作过程工艺复杂，需要精确控制正反面的腐蚀速度和深度，制造过程速度缓慢，对设备精度要求高，其塑封还需要贴膜，存在成本较高的缺点，由于框架铜材厚度较厚，在QFN产品中占用了一定的产品厚度，不利于产品进一步薄型化的发展需求。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种掩膜曝光下利用金属硬度差优化管脚的封装件及制造方法，使得管脚更加牢靠。本发明框架制作过程可以不采用腐蚀工艺，塑封前也不需要贴膜，产品在切割分离时切割刀可以不切割金属，所以大大降低了制造成本和提高了生产效率，也适用于薄型化产品的发展需要。

本发明的技术方案：掩膜曝光下利用金属硬度差优化管脚的封装件，所述封装件主要由第一金属层、中间金属层、第三金属层、芯片、金属线、塑封体组成；所述第一金属层、中间金属层和第三金属层依次连接形成联合金属层，联合金属层分为相互分离的左中右三段，所述芯片与联合金属层中间段的第三金属层连接，金属线连接芯片与联合金属层左段和右段的第三金属层，塑封体包围第一金属层、中间金属层、第三金属层、芯片、金属线。

所述中间金属层为镍、铜、银及其复合金属层。

所述第三金属层为银、钯、金、铜及其合金层的容易球焊的金属。

所述第一金属层为铜、锡、镍或者银与锡容易焊接的金属，其硬度较中间金属层和第三金属层小。

所述第一金属层厚度为10～200UM，中间金属层厚度为2～20UM，第三金属层厚度为2～20UM。

所述第一金属层厚度大于中间金属层和第三金属层的厚度。

掩膜曝光下利用金属硬度差优化管脚的封装件的制造方法，所述方法的具体步骤如下：

第一步，载板制作，载板为金属或者非金属；

第二步，腐蚀框架工艺中采取干法或者湿法形成掩膜；

第三步，掩膜曝光形成图形；

第四步，在图形间隙中电镀第一金属层，厚度为10～200UM，大于掩膜的厚度；

第五步，在第一金属层上电镀中间金属层，厚度为2～20UM，小于第一金属层的厚度；

第六步，在中间金属层上电镀第三金属层，厚度为2～20UM，小于第一金属层的厚度；

第七步，去除残余掩膜后，在载板上，第一金属层、中间金属层和第三金属层依次连接形成了联合金属层，联合金属层分为相互分离的左中右三段；

第八步，装片，所述芯片与联合金属层中间段的第三金属层连接；

第九步，打线，金属线连接芯片与联合金属层左段和右段的第三金属层；

第十步，塑封，塑封体包围第一金属层、中间金属层、第三金属层、芯片、金属线；

第十一步，去除载板；

第十二步，切割整条产品形成单个单元。

所述中间金属层的材料为镍、铜、银及其复合金属层。

所述第三金属层的材料为银、钯、金、铜及其合金层等容易球焊的金属。

所述第一金属层的材料为铜、锡、镍、银与锡容易焊接的金属，其硬度较中间金属层和第三金属层小，其厚度大于中间金属层和第三金属层的厚度。

本发明利用一个掩膜完成所有不同金属层的电镀，通过对不同金属层厚度的控制，达到在电镀过程中，中间金属层和第三金属层自然超出第一金属层的目的；同时，第一金属层的硬度比中间金属层和第三金属层软，在塑封时塑封体进一步挤压第一金属层，进而中间金属层和第三金属层被塑封体嵌住，保证了管脚的牢靠；第一金属层厚度大于掩膜的目的在于，在镀第一层金属时，高于掩膜上面的金属在电镀时会因为没有掩盖和边缘效应，而自然形成平面逐步增加的形状。

附图说明

图1为载板示意图；

图2为载板上形成掩膜示意图；

图3为曝光形成图形示意图；

图4为电镀第一金属层示意图；

图5为电镀中间金属层示意图；

图6为电镀第三金属层示意图；

图7为去除掩膜示意图；

图8为装芯片示意图；

图9为打线示意图；

图10为塑封示意图；

图11为去除载板示意图；

图12为切割整条产品形成单个单元示意图。

图中，1-载板、2-掩膜、3-第一金属层、4-中间金属层、5-第三金属层、6-芯片、7-金属线、8-塑封体。