[发明专利]带焊球面阵列四边无引脚IC芯片堆叠封装件及生产方法

权利要求书

1.一种带焊球面阵列四边无引脚IC芯片堆叠封装件，包括裸铜框架（1），裸铜框架（1）上设有第一凹槽（11）和多个安放槽，相邻两个安放槽之间设有隔墙（8），裸铜框架（1）正面倒装有带凸点的第一IC芯片（9），该IC芯片上的芯片凸点（7）伸入安放槽内，芯片凸点（7）与安放槽之间的空隙填充有下填料（10），裸铜框架（1）正面塑封有第 一塑封体（20），其特征在于，第一凹槽（11）两侧分别为第一引脚（23）和第二引脚（24）；第一凹槽（11）底部与钝化体（2）相连，第一引脚（23）通过钝化体（2）与第二引脚（24）相连接，第一引脚（23）底部设有第二连接层（22）；与第二引脚（24）相邻的安放槽底部通过第一连接层（3）与第二引脚（24）底部相连接，其余安放槽底部均设有第一连接层（22），所有的第一连接层（3）和所有的第二连接层（22）均不相连，每个第一连接层（3）底部和每个第二连接层（22）底部均设有锡焊球（5），所有钝化体（2）表面和所有连接层表面塑封有第一塑封体（4），所有的锡焊球（5）均露出第一塑封体（4）外；带凸点的IC芯片依次堆叠有两层IC芯片，位于下方的IC芯片通过第一键合线（12）与第二引脚（24）相连，同时通过第四键合线（19）与第一引脚（23）相连；位于上方的IC芯片通过第二键合线（13）与位于下方的IC芯片相连，位于上方的IC芯片通过第三键合线（18）与第一引脚（23）相连。

2.一种权利要求1所述带焊球面阵列四边无引脚IC芯片堆叠封装件的生产方法，其特征在于，该生产方法具体按以下步骤进行：

步骤1：晶圆减薄划片；

步骤2：在裸铜框架正面均匀涂覆光刻胶，形成光刻胶层（25）；在60℃～70℃的温度下烘烤25±5分钟；然后对准曝光、显影、定影，在光刻胶层（25）上形成多个第二凹槽（26）和多个第三凹槽（27），在120℃±5℃的温度下坚膜（30±5）分钟；然后在第二凹槽（26）对应的裸铜框架（1）正面蚀刻出第一凹槽（11），第三凹槽（27）对应的裸铜框架（1）正面蚀刻出第四凹槽（28），相邻两个第四凹槽（28）之间形成隔墙（8），去除光刻胶层（25）；

步骤3：在裸铜框架蚀刻出第一凹槽（11）和第四凹槽（28）的表面均匀涂覆第一钝化层（29），第一钝化层（29）同时覆盖第一凹槽（11）表面和第三凹槽（27）表面；然后在第四凹槽（28）底部的第一钝化层（29）上刻蚀出UBM₁窗口（30），在第一凹槽（11）两侧裸铜框架（1）表面的第一钝化层（29）上刻蚀出框架焊盘窗口（31）；

步骤4：高频溅射多金属层，在第四凹槽内表面形成UBM₁层（32）；在框架焊盘窗口（31）上形成框架焊盘（21），去除多余金属层，使得相邻第四凹槽（28）内的UBM₁层（32）不相连，框架焊盘窗口（31）与UBM₁层（32）不相连，第四凹槽（28）和该第四凹槽（28）内的UBM₁层（32）构成安放槽；UBM₁层（32）的结构与框架焊盘（21）的结构相同，均由三层金属层或者两层金属层构成，当采用三层金属层时，该三层金属层为依次设置的第一金属层(a)、第二金属层(b)和第三金属层(c)；当采用两层金属层时，该两层金属层为依次设置的第一金属(a)层和第三金属层(c)；第一金属层(a)为Cu层、Ni层或Cr层，第二金属层(b)为Ni层、Cu层或Cr层，第三金属层(c)为Au层；第一金属层(a)与第一钝化层（29）和第四凹槽（28）底面相连接；

步骤5：将带凸点的第一IC芯片（9）倒装上芯于裸铜框架(1)上，芯片凸点（7）伸入安放槽内；然后采用带真空吸附的下填充模具对芯片凸点（7）与安放槽之间的空隙进行下填充，使芯片凸点（7）与框架通过下填料（10）绝缘；

步骤6：在带凸点的第一IC芯片（9）背面堆叠第二IC芯片（15），烘烤，然后从第二IC芯片（15）向位于第一凹槽（11）和安放槽之间的框架焊盘（21）打第一键合线（12），从第二IC芯片（15）上的焊盘向位于第一凹槽（11）外侧的框架焊盘（21）打第四键合线（19）；

步骤7：在第二IC芯片（15）上堆叠第三IC芯片（17），烘烤，然后从第三IC芯片（17）向第二IC芯片（15）打第二键合线（13），再从第三IC芯片（17）向裸铜框架（1）上位于第一凹槽（11）外侧的框架焊盘（21）上打第三键合线（18）；

步骤8：采用符合欧盟Weee、ROHS标准和Sony标准环保型塑封料对裸铜框架正面进行塑封，形成第二塑封体（20），第二塑封体（20）覆盖了所有IC芯片以及所有的键合线，第二塑封体（20）嵌入第一凹槽（11）内，塑封后按通用防离层工艺进行后固化；

步骤9：磨削裸铜框架背面，清洗、烘干；

步骤10：在磨削后的裸铜框架背面涂覆第二钝化层（33），然后曝光、显影、定影，在第二钝化层（33）上蚀刻出第五凹槽（34）和第六凹槽（35），第五凹槽（34）位于第一凹槽（11）下方，每个隔墙（8）下方均有一个第六凹槽（35）；

步骤11：沿第五凹槽（34）和第六凹槽（35）刻蚀裸铜框架（1），在第五凹槽（34）对应的裸铜框架（1）上刻蚀出第七凹槽（37），使第七凹槽（37）与第一凹槽（11）相通，在第六凹槽（35）对应的裸铜框架（1）上刻蚀出第八凹槽（38），使隔墙（8）下方的第八凹槽（38）与对应的隔墙（8）相通，其余位置的第八凹槽(38)的深度与隔墙（8）下方第八凹槽（38）的深度相同，相邻两个凹槽之间为引脚，去除第二钝化层（33），露出引脚底面；

步骤12：在裸铜框架（1）背面涂覆第三钝化层（39），第三钝化层（39）同时填满裸铜框架（1）背面所有的第七凹槽（37）和所有的第八凹槽（38），然后在引脚相对的第三钝化层（39）和需要的位置的第三钝化层（39）上刻蚀出第九凹槽（40）；

步骤13：在裸铜框架（1）背面高频溅射铜金属层，然后在铜金属层（41）上蚀刻出第十凹槽（42），第十凹槽（42）与第三钝化层（39）相通；

步骤14：在铜金属层（41）表面涂覆第四钝化层（43），第四钝化层（43）同时填充第十凹槽（42），然后在第四钝化层上刻蚀出UBM₂窗口（44），UBM₂窗口（44）与铜金属层（41）相通；

步骤15：在第十一凹槽（UBM₂窗口）（44）上高频溅射形成UBM₂层（45），UBM₂层（45）的结构与UBM₁层（32）的结构相同；

步骤16：通过植球、回流焊在UBM₂层（45）上焊接锡焊球（5），清洗；

步骤17：在第四钝化层（43）表面进行第二次塑封，形成第一塑封体（4），所有的锡焊球（5）均露出第一塑封体（4）外，然后打印、切割分离、测试，制得带焊球面阵列四面扁平无引脚IC芯片堆叠封装件。