[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

说明书

技术领域

本发明属于电子信息自动化元器件技术领域，涉及一种IC芯片堆叠封装件，具体涉及一种带焊球面阵列四面扁平无引脚（Area Array Quad Flat No Lead Package，简称AAQFN）IC芯片堆叠封装（Package In Package ，简称PiP）件；本发明还涉及一种该封装件的生产方法。 

背景技术

虽然近2年国内已开始研发多圈QFN，由于框架制造工艺难度较大，只有个别国外供应商能设计、生产，但还是受相关公司专利的限制，相对引脚较少，研发周期长，并且封装多圈QFN限于引线框架制造商，不能满足短、平、快，不同芯片的灵活应用的要求。也不能满足高密度、多I/Ｏ封装的需求。 

发明内容

 本发明的目的是提供一种带焊球面阵列四面扁平无引脚IC芯片堆叠封装件，不受限于引线框架，满足高密度、多I/Ｏ封装以及不同芯片封装的要求。

本发明的另一个目的是提供一种上述IC芯片堆叠封装件的生产方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：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，裸铜框架上设有第一凹槽和多个安放槽，相邻两个安放槽之间设有隔墙，裸铜框架正面倒装有带凸点的IC芯片，该IC芯片上的芯片凸点伸入安放槽内，芯片凸点与安放槽之间的空隙填充有下填料，裸铜框架正面塑封有第二塑封体，第一凹槽两侧分别为第一引脚和第二引脚；第一凹槽底部与钝化体相连，第一引脚通过钝化体与第二引脚相连接，第一引脚底部设有第二连接层；与第二引脚相邻的安放槽底部通过第一连接层与第二引脚底部相连接，其余安放槽底部均设有第一连接层，所有的第一连接层和所有的第二连接层均不相连，每个第一连接层底部和每个第二连接层底部均设有锡焊球，所有钝化体表面和所有连接层表面塑封有第一塑封体，所有的锡焊球均露出第一塑封体外；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与第二引脚相连，同时通过第四键合线与第一引脚相连；位于上方的IC芯片通过第二键合线与位于下方的IC芯片相连，位于上方的IC芯片通过第三键合线与第一引脚相连。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种上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，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；在60℃～70℃的温度下烘烤（25±5）分钟；然后对准曝光、显影、定影，在光刻胶层上形成多个第二凹槽和多个第三凹槽，在120℃±5℃的温度下坚膜（30±5）分钟；然后在第二凹槽对应的裸铜框架正面蚀刻出第一凹槽，第三凹槽对应的裸铜框架正面蚀刻出第四凹槽，相邻两个第四凹槽之间形成隔墙，去除光刻胶层；

步骤3：在裸铜框架蚀刻出第一凹槽和第四凹槽的表面均匀涂覆第一钝化层，第一钝化层同时覆盖第一凹槽表面和第三凹槽表面；然后在第四凹槽底部的第一钝化层上刻蚀出UBM₁窗口，在第一凹槽两侧裸铜框架表面的第一钝化层上刻蚀出框架焊盘窗口；

步骤4：高频溅射多金属层，在第四凹槽内表面形成UBM₁层；在框架焊盘窗口上形成框架焊盘，去除多余金属层，使得相邻第四凹槽内的UBM₁层不相连，框架焊盘窗口与UBM₁层不相连，第四凹槽和该第四凹槽内的UBM₁层构成安放槽；UBM₁层的结构与框架焊盘的结构相同，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、第二金属层和第三金属层；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层和第三金属层；第一金属层为Cu层、Ni层或Cr层，第二金属层为Ni层、Cr层，第三金属层为Au层；第一金属层与第一钝化层和第四凹槽底面相连接；

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

步骤6：在带凸点的IC芯片背面堆叠第二IC芯片，烘烤，然后从第二IC芯片向位于第一凹槽和安放槽之间的框架焊盘打第一键合线，从第二IC芯片上的焊盘向位于第一凹槽外侧的框架焊盘打第四键合线；

步骤7：在第二IC芯片上堆叠第三IC芯片，烘烤，然后从第三IC芯片向第二IC芯片打第二键合线，再从第三IC芯片向裸铜框架上位于第一凹槽外侧的框架焊盘上打第三键合线；