[发明专利]超薄塑封半导体元器件框架、元器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种超薄塑封半导体元器件框架、元器件及其制备方法，属于半导体元器件制造领域。

背景技术

    随着电子产品的轻薄化及产品性能的多功能化，产品的组装方式逐渐多芯片化，封装形式由贴片式逐步替代了插件式，且朝着微型化、超薄化的方面发展。这就需要依赖先进的设计技术、材料技术，特别是Mems技术等来实现这一系列的目标。Mems技术的发展使微型元器件及模块的研发提高到了一个新的水平，利用微电子机械加工技术将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置集成在同一芯片上已逐渐成为芯片设计的主流发展技术，同时，对于由于客观原因不能组合设计的芯片，往往采用多芯片组装的方式，来实现产品多功能的需要。

多芯片组装工艺中，经常会遇到芯片间的厚薄不同，大小不一的情况，这会导致整个成品的封装尺寸变大（长、宽、高度）。以贴片速度传感器为例，如图1所示，使用平面框架，框架上组装有1个芯片3，框架1的厚度为0.11mm，由于操作时焊丝4的弧度需要达到0.10mm才能保证焊丝不会接触到框架或者芯片的其他位置，因此塑封体6的厚度需要达到0.45mm才能保证不露丝，亦即现有技术的速度传感器最低厚度为0.45mm。对于目前越做越薄的电子产品例如手机、平板电脑而言，封装的半导体元器件的尺寸特别是厚度严重影响其超薄化进程。而且由于框架材料与封装材料的异质性，封装半导体元器件使用一段时间后容易开裂，影响产品质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效降低芯片封装厚度的超薄塑封半导体元器件框架。

为达到发明目的，本发明采用的技术方案为：一种超薄塑封半导体元器件框架，用于一个以上的芯片组装，所述框架上通过机械模压或腐蚀的方法形成一层以上用于容纳芯片的台阶，框架在台阶位置的厚度小于框架其他位置的厚度，同一台阶位置的厚度相同，不同台阶位置的厚度可以不相同。

优选的，所述框架所用材料为铜合金。

本发明还公开了一种超薄塑封半导体元器件，包括：

一上述的超薄塑封半导体元器件框架；

一个以上的芯片，粘合在超薄塑封半导体元器件框架的台阶位置；

多个焊丝和引脚，焊丝一端连在芯片上，另一端与引脚连接；

塑封体，超薄塑封半导体元器件框架的全部或部分、芯片的全部、焊丝的全部和引脚的部分封装在塑封体中。

优选的，所述框架位于塑封体以内、不会被芯片覆盖的部分设有多个通孔，所述通孔直径小于0.1mm。

优选的，框架以其上塑封体厚的一面为正面，另一面为反面，所述通孔位于框架正面的一端直径小于位于框架反面的一端直径。

优选的，所述引脚位于塑封体以内的部分设有多个通孔，所述通孔直径小于0.1mm。

本发明还公开了上述的超薄塑封半导体元器件的制备方法，其步骤包括：

a、 将合适厚度的铜合金片材切成框架形状，清洁框架表面；

b、              在框架不需要形成台阶的位置表面上均匀涂覆一层抗蚀液，将框架浸入腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀到预定厚度时取出，形成第一层台阶，其中腐蚀液的配方为：水中添质量分数为10~15%的FeCl₃、3~5%的CuCl₂和2~4%的HCl；

c、 有需要的时候，重复步骤b形成第二层或者更多层台阶；

d、              用温度50~60℃，质量分数为4-8%的NaOH溶液喷淋框架表面以去除表面涂覆的抗蚀液，喷淋压力为2~3kg/cm²，然后用30~40℃的水喷淋框架表面；

e、 在温度350-400℃下，将芯片置于框架的台阶位置上，芯片表面的背金层熔化，与框架台阶表面融合，形成欧姆接触；

f、 将铜质焊接引线的一端焊接在芯片的焊区，另一端焊接在引脚上，形成芯片与引脚之间的焊丝；

g、              将焊接后的框架整体放入浇注模具中，使框架、芯片、焊丝的全部及引脚与焊丝焊接的一端位于浇注腔内，再将由二氧化硅、环氧树脂、硅微粉组分的包封材料加热融化后注入浇注腔中，待其冷却固化后取出。

优选的，步骤c完成后，将框架整体和引脚全部涂覆一层抗蚀液，在框架不会被芯片覆盖的位置以及引脚将要被封装的一端将抗蚀液融化出一个个的细孔，细孔在框架正反面的位置一一对应，其中框架反面位置的细孔直径大于框架正面位置对应的细孔直径，然后将框架浸入腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀到通孔形成后取出，再进行步骤d。