一种无引脚半导体封装器件的制作方法与流程

本发明涉及半导体器件生产，更具体涉及一种无引脚半导体封装器件的制作。

背景技术：

1、无引脚表面封装结构dfn(dual flat no-lead package)是一种无引脚的封装形式，采用先进的双边或方形扁平无铅封装，仅底部及两侧边具有焊盘，具有体积小、重量轻、散热性好、电性能好、可靠性好等优势。

2、在生产过程中，通常在塑封制程之后通过切割，使得整个单元器件分离，分离后的器件暴露出裸铜底面和与器件侧壁齐平的侧面裸铜接触点。现有生产方式，只能使底面裸铜获得可焊镀层，因此当产品焊接在pcb上时，由于使用金属接点式封装取代以往的针状接脚，如图1所示，这种封装形式很难从产品外观来判断其焊锡点，尤其是底部之焊锡状况是否良好，需要通过透视方法，如x-ray等方式判断焊接效果，同时，侧面裸铜接触点在空气中容易氧化导致拒焊问题。

3、为解决上述问题，用焊料浸润侧面裸铜，进一步实现产品侧面金属接触点的爬锡功能，业内现有常规做法是先对引线框进行部分切割，如图2所示，切割后通过电镀制程，实现侧面裸铜接触点包覆焊料，最后将引线框切割为单颗材料。采用部分切割金属框架的目的是为了保证各金属单元间串联，电镀时有完整的导通电路。但是因为产品侧面金属连接筋采取部分切割或半切割，后续产品焊接在电路板时，爬锡高度取决于切割深度，不能实现侧面裸铜接触点的100％爬锡；另外，由于侧面裸铜接触点的半切割状态，接触点金属呈现台阶状，当产品被焊接在pcb上时，台阶处容易有爬锡不满，残留空气的风险。

4、另外一种业内现有常规做法是先对引线框进行完全切割，为了使切断的侧面裸露金属能被可焊材料覆盖，现有技术通常在切割金属引线后，通过电镀制程，实现露出金属被焊料覆盖。因此就要保证侧面露出金属点的处于串联电路中，专利us 9640463b2中，在每个引脚加了一条金属连接筋，用于将引脚串联至周围金属框，为电镀制程提供条件，引脚数量决定连接筋数量。但是此方法，对设计要求严格且生产工艺复杂，品质可靠度低，传统的引脚连接示意图如图3所示。

5、因此，需要一种技术优化引线框连接筋的设计及工艺，使得引线框的导电及导热性能更佳，同时更有效的实现侧面裸铜接触点浸润面积最大化，又能保证产品焊接可靠性。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供一种无引脚半导体封装器件的制作方法，确保产品在焊接至pcb时焊接制程和焊接效果的稳定性，提升产品焊接牢固度，简化焊接质量检验方法，降低检验时间和资金成本，从而提升产品竞争力。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

3、一种无引脚半导体封装器件的制作方法，包括以下步骤：

4、a.将芯片放置在切割机进行切割；

5、b.将切割好的芯片安装在矩阵式金属框架上，并进行焊接组装；

6、c.将装有芯片的金属框架使用塑封材料进行塑封成型；

7、d.对y方向连接金属筋进行切割，完全露出侧面裸铜接触点；

8、e.通过电镀制程使所有露出金属部分，包括背面及侧面部分镀上锡；

9、f.切断材料底部塑封封装，得到单颗产品。

10、进一步优化技术方案，所述步骤b中，矩阵式金属框架上设置有若干个通过连接筋连接的封装单元，每个封装单元上均设置有芯片焊接区域，芯片焊接区域的左右两侧分别设置有四个引脚，远离芯片焊接区域的四个引脚中，有三个引脚相连通，并分别在x方向通过短连接筋和封装单元外侧连接筋连通，另外一个引脚在x方向通过短连接筋和封装单元外侧连接筋连通。

11、进一步优化技术方案，所述步骤b中，芯片安装在矩阵式金属框架上的方法是将芯片拾取到矩阵式金属框架正面的焊接区域上，将芯片背面键合或焊接至矩阵式金属框架的焊接区域，然后将芯片正面和金属接触点通过键合或焊接工艺进行连接。

12、进一步优化技术方案，所述芯片通过金属片焊接在金属接触点上。

13、进一步优化技术方案，所述芯片通过金属焊线焊接在金属接触点上。

14、进一步优化技术方案，所述步骤c中，塑封成型的方法是将完成芯片焊接的矩阵式金属框架使用塑封材料进行塑封，完全包裹各个封装单元，矩阵式金属框架的四周不被塑封材料包覆，露出金属框架。

15、进一步优化技术方案，所述塑封的方式采用模具灌胶的方式。

16、进一步优化技术方案，所述步骤d中，金属连接筋的切割方法为，使用切割刀切割覆盖有塑封材料的矩阵式金属框架，从下方开始，垂直向上对y轴方向长连接筋进行切割，切割高度等同于1/3本体厚度，剩余2/3本体厚度，使长连接筋完全断开但不切透塑封成型材料，形成切割通道。

17、进一步优化技术方案，所述步骤e中，采用挂镀或高速镀的方式，使切割后露出的金属包括底板及侧面100％获得可焊金属镀层。

18、进一步优化技术方案，所述步骤f中，切割的方法是使用切割刀对电镀后的封装单元进行切割，完全切断y方向塑封材料及x方向连接筋和塑封材料，切割刀宽度小于切割通道的宽度。

19、由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

20、本发明提供的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，使用的矩阵式金属框架其金属接触点和金属框架间额外增加两条短连接筋，使所有金属接触点位于串联电路中，在电镀制程中实现所有裸铜部分被可焊电镀材料包覆。

21、由于金属点之间相互连通，并通过半蚀刻工艺形成金属接触凸点，一方面提升了引线键合的焊接面积，另一方面由于金属凸点和底面金属形成台阶增强了脚架和塑封材料的结合强度，增强了封装器件的气密性，从而提高产品稳定性和质量。

22、此外，由于所有金属接触点处于串联线路中，粘贴在金属框架上芯片的正面和芯片背面通过金属焊线或连接片连接在金属框架上，因此芯片正面和背面呈短路状态，在电镀制程中由于等电势原理，芯片实现esd防护功能。

技术特征：

1.一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述步骤b中，矩阵式金属框架上设置有若干个通过连接筋连接的封装单元，每个封装单元上均设置有芯片焊接区域，芯片焊接区域的左右两侧分别设置有四个引脚，远离芯片焊接区域的四个引脚中，有三个引脚相连通，并分别在x方向通过短连接筋和封装单元外侧连接筋连通，另外一个引脚在x方向通过短连接筋和封装单元外侧连接筋连通。

3.根据权利要求2所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述步骤b中，芯片安装在矩阵式金属框架上的方法是将芯片拾取到矩阵式金属框架正面的焊接区域上，将芯片背面键合或焊接至矩阵式金属框架的焊接区域，然后将芯片正面和金属接触点通过键合或焊接工艺进行连接。

4.根据权利要求3所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述芯片通过金属片焊接在金属接触点上。

5.根据权利要求3所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述芯片通过金属焊线焊接在金属接触点上。

6.根据权利要求1所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述步骤c中，塑封成型的方法是将完成芯片焊接的矩阵式金属框架使用塑封材料进行塑封，完全包裹各个封装单元，矩阵式金属框架的四周不被塑封材料包覆，露出金属框架。

7.根据权利要求5所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述塑封的方式采用模具灌胶的方式。

8.根据权利要求1所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述步骤d中，金属连接筋的切割方法为，使用切割刀切割覆盖有塑封材料的矩阵式金属框架，从下方开始，垂直向上对y轴方向长连接筋进行切割，切割高度等同于1/3本体厚度，剩余2/3本体厚度，使长连接筋完全断开但不切透塑封成型材料，形成切割通道。

9.根据权利要求1所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述步骤e中，采用挂镀或者高速镀的方式，使切割后露出的金属包括底板及侧面100%获得可焊金属镀层。

10.根据权利要求1所述的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，其特征在于：所述步骤f中，切割的方法是使用切割刀对电镀后的封装单元进行切割，完全切断y方向塑封材料及x方向连接筋和塑封材料，切割刀宽度小于切割通道的宽度。

技术总结本发明公开了一种无引脚半导体封装器件的制作方法，将芯片放置在切割机进行切割；将切割好的芯片安装在矩阵式金属框架上，并进行焊接组装；将装有芯片的金属框架使用塑封材料进行塑封成型；对Y方向连接金属筋进行切割，完全露出侧面裸铜接触点；通过电镀制程使所有露出金属部分，包括背面及侧面部分镀上锡；切断材料底部塑封封装，得到单颗产品。本发明提供的一种无引脚半导体封装器件的制作方法，使用的矩阵式金属框架在金属接触点和金属框架间额外增加两条短连接筋，使所有金属接触点位于串联电路中，在电镀制程中实现所有裸铜部分被可焊电镀材料包覆。技术研发人员：方敏清受保护的技术使用者：强茂电子（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25