TWI383484B

TWI383484B - 四方平面無導腳之導線架、四方平面無導腳封裝單元及其製法

Info

Publication number: TWI383484B
Application number: TW097139690A
Authority: TW
Inventors: 李春源; 洪孝仁
Original assignee: 矽品精密工業股份有限公司
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2013-01-21
Also published as: TW201017845A

Description

四方平面無導腳之導線架、四方平面無導腳封裝單元及其製法

本發明係有關於一種四方平面無導腳封裝單元，尤指一種具有增強銲料結合強度之接腳的四方平面無導腳封裝單元。

四方平面無導腳封裝單元為一種使晶片座和接腳底面外露於封裝膠體底部表面的封裝單元，一般係採用表面耦接技術將封裝單元耦接至印刷電路板上，藉此形成一特定功能之電路模組。在表面耦接程序中，四方平面無導腳封裝單元的晶片座和接腳係直接銲結至印刷電路板上。

舉例而言，第6,201,292和7,049,177號美國專利揭露一種習知四方平面無導腳封裝單元，以下配合第1圖，說明習知四方平面無導腳封裝單元至印刷電路板之耦接方法。

習知四方平面無導腳封裝單元100，包括以下構件：(a)導線架110，具有晶片座111和複數個接腳113，該晶片座111和該複數個接腳113分別具有第一表面120和相對的第二表面130;(b)晶片140，具有主動面150和相對的非主動面160，該主動面150上具有複數個銲墊151，其中，該晶片140之非主動面160接置於該晶片座111之第一表面120上；(c)複數個導線170，分別電性連接該些銲墊151和該些接腳113，且該些導線170接合於該些接腳113的第一表面120；以及(d)封裝膠體180，包覆該晶片140、該些導線170和該導線架110，但使該晶片座111和該複數個接腳113的第二表面130顯露於外；其中，該晶片座111之第二表面130與該接腳113之第二表面130係呈現一平面。

印刷電路板190包括一基板191、接地部193、以及複數個導電部195。接地部193用以作為四方平面無導腳封裝單元100之晶片座111的安置區域，其面積大致等於晶片座之面積；而導電部195則作為印刷電路板190上的電性連接點，其面積大致等於四方平面無導腳封裝單元上的各個接腳之外露表面的面積。

接著，進行塗銲程序，藉以將銲料197塗佈於接地部193和各個導電部195之表面上。之後再進行表面耦接程序，將四方平面無導腳封裝單元100安置於印刷電路板190上，並使各個接腳113和晶片座111分別對齊至對應的導電部195和接地部193。

最後，進行一迴銲程序(solder-reflow process)，藉以將銲料迴銲於各個接腳和導電部之間以及晶片座和接地部之間，此即完成四方平面無導腳封裝單元至印刷電路板之耦接程序。

然而，由於迴銲程序中，熔化的銲料會向中心聚縮，因此會使迴銲後的銲料略為向上隆起，使得結合面積變小，且由於該晶片座之第二表面與該接腳之第二表面皆係平坦表面，該僅有的平面結合亦使得銲料結合強度較差，而產生可靠度不佳的問題。

是以，如何解決上述習知銲料結合強度較差所產生之問題，並開發一種新穎的四方平面無導腳封裝單元，實為目前亟欲解決的課題。

鑒於以上所述先前技術之缺點，本發明之一目的在於提供一種接腳底面具有凹部之四方平面無導腳封裝單元，以提升水平方向和垂直方向之銲料結合強度。

為達上揭及其他目的，本發明揭露一種四方平面無導腳封裝單元，係包括：(a)導線架，包括晶片座和複數個接腳，該晶片座和該複數個接腳分別具有第一表面和相對的第二表面；(b)晶片，具有主動面和相對的非主動面，該主動面上具有複數個銲墊，其中，該晶片之非主動面接置於該晶片座之第一表面上；(c)複數個導線，分別電性連接該些銲墊和該些接腳，且該些導線接合於該些接腳的第一表面；以及(d)封裝膠體，包覆該晶片、該些導線和該導線架，但使該晶片座和該複數個接腳的第二表面顯露於外；其中，該導線架最外圍之接腳的第一表面處形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向延伸，且相對之第二表面形成有凹部，用以於該四方平面無導腳封裝單元進行迴銲時，使該凹部容納銲料。

本發明亦揭露一種製作四方平面無導腳封裝單元之方法，包括：提供載板，該載板包括定義於該載板表面之複數切割線、形成於該切割線上之複數個凸塊、以及該複數個凸塊所圍繞之平坦部；於該具有凸塊的載板表面上形成金屬層後，圖案化該金屬層以得到導線架，該導線架具有形成於該平坦部上之具有第一表面和相對的第二表面的晶片座和複數個接腳，其中，部分之接腳係形成於該凸塊處並包覆該凸塊，而形成於該凸塊處的接腳具有延伸部和凹部；接著將晶片接合於該晶片座上；再形成複數個導線，以電性連接晶片與接腳；形成封裝膠體於該載板上，以包覆該接腳、晶片座、晶片和導線；移除該載板，使外露出該導線架；以及沿著該些切割線切割分離以得到複數四方平面無導腳封裝單元。

本發明另揭露一種四方平面無導腳之導線架，係包括：晶片座；以及複數個圍繞該晶片座之接腳，該晶片座和該複數個接腳分別具有第一表面和相對的第二表面；其中，該導線架最外圍之接腳的第一表面處形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向延伸，且相對之第二表面形成有凹部，用以容納銲料。

本發明透過形成於接腳之第二表面之凹部，利用該凹部於該四方平面無導腳封裝單元進行迴銲時容納銲料，提供水平和垂直方向上的結合，並增加黏合的面積，以提升銲料結合強度。

以下係藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點與功效。

第一實施例

請參閱第2A至2G圖，係為本發明之四方平面無導腳封裝單元及其製法之示意圖。

如第2A圖所示，提供一載板212，載板212的材質可為，例如，但不限於銅等金屬材料。該載板212的表面214包括一矩陣封膠區216，該矩陣封膠區216定義有複數個切割線218和矩陣單元219。

復參閱第2A'圖，該載板212每一矩陣單元219具有平坦部221和複數個凸塊223形成於該切割線218上並環繞該平坦部221，該些凸塊223環繞該平坦部221所得的面積大致等於一四方平面無導腳封裝單元200的面積；接著，在該載板212上利用電鍍和圖案化製程技術形成圖案化之金屬層，金屬層係具有，例如金/鈀/鎳/鈀層或金/鎳/銅/鈀層，並以該圖案化金屬層係作為導線架210，該導線架210具有晶片座211和複數個接腳213，其中，該晶片座211係形成於該平坦部221上且晶片座211的面積大致等於晶片的面積；部分之接腳213係形成於該晶片座211和該凸塊223之間以及部分之接腳213係形成於該凸塊223處並包覆該凸塊223，是以，相對於該凸塊，形成於該凸塊223處的接腳213具有延伸部225和凹部227。

或者，如第2A"圖所示，載板每一矩陣單元219之切割線218內側亦具有環繞該平坦部221之凸塊223，是以，該平坦部221的面積較第2A'圖所示者小。

具體而言，參照第2A'圖，本發明所揭露之四方平面無導腳之導線架210，包括：晶片座211；以及複數個圍繞該晶片座211之接腳213，該晶片座211和該複數個接腳213分別具有第一表面220和相對的第二表面230；其中，該導線架210最外圍之接腳213的第一表面220處形成有延伸部225，並向遠離第一表面220的方向延伸，且相對之第二表面230形成有凹部227，用以容納銲料。

同樣地，根據第2A"圖所示，該導線架的全部接腳之第一表面處可形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向延伸，且相對之第二表面形成有凹部。另外，該導線架之晶片座的第二表面可復形成有凹部，用以於該四方平面無導腳封裝單元進行迴銲時，使該凹部容納銲料。

如第2B圖所示，執行黏晶步驟，提供主動面250上具有複數個銲墊251之晶片240，並藉由膠黏劑241使晶片240之相對該主動面250的非主動面260接合該晶片座211。本發明中，膠黏劑的實例，包括但不限於銀膠。

如第2C圖所示，執行晶片與接腳的電性連接步驟，其係利用打線(wire-bonding)的方式形成複數個導線270，該些導線270係電性連接晶片240之銲墊251與接腳213。

如第2D圖所示，執行一封膠步驟，其係利用壓模或塗膠的方式形成封裝膠體，封裝膠體280形成於該載板212上，以包覆該接腳213、晶片座211、晶片240和導線270。

如第2E圖所示，執行一如濕式蝕刻的蝕刻步驟，以移除該載板，俾使顯露出該導線架210的底面261和封裝膠體280的底面261，且由於移除該具有凸塊的載板，是以，先前形成於該凸塊處的接腳213相對地具有凹部227。

如第2F圖所示，接著進行切割的步驟，其係沿著該些切割線218切割分離每一個矩陣單元，以得到本發明之四方平面無導腳封裝單元200。

透過前述製法，本發明復揭示一種四方平面無導腳封裝單元200，係包括：導線架210，包括晶片座211和複數個接腳213，該晶片座211和該複數個接腳213分別具有第一表面220和相對的第二表面230；晶片240，具有主動面250和相對的非主動面260，該主動面250上具有複數個銲墊251，其中，該晶片240之非主動面260接置於該晶片座211之第一表面220上；複數個導線270，分別電性連接該些銲墊251和該些接腳213，且該些導線270接合於該些接腳213的第一表面220；以及封裝膠體280，包覆該晶片240、該些導線270和該導線架210，但使該晶片座211和該複數個接腳213的第二表面230顯露於外；其中，該導線架210最外圍之接腳213的第一表面220處形成有延伸部225，並向遠離第一表面220的方向延伸，且相對之第二表面230形成有凹部227，用以於該四方平面無導腳封裝單元200進行迴銲時，使該凹部容納銲料。更具體而言，該些最外圍的接腳係具有階梯狀結構，且該接腳之凹部係位於該封裝單元之外側緣。

在本發明之另一具體實例中，全部接腳之第一表面處皆形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向延伸，且相對之第二表面形成有凹部。

如第2G圖所示，依序進行塗銲和迴銲步驟，係提供一印刷電路板290，該印刷電路板290具有預設的接地部293和導電部295，藉以將銲料297塗佈於接地部293和各個導電部295之表面上，之後再將四方平面無導腳封裝單元200安置於印刷電路板290上，並使各個接腳213和晶片座211分別對齊至對應的導電部295和接地部293。

最後，進行一迴銲程序(solder-reflow process)，藉以將銲料297迴銲於各個接腳213和導電部295之間以及晶片座211和接地部293之間，此即完成本發明之四方平面無導腳封裝單元200至印刷電路板290之耦接程序，此外，由於本發明之四方平面無導腳封裝單元之具有凹部的接腳，係位於切割線上，故於迴銲之後，該銲料可包覆該封裝單元側邊的接腳，提供更佳的結合強度。

因此，本發明之四方平面無導腳封裝單元的接腳具有凹部，用以容納銲料，進而提升水平和垂直方向的結合強度，再者，該接腳的第一表面處形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向延伸，故本發明之接腳提供更多與封裝膠體結合的面積，亦加強了接腳與封裝膠體的結合強度。

第二實施例

請參閱第3A至3D圖，係為本發明之四方平面無導腳封裝單元第二實施例之示意圖。同時為簡化本圖示，本實施例中對應前述相同或相似之元件係採用相同標號表示。

本實施例之四方平面無導腳封裝單元及其製法與前述實施例大致相同，主要差異在於該晶片座之第二表面復形成有凹部，用以於該四方平面無導腳封裝單元進行迴銲時，使該凹部容納銲料。該晶片座之第二表面的凹部的形成方法，可視需要在移除該載板後，在該晶片座之第二表面形成有凹部。

如第3A圖所示，該晶片座211之凹部227係形成於該晶片座211第二表面230之中央位置。

此外，如第3B和3C圖所示，該中央位置的凹部227為矩形或者該中央位置的凹部227為圓形。

如第3D圖所示，該晶片座211之凹部227亦可形成於該晶片座211第二表面230之週邊位置。

另一方面，由第3A至3D圖可知，本發明之四方平面無導腳之導線架所包括的晶片座之凹部可形成於該晶片座第二表面之中央位置，且該凹部的形狀未有特別限制，是以，該中央位置的凹部可為矩形或圓形。此外，該晶片座之凹部亦可形成於該晶片座第二表面之週邊位置。

本發明之四方平面無導腳封裝單元透過形成於接腳之第二表面之凹部，利用該凹部於該四方平面無導腳封裝單元進行迴銲時容納銲料，提供水平和垂直方向上的結合，並增加黏合的面積，此外，由於位在封裝單元外側緣的接腳向內形成有階梯狀結構，故可於迴銲時使銲料包覆該外側緣的接腳，更可提升封裝單元結合強度。

以上所述之具體實施例，僅係用以例釋本發明之特點及功效，而非用以限定本發明之可實施範疇，在未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

100、200‧‧‧四方平面無導腳封裝單元

110、210‧‧‧導線架

111、211‧‧‧晶片座

113、213‧‧‧接腳

120、220‧‧‧第一表面

130、230‧‧‧第二表面

140、240‧‧‧晶片

150、250‧‧‧主動面

151、251‧‧‧銲墊

160、260‧‧‧非主動面

170、270‧‧‧導線

180、280‧‧‧封裝膠體

190、290‧‧‧印刷電路板

191‧‧‧基板

193、293‧‧‧接地部

195、295‧‧‧導電部

197、297‧‧‧銲料

212‧‧‧載板

214‧‧‧表面

216‧‧‧矩陣封膠區

218‧‧‧切割線

219‧‧‧矩陣單元

221‧‧‧平坦部

223‧‧‧凸塊

225‧‧‧延伸部

227‧‧‧凹部

241‧‧‧膠黏劑

第1圖係為習知四方平面無導腳封裝單元之剖面示意圖；第2A至2G圖係為本發明之四方平面無導腳封裝單元及其製法之剖面示意圖；第2A'圖係顯示形成與載板上之導線架之剖面示意圖；第2A"圖係顯示另一形成於載板上之導線架之剖面示意圖；第3A圖係為本發明另一四方平面無導腳封裝單元之剖面示意圖；以及第3B至3D圖係顯示本發明之形成於晶片座第二表面之凹部示意圖。

200‧‧‧四方平面無導腳封裝單元

210‧‧‧導線架

211‧‧‧晶片座

213‧‧‧接腳

220‧‧‧第一表面

225‧‧‧延伸部

227‧‧‧凹部

230‧‧‧第二表面

240‧‧‧晶片

250‧‧‧主動面

251‧‧‧銲墊

260‧‧‧非主動面

270‧‧‧導線

280‧‧‧封裝膠體

Claims

一種四方平面無導腳封裝單元，係包括：導線架，包括晶片座和複數個接腳，該晶片座和該複數個接腳分別具有第一表面和相對的第二表面；晶片，具有主動面和相對的非主動面，該主動面上具有複數個銲墊，其中，該晶片之非主動面接置於該晶片座之第一表面上；複數個導線，分別電性連接該些銲墊和該些接腳，且該些導線接合於該些接腳的第一表面；以及封裝膠體，包覆該晶片、該些導線和該導線架，但使該晶片座和該複數個接腳的第二表面顯露於外；其中，該導線架最外圍之接腳的第一表面處形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向及向遠離該導線架外圍的方向延伸，使該最外圍的接腳具有階梯狀結構，且該延伸部相對之第二表面形成有凹部，用以於該四方平面無導腳封裝單元進行迴銲時，使該凹部容納銲料。
如申請專利範圍第1項之四方平面無導腳封裝單元，其中，該最外圍的接腳之凹部係位於該四方平面無導腳封裝單元之外側緣。
如申請專利範圍第1項之四方平面無導腳封裝單元，其中，該全部之接腳之第一表面處形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向延伸，且相對之第二表面形成有凹部。
如申請專利範圍第1項之四方平面無導腳封裝單元，其中，該晶片座之第二表面復形成有凹部，用以於該四方平面無導腳封裝單元進行迴銲時，使該凹部容納銲料。
如申請專利範圍第4項之四方平面無導腳封裝單元，其中，該晶片座之凹部係形成於該晶片座第二表面之中央位置。
如申請專利範圍第5項之四方平面無導腳封裝單元，其中，該中央位置的凹部為矩形。
如申請專利範圍第5項之四方平面無導腳封裝單元，其中，該中央位置的凹部為圓形。
如申請專利範圍第4項之四方平面無導腳封裝單元，其中，該晶片座之凹部係形成於該晶片座第二表面之週邊位置。
如申請專利範圍第1項之四方平面無導腳封裝單元，復包括印刷電路板，用以藉由該銲料接合該晶片座和該接腳。
一種四方平面無導腳之導線架，係包括：晶片座；以及複數個圍繞該晶片座之接腳，該晶片座和該複數個接腳分別具有第一表面和相對的第二表面；其中，該導線架最外圍之接腳的第一表面處形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向及向遠離該導線架外圍的方向延伸，使該最外圍的接腳具有階梯狀結構，且該延伸部相對之第二表面形成有凹部，用以容納銲料。
如申請專利範圍第10項之四方平面無導腳之導線架，其中，該全部之接腳之第一表面處形成有延伸部，並向遠離第一表面的方向延伸，且相對之第二表面形成有凹部。
如申請專利範圍第10項之四方平面無導腳之導線架，其中，該晶片座之第二表面復形成有凹部，用以於該四方平面無導腳封裝單元進行迴銲時，使該凹部容納銲料。
如申請專利範圍第12項之四方平面無導腳之導線架，其中，該晶片座之凹部係形成於該晶片座第二表面之中央位置。
如申請專利範圍第13項之四方平面無導腳之導線架，其中，該中央位置的凹部為矩形。
如申請專利範圍第13項之四方平面無導腳之導線架，其中，該中央位置的凹部為圓形。
如申請專利範圍第12項之四方平面無導腳之導線架，其中，該晶片座之凹部係形成於該晶片座第二表面之週邊位置。
一種四方平面無導腳封裝單元之製法，包括：提供載板，該載板包括定義於該載板表面之複數切割線、形成於該切割線上之複數個凸塊、以及該複數個凸塊所圍繞之平坦部；於該具有凸塊的載板表面上形成金屬層後，圖案化該金屬層以得到導線架，該導線架具有形成於該平坦部上之具有第一表面和相對的第二表面的晶片座和複數個接腳，其中，部分之接腳係形成於該凸塊處並包覆該凸塊，而形成於該凸塊處的接腳具有延伸部和凹部，使該凸塊處的接腳構成階梯狀結構；將晶片接合於該晶片座上；形成複數個導線，以電性連接晶片與接腳；形成封裝膠體於該載板上，以包覆該接腳、晶片座、晶片和導線；移除該載板，使外露出該導線架；以及沿著該些切割線切割分離以得到複數四方平面無導腳封裝單元。
如申請專利範圍第17項之四方平面無導腳封裝單元之製法，復包括藉由銲料將該四方平面無導腳封裝單元之晶片座和接腳接合於印刷電路板。
如申請專利範圍第17項之四方平面無導腳封裝單元之製法，復包括在移除該載板後，在該晶片座之第二表面形成有凹部。
如申請專利範圍第19項之四方平面無導腳封裝單元之製法，其中，該晶片座之凹部係形成於晶片座第二表面之中央位置，且該凹部為矩形。
如申請專利範圍第19項之四方平面無導腳封裝單元之製法，其中，該晶片座之凹部係形成於晶片座第二表面之中央位置，且該凹部為圓形。
如申請專利範圍第19項之四方平面無導腳封裝單元之製法，該晶片座之凹部係形成於該晶片座第二表面之週邊位置。