一种扩展引脚的Fan-out Panel Level BGA封装件及其制作工艺

摘要

本发明公开了一种扩展引脚的Fan-outPanelLevelBGA封装件及其制作工艺，所述封装件主要由芯片、塑封料、绝缘层、金属铜、镍钯金、锡球、焊盘、第二次绝缘层、二次金属铜布线、第三次绝缘层组成。所述制作工艺按照以下步骤进行：晶圆减薄、晶圆划片、倒装上芯、塑封、撕膜和翻转、第一次绝缘处理、第一次打孔和铜布线、第二次绝缘处理、第二次打孔和铜布线、第三次绝缘处理、第三次打孔和镀镍钯金、印刷和回流焊、切割。本发明解决了线路交叉问题，节约了成本，提高了电性能和产品可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种扩展引脚的Fan-out Panel Level BGA封装件及其制作工艺，属于半导体封装技术领域。

背景技术

随着技术的不断发展，电子封装不但要提供芯片的保护，同时还要在一定的成本下满足不断增加的性能、可靠性、散热、功率分配等要求，功能芯片速度及处理能力的增加需要更多的引脚数，更快的时钟频率和更好的电源分配。市场需要电子产品有更多功能，更长的电池寿命和更小的几何尺寸，适应无铅化焊接（保护环境）并有效降低成本。

传统的QFN封装技术需要使用引线框及焊线，在一定程度上不但封装成本较高，而且封装厚度较大，不能满足电子产品的多引脚、高密度、小型薄型化要求。

Fan-in Panel BGA封装技术相比传统的封装技术，虽然在一定程度上缩减了封装厚度，减少了成本，但其球间距与I/O数由于受到芯片尺寸的限制，也不能满足封装产品更高的引脚数与更好性能要求。

而对于一般的Fan-out Panel BGA封装技术，尽管克服了传统QFN封装技术的成本问题与Fan-in Panel BGA封装的芯片尺寸限制问题，但在封装过程中，由于单层平面铜走线时存在线路交叉多问题，输出脚位数量会受限制。

Fan-out Panel Level BGA封装及其引脚数扩展方法克服了当前

封装存在的成本、芯片尺寸限制与线路交叉问题，具有明显的技术优势，可实现多引脚、高密度、小型薄型化封装，具有散热性、电性能

以及共面性好等特点。

发明内容

本发明的目的在于克服传统封装技术的不足，开发出一种扩展引脚的Fan-out Panel Level BGA封装件及其制作工艺，该技术解决了线路交叉问题，采用双层平面走线，可以使输出走线形成立体状态，从而对输出脚位进行扩展，它不使用引线框架、PCB，未使用金属焊线，降低了封装成本，封装尺寸大大缩减，采用胶膜上弄眼定位技术与打孔铜布线技术，使连接效率更高，缩短了电流和信号传输距离，提高了电性能和产品可靠性。

本发明的技术方案是：一种扩展引脚的Fan-out Panel Level BGA封装件，主要由芯片、塑封料、绝缘层、金属铜、镍钯金、锡球、焊盘、第二次绝缘层、二次金属铜布线、第三次绝缘层组成。所述的芯片与双面胶膜粘接；所述的芯片由塑封料塑封，所述的芯片上有焊盘，所述的芯片有绝缘层，焊盘和绝缘层相邻，所述焊盘处的绝缘层有孔，孔处镀有金属铜，绝缘层和金属铜处有第二次绝缘层，第二次绝缘层对应的金属铜处有孔，孔处镀有二次金属铜布线，第二次绝缘层和二次金属铜布线处有第三次绝缘层，第三次绝缘层直接对应的金属铜处和二次金属铜布线处有孔，在孔壁镀有镍钯金，镍钯金处有回流焊形成的锡球。

所述制作工艺按照以下步骤进行：晶圆减薄、晶圆划片、倒装上芯、塑封、撕膜和翻转、第一次绝缘处理、第一次打孔和铜布线、第二次绝缘处理、第二次打孔和铜布线、第三次绝缘处理、第三次打孔和镀镍钯金、印刷和回流焊、切割。

本发明的有益效果是：（1）该发明封装件解决了线路交叉问题，采用双层平面走线，可以使输出走线形成立体状态，从而对输出脚位进行扩展；（2）该封装件不需要引线框架，不用打线，在一定程度上节约了成本，满足了封装产品的小型化、薄型化、更低的翘曲率等要求；（3） 该封装件布线位置灵活，锡球间距与I/O不受芯片大小的限制，产品具有更多的I/O数与更好的电性能，缩短了电流和信号传输距离，提高了电性能和产品可靠性。本发明为无铅、无卤素的环保型先进封装技术，可应用于更大范围的移动、消费电子产品上，满足移动通信和移动计算机领域的便捷式电子机器，如PDA、3G手机、MP3、MP4、MP5等超薄型电子产品发展的需要，是迅速成长起来的一种新型封装技术。

说明书附图

图1 倒装上芯剖面图；

图2 塑封剖面图；

图3 撕膜与去载体后剖面图；

图4 旋转180℃后剖面图；

图5一次绝缘处理剖面图；

图6一次打孔、铜布线剖面图；

图7 二次绝缘处理剖面图；

图8 二次打孔、铜布线剖面图；

图9 第三次绝缘处理剖面图；

图10 第三次打孔、镀镍钯金剖面图；

图11 钢网刷锡膏剖面图；

图12 回流焊后剖面图。

图中，1为芯片、2为塑封料、3为绝缘层、4为金属铜、5为镍钯金、6为锡球、7为双面胶膜、8为焊盘、9为第二次绝缘层、10为锡膏、11为耐高温玻璃、12为二次金属铜布线、13为第三次绝缘层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。

如图所示，一种扩展引脚的Fan-out Panel Level BGA封装件，主要由芯片1、塑封料2、绝缘层3、金属铜4、镍钯金5、锡球6、焊盘8、第二次绝缘层9、二次金属铜布线12、第三次绝缘层13组成。所述的芯片1通过倒装上芯粘接到双面胶膜7上，其中双面胶膜7的另一面与耐高温玻璃11粘接，所述的芯片1随后用塑封料2进行塑封，然后手动撕双面胶膜7连带耐高温玻璃11一并去掉，再将塑封好的芯片整体翻转180度，使芯片1正面朝上，在所述塑封好的芯片1上布绝缘层3，进行绝缘处理，对焊盘8处的绝缘层3打孔，在打孔处镀金属铜4，铜布线构成电路的信号和电流通道，然后涂覆第二次绝缘层9，进行二次绝缘处理，对第二次绝缘层9的部分铜布线处进行第二次打孔，在二次打孔处进行二次金属铜布线12，然后，涂覆第三次绝缘层13，在第二次绝缘层9与第三次绝缘层13的铜布线对应处进行第三次打孔，并在孔壁镀镍钯金5，构成电路的信号和电流通道，然后进行钢网刷锡膏10、回流焊后形成锡球6，最后进行产品切割。

如图所示，一种扩展引脚的Fan-out Panel Level BGA封装件的制作工艺，具体按照以下步骤进行：

第一步、晶圆减薄：晶圆的厚度减薄到250μm～200μm之间；

第二步、晶圆划片：采用普通划片工艺；

第三步、倒装上芯：倒装上芯前，将双面胶膜7粘附在表面足够光滑、平整的耐高温玻璃11上，其中，双面胶膜7的胶层厚度不宜大，须小于3um，双面胶膜7正面需要提前标记上芯位置，设立眼点，将芯片1倒装上芯到耐高温玻璃11支撑的双面胶膜7上；

第四步、塑封：将倒装上芯好的芯片1用塑封料2进行塑封，塑封区域应小于胶膜面积，方便撕膜；

第五步、撕膜和翻转：手动撕膜，连带耐高温玻璃11一并去掉，必要时清洗芯片1正面的胶层残留，然后将塑封好的芯片1整体翻转180度；

第六步、第一次绝缘处理：在芯片1正面及其周围塑封料2上涂覆绝缘层3，覆盖芯片1与其周围的塑封料2表面；

第七步、第一次打孔和铜布线：与芯片1焊盘8的位置对应，在绝缘层3上打孔，然后在孔壁及其周围镀金属铜4，具体工艺可参考PCB制造工艺，把握好孔径类型、孔径大小与孔径数量，铜沉积技术要求等，铜布线构成电路的信号和电流通道；

第八步、第二次绝缘处理：在绝缘层3与金属铜4上涂覆绝缘材料，形成第二次绝缘层9；

第九步、第二次打孔和铜布线；与第二次绝缘层9上的金属铜4布线对应，在第二次绝缘层9上打孔，并在孔壁周围镀铜层，形成二次金属铜布线12；

第十步、第三次绝缘处理：在第二次绝缘层9与二次金属铜布线12上涂覆绝缘材料，形成第三次绝缘层13；

第十一步、第三次打孔和镀镍钯金：在第二次绝缘层9与第三次绝缘层13的铜布线层对应处打孔，使输出铜布线形成立体状态，扩展输出脚位，然后在孔壁镀镍钯金5；

第十二步、印刷和回流焊：在第二次绝缘层9与第三次绝缘层13的镍钯金5涂覆层上进行钢网刷锡膏10，然后进行回流焊，形成锡球6；

第十三步、切割：回流后的产品进行切割入盘（管）。