專利名稱：預(yù)塑封引線框架及其封裝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種引線框架及其封裝工藝，尤其是涉及一種壓力傳感器的傳感芯片和集成電路芯片的預(yù)塑封引線框架及其封裝工藝。
背景技術(shù)：
引線框架作為集成電路的芯片載體，是一種借助于鍵合材料實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引腳的電氣連接，并形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，它起到了和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用，絕大部分的半導(dǎo)體集成塊中都需要使用引線框架，是電子信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ) 材料?，F(xiàn)有傳感器芯片的引線框架通常采用后塑封工藝，其工藝過程為先用環(huán)氧有機(jī)導(dǎo)電膠將芯片貼裝在引線框架上，再通過引線鍵合將芯片的焊盤和引線框架的引腳用金絲連接起來，然后用環(huán)氧樹脂經(jīng)過注塑模包封成型，最后外引線電鍍一層鉛錫合金，再從條帶上沖切下來，按照所需要的形狀成型。其內(nèi)部芯片與金絲僅通過注塑模塑封進(jìn)行包封保護(hù)，在熱沖擊和過應(yīng)力等情況下，內(nèi)部電路很容易失效，這也是傳感器芯片良品率低的重要原因。同時，現(xiàn)有技術(shù)中塑封料的潮氣吸附所產(chǎn)生的失效是主要的失效模式，并且引線框架與塑封料之間粘接主要依靠塑封料對引線框架的粘附性，無法防止潮氣滲透?，F(xiàn)有技術(shù)中集成電路芯片和壓力傳感芯片都是貼裝在引線框架上，環(huán)氧樹脂塑封料的熱膨脹系數(shù)是60ppm/°C，引線框架的熱膨脹系數(shù)是17ppm/°C，芯片的熱膨脹系數(shù)是
2.6ppm/°C。由于材料熱膨脹系數(shù)的差異,在熱沖擊下,會產(chǎn)生應(yīng)變,對于壓力傳感芯片來說，其產(chǎn)生的應(yīng)變會直接影響到產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人針對上述的問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種引線框架及其封裝工藝，隔離潮氣，減小熱沖擊和過應(yīng)力對內(nèi)部芯片的影響，避免電路失效，有效地保護(hù)整個內(nèi)部電路，提聞廣品穩(wěn)定性及良品率。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種預(yù)塑封引線框架，包括引線框架及預(yù)塑封殼體，所述預(yù)塑封殼體為上端開口并具有內(nèi)腔的矩形盒體，所述預(yù)塑封殼體通過注塑與所述引線框架結(jié)合；所述引線框架包括2個邊條、若干個引腳及芯片支撐平臺，所述芯片支撐平臺設(shè)置在預(yù)塑封殼體的底部中央，弓丨腳對稱設(shè)置在所述芯片支撐平臺的兩側(cè)，所述每個引腳的兩側(cè)邊緣設(shè)有對稱設(shè)置的鎖定孔，所述鎖定孔塑封在所述預(yù)塑封殼體的邊框中，所述每個引腳延伸出所述預(yù)塑封殼體，2個邊條平行于所述引腳并設(shè)置在所述預(yù)塑封殼體的兩側(cè)，引腳支撐筋設(shè)置在所述預(yù)塑封殼體外并連接所述引腳與所述邊條。進(jìn)一步的
所述鎖定孔為半圓形。
所述芯片支撐平臺設(shè)有平臺支撐筋，所述平臺支撐筋呈“L”形。 所述邊條的兩端設(shè)有定位孔。所述預(yù)塑封殼體的材料為工程塑料。所述弓I線框架采用銅基合金制成。一種封裝工藝，包括以下步聚 A、通過刻蝕或沖壓工藝制成引線框架；
B、引線框架電鍍鎳底層并局部鍍金；
C、將引線框架放入模具內(nèi)注塑形成具有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體，制成預(yù)塑封引線框架；
D、在預(yù)塑封殼體內(nèi)腔中進(jìn)行芯片貼裝、金絲鍵合；
E、用硅膠填充預(yù)塑封殼體內(nèi)腔并安裝上蓋。本發(fā)明的技術(shù)效果在于
本發(fā)明公開了一種預(yù)塑封引線框架及其封裝工藝，在引線框架上注塑形成帶有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體，在預(yù)塑封殼體內(nèi)腔進(jìn)行芯片貼裝、金絲鍵合，并用硅膠填充內(nèi)腔保護(hù)芯片及金絲，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和良品率；同時，引線框架的每個引腳都設(shè)有兩個半圓鎖定孔，引腳鎖定在固化的預(yù)塑封殼體中，有效地阻止在使用過程中的潮氣進(jìn)入殼體內(nèi)，以防止產(chǎn)品失效；另外，填充硅膠保護(hù)金絲在壓力作用下不會拉斷而導(dǎo)致開路失效，并可隔離潮氣，避免電路失效，有效地保護(hù)整個內(nèi)部電路，提聞了廣品的穩(wěn)定性。


圖I為預(yù)塑封引線框架的主視圖。圖2為圖I的仰視圖。圖3為預(yù)塑封引線框架的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為引線框架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為引腳與預(yù)塑封殼體連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為芯片封裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6的剖視圖。圖8為封裝工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖f 5所示，預(yù)塑封引線框架包括引線框架2及預(yù)塑封殼體1，預(yù)塑封殼體I為上端開口并具有內(nèi)腔的矩形盒體，預(yù)塑封殼體I通過注塑與引線框架2結(jié)合，引線框架2作為預(yù)塑封的骨架，經(jīng)過注塑后與預(yù)塑封殼體I形成一體。引線框架2包括2個邊條203、8個引腳202及芯片支撐平臺201，芯片支撐平臺201設(shè)置在預(yù)塑封殼體I的底部中央，芯片支撐平臺201設(shè)有平臺支撐筋205，平臺支撐筋205呈“L”形，平臺支撐筋205保證注塑時芯片支撐平臺201的穩(wěn)定性。引腳202對稱設(shè)置在芯片支撐平臺201的兩側(cè)，每個引腳202的兩側(cè)邊緣設(shè)有對稱設(shè)置的鎖定孔207 (如圖4)，鎖定孔207為半圓形，鎖定孔207塑封在預(yù)塑封殼體I的邊框中(如圖5 )，每個引腳202延伸出預(yù)塑封殼體I，2個邊條203平行于引腳202并設(shè)置在預(yù)塑封殼體I的兩側(cè)，引腳支撐筋204設(shè)置在預(yù)塑封殼體I外并連接引腳202與邊條203，邊條203的兩端設(shè)有定位孔206。引線框架2的定位孔206必須與封裝生產(chǎn)線系統(tǒng)匹配，定位孔206位于引線框架2的邊緣，定位孔與傳送機(jī)械部分定位針剛好能匹配，這些定位針是生產(chǎn)線上設(shè)備的一部分，設(shè)備包括裝片機(jī)、焊線機(jī)、切近成型設(shè)備及打印設(shè)備。引腳支撐筋204作為引腳202之間的連筋，在預(yù)塑封過程中，可防止塑封料在引腳202之間猛然涌出。芯片支撐平臺201作為芯片的載體，用于貼裝集成電路芯片。在現(xiàn)有技術(shù)中，引腳與塑封料的粘接主要依托塑封料對引腳的粘附性，由于材料間熱膨脹系數(shù)的差異，在熱沖擊下，塑封料與引腳易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，潮氣易通過此分層進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部電路失效。在本發(fā)明中，如圖4、5，引線框架的引腳202都設(shè)有兩個半圓鎖定孔207，將引腳202鎖定在塑封料內(nèi)，鎖定孔207的結(jié)構(gòu)大大改善了塑封料對引腳的粘附效果，并且引腳鎖定孔207作為引腳鎖定和潮氣隔離結(jié)構(gòu)，其將引線框架的引腳鎖定在固化的預(yù)塑封殼體I中，能很好地阻止在使用過程中的潮氣進(jìn)入殼體內(nèi)，以防止產(chǎn)品失效。
同時，本發(fā)明中，用工程塑料代替環(huán)氧樹脂作為塑封料，工程塑料與引線框架的熱膨脹系數(shù)匹配性更好，有效地防止塑封料與引線框架的分層現(xiàn)象。如圖8，采用前述引線框架2的壓力傳感器的封裝工藝包括以下步聚
A、通過刻蝕或沖壓工藝制成引線框架2 (如圖4)。B、引線框架2電鍍鎳底層并局部鍍金。電鍍鎳底層的鍍層厚度不小于I. 27毫米，然后進(jìn)行局部鍍金，內(nèi)引腳和芯片支撐平臺上表面鍍層厚度應(yīng)控制在O. 10微米以上，I. 27微米以下，外引腳鍍層厚度應(yīng)控制在O. 10微米以上，O. 30微米以下。C、將引線框架2放入模具內(nèi)注塑形成具有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體I (如圖1、2、3)，預(yù)塑封殼體I與引線框架2結(jié)合為一體，制成預(yù)塑封引線框架。D、在預(yù)塑封殼體I內(nèi)腔中進(jìn)行集成電路芯片3、壓力傳感芯片4的貼裝、金絲鍵合(圖6)，集成電路芯片3貼裝在芯片支撐平臺201上，壓力傳感芯片4貼裝在預(yù)塑封殼體I的內(nèi)腔底部。E、用硅膠5填充預(yù)塑封殼體I的內(nèi)腔(圖7)并安裝上蓋(未在圖中畫出)。引線框架2的生產(chǎn)可以用化學(xué)刻蝕法或機(jī)械沖制法，毛坯是卷成一捆的條帶。典型的條帶厚度值是O. 25毫米，化學(xué)刻蝕的工藝是采用光刻及金屬溶解的化學(xué)藥品從金屬條帶上刻蝕出一個圖形(如圖4)。加工前在條帶上沖壓出定位孔，然后在兩面涂上光刻膠；光刻膠在紫外線下通過光刻掩模版進(jìn)行曝光、顯影并固化；此時曝光固化后的光刻膠在框架上刻出一個輪廓并準(zhǔn)備進(jìn)行刻蝕；類似三氯化鐵或過硫酸銨的化學(xué)物質(zhì)噴涂于條帶的兩面，將暴露部分的金屬腐蝕掉并且使框架不受損傷。盡管化學(xué)刻蝕法相關(guān)的設(shè)備成本較低，但它的框架生產(chǎn)成本卻高于沖制法。此種工藝方法適合于處于開發(fā)階段的封裝新品、生產(chǎn)周期短或?qū)τ跊_制法而言難度太大的產(chǎn)品。沖制法生產(chǎn)引線框架時，使用跳步模具將卷成一捆的條帶毛坯靠機(jī)械力作用進(jìn)行沖切，沖切金屬所需的力與所要沖切的金屬長度成正比。引線框架2采用銅基合金，常用的鐵鎳合金雖具有很好的抗拉強(qiáng)度和韌性，但其熱導(dǎo)率低，由于引線框架是熱量從芯片到印制電路板傳遞的主要通道，當(dāng)器件長期工作后，這會對封裝的熱阻產(chǎn)生重要影響。而銅基合金不管是從導(dǎo)電性還是導(dǎo)熱性角度來說，都是引線框架的理想材料。引線框架2在預(yù)塑封前進(jìn)行局部鍍金，內(nèi)引腳通過鍍金防止引線框鍵合區(qū)和引腳在高溫下被氧化，同時保證了金絲鍵合的質(zhì)量。工程塑料作為預(yù)塑封殼體I的塑封料，在本實(shí)施例中，塑封料的熱膨脹系數(shù)是7ppm/°C，引線框架的熱膨脹系數(shù)是17ppm/°C，芯片的熱膨脹系數(shù)是I. 6ppm/°C，塑封料與壓力傳感芯片4的熱膨脹系數(shù)匹配性好，在熱沖擊下，所產(chǎn)生的應(yīng)變很小，相對于壓力傳感芯片直接貼裝于引線框架的結(jié)構(gòu)，引線框架2的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計大大提高了壓力傳感芯片4的精度和穩(wěn)定性。硅膠5填充于預(yù)塑封殼體I的內(nèi)腔，保護(hù)集成電路芯片3、壓力傳感芯片4及金絲，硅膠具有良好的絕熱性、絕緣性、防潮性、抗震性，尤其是在高頻下的抗震性好，有效地保護(hù)了芯片和金絲。 本發(fā)明的預(yù)塑封弓I線框架及其封裝工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，集成電路芯片貼裝于弓I線框架上，而壓力傳感芯片直接貼裝于預(yù)塑封殼體內(nèi)，同時采用工程塑料替代傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂材料作為塑封料，與壓力傳感芯片直接貼裝于引線框架相比，芯片與塑封料的熱膨脹系數(shù)匹配性更好，極大地提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)塑封引線框架，其特征在于包括引線框架及預(yù)塑封殼體，所述預(yù)塑封殼體為上端開口并具有內(nèi)腔的矩形盒體，所述預(yù)塑封殼體通過注塑與所述引線框架結(jié)合；所述引線框架包括2個邊條、若干個引腳及芯片支撐平臺，所述芯片支撐平臺設(shè)置在預(yù)塑封殼體的底部中央，引腳對稱設(shè)置在所述芯片支撐平臺的兩側(cè)，所述每個引腳的兩側(cè)邊緣設(shè)有對稱設(shè)置的鎖定孔，所述鎖定孔塑封在所述預(yù)塑封殼體的邊框中，所述每個引腳延伸出所述預(yù)塑封殼體，2個邊條平行于所述引腳并設(shè)置在所述預(yù)塑封殼體的兩側(cè)，引腳支撐筋設(shè)置在所述預(yù)塑封殼體外并連接所述引腳與所述邊條。
2.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述鎖定孔為半圓形。
3.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述芯片支撐平臺設(shè)有平臺支撐筋，所述平臺支撐筋呈“L”形。
4.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述邊條的兩端設(shè)有定位孔。
5.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述預(yù)塑封殼體的材料為工程塑料。
6.按照權(quán)利要求I所述的預(yù)塑封引線框架，其特征在于所述引線框架采用銅基合金制成。
7.一種封裝工藝，其特征在于包括以下步聚 A、通過刻蝕或沖壓工藝制成引線框架； B、引線框架電鍍鎳底層并局部鍍金； C、將引線框架放入模具內(nèi)注塑形成具有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體，制成預(yù)塑封引線框架； D、在預(yù)塑封殼體內(nèi)腔中進(jìn)行芯片貼裝、金絲鍵合； E、用硅膠填充預(yù)塑封殼體內(nèi)腔并安裝上蓋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓力傳感器的傳感芯片和集成電路芯片的預(yù)塑封引線框架及其封裝工藝，預(yù)塑封引線框架包括引線框架及預(yù)塑封殼體，預(yù)塑封殼體為上端開口并具有內(nèi)腔的矩形盒體，預(yù)塑封殼體通過注塑與引線框架結(jié)合。本發(fā)明在引線框架上注塑形成帶有內(nèi)腔的預(yù)塑封殼體，在預(yù)塑封殼體內(nèi)腔進(jìn)行芯片貼裝、金絲鍵合，并用硅膠填充內(nèi)腔保護(hù)芯片及金絲，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和良品率；引線框架的每個引腳都設(shè)有兩個半圓鎖定孔，引腳鎖定在固化的預(yù)塑封殼體中，有效地阻止在使用過程中的潮氣進(jìn)入殼體內(nèi)，以防止產(chǎn)品失效；填充硅膠保護(hù)金絲，并可隔離潮氣，避免電路失效，有效地保護(hù)整個內(nèi)部電路，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
文檔編號H01L21/48GK102891129SQ20121031475
公開日2013年1月23日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者朱榮惠, 田吉成 申請人:無錫永陽電子科技有限公司