防切割渣引入凹槽的预开槽引线框架封装体的制备方法

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，更具体涉及一种防切割渣引入凹槽的预开槽引线框架封装体的制备方法。

背景技术

常规的QFN/DFN产品的树脂塑封后的半成品——引线框架封装体，如图1所示，引线框架封装体主要由多个芯片座B以及设置在芯片座B周围的多个引脚C以及树脂基体A构成，相邻的两个芯片座B之间的引脚C为一个整体，通过分离形成两个单独的芯片座B各自的引脚C，引线框架的分离是刀沿切割线D切割的方式来实现。

由于切割刀片是树脂中包含金刚石颗粒，在刀片高速旋转下对塑封料包裹的金属框架实现切割，在此过程中，会产生大量的热量。刀片切割引线框架封装体的引脚部分，铜等其他坚硬金属会严重损耗切割刀片，同时被切割的引脚断面在高温、撞击下形成大量的毛刺，并且会产生锡渣铜渣等切割渣。

为减小切割刀片的损耗，有人提出采用半蚀刻的方式在引脚上形成凹槽，然后在进行切割。但是经过试验实践发现，引脚的背面面积很小，现有的半蚀刻技术无法精准地达到所设计的凹槽结构，凹槽为矩形结构，槽底为规则的平底，工艺难度很大。即使制成了极少量的符合要求的预开槽的引线框架封装体，在后期切割的过程中，切割刀片的磨损是小了，其产生的毛刺、切割渣会落入并堵塞该预开的凹槽内，以致于影响芯片上板后引脚侧面的爬锡量；在切割的过程中，大部分还会出现因为引线框架封装体的引脚处厚度太薄，导致断裂、变形等不良；这样，严重影响良品率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种防切割渣引入凹槽的预开槽引线框架封装体的制备方法，降低了工艺难度，利于切割且切割后毛刺少，可防止切割渣引入预留的凹槽内，利用同性金属相吸的特性、及虹吸效应，使锡膏更顺利爬到引脚处、并增加爬锡量，大大提高产品的良品率。

根据本发明的一个方面，提供了一种防切割渣引入凹槽的预开槽引线框架封装体的制备方法，其包括：

S1：取金属引线框架封装体，金属引线框架封装体包括树脂基体、设于树脂基体上的芯片座、以及芯片座周围的引脚，在引脚的背面开槽形成凹槽，凹槽位于金属引线框架封装体的切割线处，凹槽的两侧距离宽于切割线的宽度，凹槽底部未穿透引脚；

S2：在金属引线框架封装体的背面，将裸露的引脚和凹槽表面通过电镀覆盖一层锡金属层，凹槽表面的锡金属层低于引脚的背面、以形成凹坑状；

S3：在金属引线框架封装体的背面涂覆一层光致可剥离粘结剂，光致可剥离粘结剂覆盖锡金属层、以及引脚之间的树脂基体；

S4：沿金属引线框架封装体的切割线进行切割，形成若干个独立的沿金属引线框架封装体；

S5：将切割后的金属引线框架封装体涂覆有光致可剥离粘结剂的位置进行光照射，剥离除去光致可剥离粘结剂，形成的金属引线框架封装体侧面具有端面开口的弧形凹槽。

由此，在引脚的背面形成凹槽结构，且凹槽比切割线宽，减少切割线处需要切割的引线厚度，凹槽形成后覆盖一层锡金属层、并涂覆一层光致可剥离粘结剂，在切割时，锡金属层和光致可剥离粘结剂可起到支撑作用，避免因为金属引线框架封装体的切割线处太薄而断裂、变形，且锡金属层质地软、高热下易融化，切割过程中能够吸收大量的热，有利于切割，且可有效保护切割刀；如果仅设置锡金属层，在切割过程中仍然容易产生毛刺，且锡在高温下熔化产生锡渣会堵塞凹槽，对上板过程中的爬锡不利，而通过在锡金属层之上再设置一层光致可剥离粘结剂，待切割后，剥离掉光致可剥离粘结剂，可有效避免铜渣锡渣等切割渣堵塞凹槽；光致可剥离粘结剂在剥离后，金属引线框架封装体侧面形成具有端面开口的弧形凹槽，在芯片上板后焊锡时，通过弧形凹槽处的虹吸效应，使锡膏爬至引脚侧面、背面的爬锡量会更多，且凹槽内设置的锡金属层，利用同性金属相吸的特性，使上锡膏更均匀，效率更好。

在一些实施方式中，所述S1中的凹槽通过机械钻孔或金属球下压或化学蚀刻的方式形成，凹槽的槽内为圆弧形。由此，在引脚的背面加工出凹槽，可直接采用金属球压制而成，引脚一般为铜材、铜镀锡材，引脚的材质软，在通过金属球压制后易形成凹槽，该加工工艺难度低，在现有技术的条件下能实现，且形成的凹槽的槽内结构为圆弧形，相比半蚀刻要求的方形槽底结构更容易实现；采用机械钻孔的方式形成圆弧形槽底的凹槽，只要将钻头下压降低后、点一下即可形成，工艺难度低，成型效率高；相比机械钻孔或金属球下压这两种方式，采用化学蚀刻的工艺难度大了一点、效率低一些，但是成型出本申请提出的凹槽，而非常规的规则的方形平底凹槽，难度上稍低一些。

在一些实施方式中，机械钻孔方式采用的钻头为圆球头或椭圆球头，或金属球下压方式采用的金属球为圆球状或椭圆球状，以形成端面为圆形或椭圆形的凹槽。由此，形成的凹槽端面边缘为圆形或椭圆形，凹槽更容易成型，加工工艺难度降低。

在一些实施方式中，沿切割线方向上，凹槽的边缘最宽处贴近引线处的框架的宽度边缘。由此，在宽度上，可有效降低切割线处引线的厚度，减少切割刀片的磨损。

在一些实施方式中，锡金属层的厚度最大为凹槽深度的20％。由此，凹槽处被锡金属层覆盖后，凹槽表面的锡金属层低于引脚的背面，确保能形成凹坑状结构，以便后期在芯片上板焊锡时，能实现虹吸效应，增加爬锡量。

在一些实施方式中，所述S3中所使用的光致可剥离粘结剂为UV粘结剂，所述S4中在紫外光的照射下进行剥离除去UV粘结剂。由此，UV粘结剂无VOC挥发物，对环境空气无污染，且在紫外光照射下，易剥离，可保持弧形凹槽内的洁净度。

在一些实施方式中，所述S3中光致可剥离粘结剂的涂覆厚度为120～130μm。由此，切割时，有利于提高切割线处的金属引线框架封装体的强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种防切割渣引入凹槽的预开槽引线框架封装体的制备方法，工艺难度降低，能够实现量产，通过机械钻孔或金属球压制或化学蚀刻在引脚背面形成圆弧形底的凹槽，凹槽处覆盖锡金属层并涂覆UV粘结剂，实现切割线处引脚厚度减薄的同时，保证了切割线处金属引线框架封装体的强度，确保切割时不易断裂、变形，切割时切割刀片磨损降低，且切割后毛刺少，在切割后剥离UV粘结剂，可有效防止避免切割渣引入锡金属层上方的弧形凹槽内；由于合理设置凹槽处的锡金属层，在剥离UV粘结剂后，使得形成的金属引线框架封装体侧面具有端面开口的弧形凹槽，在芯片上板后焊锡时，通过弧形凹槽处的虹吸效应，使锡膏爬至引脚侧面、背面的爬锡量增加，且凹槽内设置的锡金属层，利用同性金属相吸的特性，使上锡膏更均匀，效率更好，大大提高产品的良品率。

附图说明

图1是现有技术金属引线框架封装体的背面结构示意图；

图2是本发明提供的金属引线框架封装体背面在形成凹槽后的结构示意图；

图3是本发明提供的金属引线框架封装体在电镀锡金属层、涂覆光致可剥离粘结剂后的结构示意图；

图4是本发明提供的金属引线框架封装体在剥离光致可剥离粘结剂后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图2至4所示，本发明所述一实施方式的一种防切割渣引入凹槽5的预开槽引线框架封装体的制备方法，包括如下步骤：

第一步：取金属引线框架封装体，该金属引线框架封装体包括树脂基体1、设于树脂基体1背面上的芯片座2、以及芯片座2周围的引脚3。在引脚3的背面通过机械钻孔或者金属球下压或者化学蚀刻的方式进行开槽，开槽后形成凹槽5，凹槽5的槽内为圆弧形，凹槽5为盲孔，凹槽5底部未穿透引脚3，凹槽5位于金属引线框架封装体的切割线4处，且凹槽5的两侧距离宽于切割线4的宽度。

第二步：在金属引线框架封装体的背面，将裸露的引脚3和凹槽5表面通过电镀的方式覆盖一层锡金属层6，要求凹槽5表面的锡金属层6低于引脚3的背面，凹槽5上的锡金属层6表面需要形成凹坑状，该凹坑状结构的宽度一定要大于切割线4的宽度，以便后期在引脚3的边缘上方形成弧形凹槽8结构。切割刀片的宽度不能大于该凹坑的直径宽度，要确保后期制得的金属引线框架封装体具有弧形凹槽8的结构，在上板后形成虹吸效应。

第三步：在金属引线框架封装体的背面涂覆一层光致可剥离粘结剂7，光致可剥离粘结剂7覆盖锡金属层6、以及引脚3之间的树脂基体1。光致可剥离粘结剂7的涂覆厚度为120～130μm，优选为125±3μm。本实施例中所使用的光致可剥离粘结剂7为UV粘结剂，这样后期在紫外光的照射下即可进行剥离除去UV粘结剂。

第四步：沿金属引线框架封装体的切割线4进行切割，形成若干个独立的沿金属引线框架封装体。

第五步：将切割后的金属引线框架封装体涂覆有光致可剥离粘结剂7的位置进行紫外光照射，剥离除去光致可剥离粘结剂7，形成的金属引线框架封装体侧面具有端面开口的弧形凹槽8。UV粘结剂无VOC挥发物，对环境空气无污染，且在紫外光照射下，易剥离，可保持弧形凹槽8内的洁净度。

在引脚3的背面形成凹槽5结构，且凹槽5比切割线4宽，减少切割线4处需要切割的引线厚度，凹槽5形成后覆盖一层锡金属层6、并涂覆一层光致可剥离粘结剂7，在切割时，锡金属层6和光致可剥离粘结剂7可起到支撑作用，避免因为金属引线框架封装体的切割线4处太薄而断裂、变形，且锡金属层6质地软、高热下易融化，切割过程中能够吸收大量的热，有利于切割，且可有效保护切割刀。

如果仅设置锡金属层6，在切割过程中仍然容易产生毛刺，且锡在高温下熔化产生锡渣会堵塞凹槽5，对上板过程中的爬锡不利，而通过在锡金属层6之上再设置一层光致可剥离粘结剂7，待切割后，剥离掉光致可剥离粘结剂7，可有效避免铜渣锡渣等切割渣堵塞凹槽5。光致可剥离粘结剂7在剥离后，金属引线框架封装体侧面形成具有端面开口的弧形凹槽8，在芯片上板后焊锡时，通过弧形凹槽8处的虹吸效应，使锡膏爬至引脚3侧面、背面的爬锡量会更多，且凹槽5内设置的锡金属层6，利用同性金属相吸的特性，使上锡膏更均匀，效率更好。

本发明提供的凹槽5形成方式有多种，比如机械钻孔的方式，钻头为圆球头或椭圆球头。采用机械钻孔的方式的加工方式加工出凹槽5，只要将钻头位置下压、点一下即可形成，加工出的凹槽5的端面为圆形或椭圆形，工艺难度低，成型效率高。

凹槽5也可以通过金属球下压形成，金属球可为圆球状或椭圆球状结构，可形成端面为圆形或椭圆形的凹槽5。目前，引脚3一般为铜材、铜镀锡材，引脚3的材质软，在通过金属球压制后易形成凹槽5，该加工工艺难度低，在现有技术的条件下能实现，且形成的凹槽5的槽内结构为圆弧形，相比半蚀刻要求的方形槽底结构更容易实现。压制形成的凹槽5端面边缘为圆形或椭圆形，凹槽5更容易成型，加工工艺难度降低，效率也高。

当然也可以采用现有的化学蚀刻的方式，形成凹槽5，由于本提出的凹槽，而非常规的规则的方形平底凹槽，凹槽5的槽底为圆弧形，在工艺难度上降低了一些，良品率会提高很多。

沿切割线4方向上，凹槽5的边缘最宽处贴近引线处的框架边的宽度边缘，可有效降低切割线4处引线的厚度，减少切割刀片的磨损。

锡金属层6的厚度最大为凹槽深度的20％左右，一般锡金属层6为8～20μm，凹槽5处被锡金属层6覆盖后，凹槽5表面的锡金属层6低于引脚3的背面，确保能形成凹坑状结构，以确保在剥离光致可剥离粘结剂7后，能够形成弧形凹槽8，以便后期在芯片上板焊锡时，能实现虹吸效应，增加爬锡量。

本发明提供了一种防切割渣引入凹槽5的预开槽引线框架封装体的制备方法，工艺难度降低，能够实现量产，通过机械钻孔或金属球压制或化学蚀刻在引脚3背面形成圆弧形底的凹槽5，凹槽5处覆盖锡金属层6并涂覆UV粘结剂，实现切割线4处引脚3厚度减薄的同时，保证了切割线4处金属引线框架封装体的强度，确保切割时不易断裂、变形，切割时切割刀片磨损降低，且切割后毛刺少，在切割后剥离UV粘结剂，可有效防止避免切割渣引入锡金属层6上方的弧形凹槽8内。由于合理设置凹槽5处的锡金属层6，在剥离UV粘结剂后，使得形成的金属引线框架封装体侧面具有端面开口的弧形凹槽8，在芯片上板后焊锡时，通过弧形凹槽8处的虹吸效应，使锡膏爬至引脚3侧面、背面的爬锡量增加，且凹槽5内设置的锡金属层6，利用同性金属相吸的特性，使上锡膏更均匀，效率更好，大大提高产品的良品率。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。