CN101238579A - 装配具有led的半导体装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供形成具有模制到封装中的LED的集成电路封装的方法和由此形成的集成电路封装。可在面板上装配包含一个或一个以上半导体电路小片、无源组件和LED的集成电路。接着，可将所述一个或一个以上半导体电路小片、无源组件和LED全部封装在模制化合物中，并接着将所述集成电路单体化以形成各个集成电路封装。从所述面板中切除所述集成电路，使得所述LED的透镜的一部分在所述单体化过程中被切断，且剩余在所述封装内的透镜末端与所述封装的边缘齐平，以在所述封装外部发光。

Description

装配具有LED的半导体装置的方法
技术领域
本发明的实施例涉及形成具有模制到封装中的LED的集成电路封装的方法和由此形成的集成电路封装。
背景技术
对便携式消费电子设备的需求的剧烈增长正在驱动对高容量存储装置的需要。例如快闪存储器存储卡等非易失性半导体存储器装置正被广泛使用，以便满足对数字信息存储和交换的不断增长的需求。此类存储器装置的便携性、通用性和坚固设计以及其高可靠性和大容量已经使得其可理想用于广泛范围的电子装置，包含(例如)数码相机、数字音乐播放器、视频游戏控制台、PDA和蜂窝式电话。
尽管已知许多封装配置，但快闪存储器存储卡一般可被制造成封装中系统(SiP)或多芯片模块(MCM)，其中将多个小片安装在衬底上。所述衬底一般可包含在一侧或两侧上蚀刻有传导层的坚硬基底。在小片与传导层之间形成电连接，且传导层提供用于将小片集成到电子系统中的电引线结构。一旦在小片与衬底之间作出电连接，接着便通常将组合件的一侧或两侧嵌入模制化合物中，以便提供保护性封装。
考虑到小型因素要求以及快闪存储卡需要为可移除的且不永久附接到印刷电路板的事实，此类卡通常由板状栅格阵列(LGA)封装建造。在LGA封装中，半导体电路小片电连接到形成在封装下表面上的暴露接触指。通过使接触指与印刷电路板上的互补电衬垫形成压力接触而实现与主机印刷电路板上的其它电子组件的外部电连接。LGA存储器封装对于快闪存储卡是理想的，因为其与针脚栅格阵列(PGA)和球形栅格阵列(BGA)封装相比具有较小轮廓和较低电感。
通过在同一时间在多个面板上形成多个集成电路(IC)封装来实现显著的规模经济。在制造中，将芯片和其它电路组件安装在面板(其可为例如衬底或引线框)上，并将其模制在环氧树脂模制化合物中。一旦被制造出来，便将IC封装与面板分离，且接着可将通过检查的那些封装封闭在外塑料盖内，以形成完成的快闪存储卡。
在模制过程之后，已知将液晶二极管(LED)以物理和电方式附接到模制封装外部的一部分衬底上。在成品快闪存储器中，可通过IC封装内的控制器将LED点亮，(例如)以指示何时正在对快闪存储器执行读取/写入操作。常规上，将LED定位在模制封装外部。
发明内容
本发明的实施例涉及形成具有模制到封装中的LED的集成电路封装的方法和由此形成的集成电路封装。在实施例中，可通过在面板上装配多个集成电路来制造根据本发明的集成电路封装，所述面板可例如为PCB衬底、引线框或TAB带。集成电路可包含一个或一个以上半导体电路小片、无源组件和LED。一旦装配在面板上，便将所述一个或一个以上半导体电路小片、无源组件和LED全部封装在模制化合物中，且接着将集成电路单体化以形成各个集成电路封装。
在本发明的实施例中，将集成电路从面板中切除，以便将所述一个或一个以上电路小片和无源组件完全容纳和封闭在每一单体化封装内。然而，将LED的透镜定位在模制化合物内，使得透镜的一部分在单体化过程期间被切断。结果是，剩余在单体化封装内的透镜末端与封装的外边缘齐平，并且能够在集成电路封装的外部发光。在实施例中，接着可将集成电路封装安装在外盖内，以便形成多种集成电路装置中的一种，其中包含SD快闪存储器和SD/USB两用快闪存储器。可在其它集成电路装置中使用嵌入式LED。
可用各种方式来使用包含嵌入式LED的集成电路封装。举例来说，可使用嵌入式LED来确认将集成电路封装正确安装到主机电子装置中。作为替代或作为补充，可使用LED来指示对集成电路装置的读取/写入操作。可使用嵌入式LED来提供对集成电路封装的状态的其它视觉指示。
附图说明
图1是制造具有模制到封装中的LED的集成电路封装的方法的流程图。
图2是根据本发明的在制造过程期间的包含电路小片、组件和LED的集成电路面板的俯视图。
图3是穿过图2中的线3-3的横截面视图。
图4是根据本发明的模制集成电路面板在被切割成各个集成电路封装之前的俯视图。
图5是展示出内部组件和切割线的一对集成电路的放大图。
图6是根据本发明的集成电路封装的俯视图。
图7是穿过图6中的线7-7的侧视图。
图8和图9是包含安装在顶盖和底盖中的图6集成电路封装的快闪存储卡的透视图和俯视图。
图10是包含安装在顶盖和底盖中的图6集成电路封装的根据替代实施例的快闪存储卡的俯视图。
图11是包含根据本发明的集成电路的两用快闪存储卡的透视图。
图12是根据本发明使用嵌入式LED来确认正确安装集成电路封装和/或读取/写入操作的方法的流程图。
图13是根据本发明替代实施例的模制集成电路封装面板在被切割成各个集成电路封装之前的俯视图。
图14是展示出内部组件和切割线的图13的一对集成电路的放大图。
具体实施方式
现在将参看图1到图14来描述本发明的实施例，所述图式涉及形成具有模制到封装中的LED的集成电路封装的方法和由此形成的集成电路封装。应了解，本发明可用许多不同形式来实施，且不应理解为局限于本文所阐述的实施例。事实上，提供这些实施例的目的是使本揭示内容将成为彻底且完整的，并且将把本发明完全传达给所属领域的技术人员。实际上，希望本发明涵盖这些实施例的替代方案、修改和等效物，其均包含在由所附权利要求书界定的本发明范围和精神内。此外，在对本发明的以下详细描述中，为了提供对本发明的彻底了解而阐述了许多具体细节。然而，所属领域的技术人员将明白，可在没有此类具体细节的情况下实践本发明。
现在将参看图1的流程图和图2到图7中集成电路封装在其制造的各个阶段处的不同视图，来描述用于形成具有模制到封装中的LED的集成电路封装的方法。制造过程在步骤50中以面板100开始(图2和图3)。本发明中所使用的面板100的类型不是关键的，且可以(例如)是以印刷电路板(“PCB”)、引线框、卷带自动结合(“TAB”)带或其它已知的可在上面装配和封装集成电路的基底形式的衬底。在实施例中，面板100可为由介电内核形成的PCB衬底，所述介电内核具有形成在内核顶面和/或底面上的传导层。在步骤52中，可在面板100的一个或两个传导层上形成传导图案，以在安装于面板100上的组件之间建立电连接。所述传导图案可进一步包含接触衬垫、引线指或其它用于集成电路组件与外部电子装置之间的电连接的外部连接器。
可在面板100上批量处理多个离散集成电路102，以实现规模经济。可接着将这些集成电路中的每一者封装并单体化，以形成多个集成电路封装(如下文解释)。形成在面板100上的每一集成电路102可包含在步骤54中表面安装到面板100的一个或一个以上无源组件104。无源组件104的类型和数目对于本发明不是关键的，且在替代实施例中可广泛变化。在实施例中，无源组件104可包含以物理和电方式耦合到面板100的电容器和/或电阻器，如此项技术中已知的。
每一集成电路102可进一步包含在步骤56中表面安装到面板100的发光二极管(“LED”)108。每一LED 108包含用于在接收到电流时发光的二极管110和用于聚焦发射光的透镜112。成品集成电路封装中的LED 108与封装中的控制器连通。如下文中更详细解释的，可包含LED 108以提供对集成电路封装在使用时的状态的视觉指示。举例来说，可由香港九龙的SunLED公司提供二极管和透镜，所述二极管和透镜可根据本发明的原理来修改和使用。在本发明的实施例中，透镜112可由塑料形成，且与常规LED中所使用的透镜相比可为细长的。应了解，透镜112可由除塑料以外的材料形成，且在本发明的替代实施例中可具有常规长度。
每一集成电路102可进一步包含一个或一个以上半导体电路小片，其在步骤58中使用已知的电路小片附接化合物用已知的粘合或共熔电路小片结合过程安装到面板100。在本发明的替代实施例中，半导体电路小片114的数目和类型可在很大程度上变化。在一个实施例中，所述一个或一个以上电路小片可包含快闪存储器阵列(例如，NOR、NAND或其它)、S-RAM或DDT和/或例如ASIC等控制器芯片。其它半导体电路小片也是可能的。在提供多个电路小片的情况下，可将其用封装中系统(SiP)或多芯片模块(MCM)配置来排列。其它排列也是可能的。所述一个或一个以上电路小片114可在步骤60中用已知的线结合过程通过线结合116以电方式连接到面板100。
尽管在图1的流程图中将无源组件、LED和半导体电路小片的安装揭示为分离步骤，但应了解，可用不同次序来执行这些步骤，且在替代实施例中可同时执行这些步骤。虽然并未在图1的流程图上具体展示，但可在上文描述的在面板100上制造多个集成电路期间进行各种视觉和自动检查。
一旦已经在面板100上形成多个集成电路102，便可在步骤62中且如图3和图4所示用模制化合物120封装所述集成电路102中的每一者。模制化合物120可为环氧树脂，例如Novalac，其可(例如)从台湾台中的Siliconware Precision Industries Co.，Ltd.购买到。可根据各种过程施加模制化合物，其中包含通过转移模制或溢流模制技术来在面板100上形成单式封装，从而包围所有集成电路102。根据本发明，可将LED 108连同所述一个或一个以上电路小片114和无源组件104一起封装在模制化合物内。
在模制步骤62之后，可在步骤64中向模制化合物120施加标记。所述标记可例如为针对每一集成电路印刷在模制化合物表面上的标志或其它信息。所述标记可例如指示装置的制造商和/或类型。在本发明的替代实施例中可省略标记步骤64。
接着，可在步骤66中将集成电路102中的每一者单体化。单体化步骤66涉及将面板100上的集成电路102切割成多个各个集成电路封装。如本文使用的，术语切割用来指代切开、锯开、冲压或其它用来将集成电路102分成各个集成电路封装的方法。举例来说，已知的切割装置包含喷水切割、激光切割、水导激光切割、干性介质切割和金刚石涂层金属丝。考虑到喷水切割的较小切割宽度(例如，50微米)、其成形较小零件的能力以及其快速切割速率，喷水切割可能是优选的切割装置。水也可与激光切割一起使用，从而有助于补充或集中其效果。如此项技术中已知的，以上切割方法能够实现个体化集成电路封装的复杂直线和/或曲线形状。在公开的题为“Method For EfficientlyProducing Removable Peripheral Cards”的第2004/0259291号美国申请案中揭示了对从面板切除集成电路和可由此实现的形状的进一步描述，所述申请案转让给本发明的所有者且所述申请案的全文以引用形式并入本文中。应了解，在替代实施例中可通过与以上描述的过程不同的过程来形成单体化集成电路。
在替代实施例中，可将每一集成电路从面板100中切除成的形状可改变。然而，在图4的封装面板的俯视图上用虚线118展示一个实施例中的切割形状的轮廓。如可从图5的放大图看到的，从面板100中切除集成电路102，使得所述一个或一个以上电路小片114和无源组件106完全容纳和封闭在每一单体化封装内。然而，将LED 108的透镜112定位在模制化合物124内，以便在单体化过程期间切除透镜，从而使得透镜尖端与单体化封装分开。结果是剩余在单体化封装内的透镜112的末端与封装的外边缘齐平。
图6和图7中展示了可通过上述过程获得的集成电路(“IC”)封装126的实例。图6是从面板100中切除的且包含如上所述封装在模制化合物124内的集成电路102的IC封装126的俯视图。IC封装126可包含位于第一隅角处的切角128和位于与切角128在直径上相对的隅角处的切口130。IC封装126可进一步包含与切角128邻近的第一边缘132，所述第一边缘与邻近于切口130的第二边缘134接合。图7是第一边缘132和切角128的沿着图6的线7-7的视图。如在图6和图7中看到的，二极管透镜112的末端136保持与边缘132齐平，且暴露到IC封装126内的周围环境。因此，一旦激活LED 108，来自二极管110的光便被透镜112聚焦并从封装126的边缘132中的透镜末端136发射(如图6中的虚线指示的)，在边缘132处可从封装外部看到所述光。LED 108可定位在IC封装126内，使得透镜以不同方式定向，且末端136与IC封装126的除第一边缘132以外的边缘齐平。
参看图5和图6，在实施例中，集成电路102a中的透镜112的切割尖端驻留在下一邻近集成电路102b的切口130内。当将成品集成电路102b中的切口1 30切掉时，所述切割尖端不会妨碍由成品集成电路102b形成的封装或形成其一部分。应了解，在替代实施例中可将面板100上的集成电路切割成各种其它形状，其中嵌入式LED的尖端与封装的边缘齐平。在此类实施例中，可在边缘的平直或圆滑部分中提供LED的尖端。还应了解，当将集成电路单体化时，来自第一集成电路的切割尖端可能保持嵌入在第二邻近集成电路的未使用部分中。
再次参看图1的流程图和图8到10的视图，可在步骤68中进一步将完成的IC封装126封闭在外部封装或盖子(或一对盖子)138内。此类盖子将为IC封装提供外部遮盖，并构成外部的产品特征。在一个实施例中，IC封装126和盖子138可包括快闪存储卡139，例如由加利福尼亚州桑尼维尔市的SanDisk Corporation制造的快闪存储卡。然而，应了解，包含嵌入式LED 108的IC封装可在多种其它快闪存储器和集成电路装置中使用。此类装置可包含紧凑型快闪、智能媒体、SD卡、微型SD卡、MMC、xD卡、Transflash或存储棒。也可涵盖其它装置。
为了能够透过盖子138看到来自LED 108的光，盖子138的一部分或全部可以是透明的或半透明的，如图8和9所示。作为替代，如图10的实施例中所示，可将集成电路封装126收容在具有开口142的盖子140内，来自LED 108的光可透过所述开口142照射出来。应了解，在本发明的其它实施例中，可省略掉盖子138/140，且可在没有任何额外外部遮盖的情况下使用集成电路封装126。在图8到10的实施例中，LED定位在邻近于卡139的下侧上的接触针脚处，并且在卡139的某些用途中可能看不到LED。如上文指示的，可在IC封装126的不同边缘中提供LED，使得即使卡139的包含接触针脚的末端被遮盖仍可能看到所述LED。
作为另外的装置实例，图11展示包含嵌入式LED的IC封装的透视图，所述IC封装用于能够与SD和USB两种接口一起使用的双接口卡180。确切地说，第一末端182适于与USB接口一起使用，且第二末端184适于与SD接口一起使用。以下申请案中展示并描述了此类双接口卡：2004年4月16日申请的第10/826,801号美国实用专利申请案、2004年4月16日申请的第10/826796号美国实用专利申请案和相关的2004年4月16日申请的第29/203,693号美国设计专利申请案、2004年4月16日申请的第29/203,694号美国设计专利申请案、2005年3月28日申请的第29/226,505号美国设计专利申请案以及2005年3月28日申请的第29/226,477号美国设计专利申请案。这些申请案中的每一者的全文均以引用方式并入本文中。
图11所示的卡180可包含具有上述嵌入式LED的IC封装126，所述嵌入式LED用于当卡180在USB端口中使用时发光(如图11中的虚线指示的)。
包含嵌入式LED 108的IC封装126可用各种方式来使用。举例来说，参看图12的流程图，可使用嵌入式LED 108来确认将IC封装126正确安装到主机电子装置中。确切地说，可在步骤200中将IC封装126插入主机装置中。在步骤202中，IC封装内的控制器检测是否检测到与主机装置形成正确电连接。如果检测到正确电连接，那么在步骤204中点亮LED。如果未检测到正确电连接，那么不点亮LED(步骤206)。
在步骤208中，IC封装126的用户接着检查以查看LED是否点亮。如果是的话，那么确认IC封装126的安装正确(步骤210)。另一方面，如果LED未点亮，那么这指示IC封装的安装不正确(步骤212)。接着，可在步骤214中移除IC封装并重新插入。
在安装之后，可使用点亮的LED来指示对集成电路装置的读取/写入操作(步骤220到222)。在实施例中，LED可通过持续发光来指示安装正确，且LED可通过忽明忽暗来表示读取/写入操作。相反的发光方案以及其它发光方案也是可能的。应了解，本发明的实施例可包含安装确认步骤200到214而不执行读取/写入指示步骤220到222。还应了解，本发明的实施例可包含读取/写入指示步骤220到222，但省略安装确认步骤200到214。进一步预期，可省略安装确认步骤200到214和读取/写入操作步骤220到222，且LED执行对IC封装126的状态的其它某种视觉指示。
在本发明的实施例中，LED 108发射在可见光频谱内的信号。然而，在替代实施例中，LED 108可发射在红外或紫外光频谱中的光。此外，尽管已经将单个LED展示为封装在封装126内，但应了解，可将两个或两个以上LED封装在封装126内，其中每一者的一端与封装的边缘齐平，以便在封装外部发光。在此类实施例中，所述两个或两个以上LED可延伸到相同或不同的边缘。所述两个或两个以上LED可发射相同或不同的颜色。
在上述制造过程的实施例中，面板100上的每一集成电路102定位在与面板100上的每一其它集成电路102大致相同的定向中。在此类实施例中，LED透镜112的尖端在单体化之后保持在面板100中，或者另外不再使用。在图13和图14所示的本发明的替代实施例中，可将邻近行的集成电路102配置成彼此的镜像(或者至少切割成彼此的镜像形状)。此类实施例可在邻近的镜像集成电路102c与102d之间使用共用的LED 160。共用的LED 160包含透镜162、邻近透镜162的第一末端且定位于第一集成电路102c内的二极管164以及处于透镜162的第二末端处且定位于第二镜像集成电路102d内的二极管166。根据此类实施例，当将集成电路单体化成各个封装时，如上所述切割透镜162。一旦单体化，二极管164和透镜162的一部分驻留在第一IC封装内，且二极管166和透镜162的剩余部分驻留在第二IC封装内。预期两个邻近集成电路102可在不同于图13和图14所示的边缘的边缘处相对于彼此形成镜像，使得透镜162将在集成电路单体化时保持与不同于图13和图14所示的边缘的边缘齐平。
出于说明和描述的目的而展现了对本发明的以上详细描述。不希望其是详尽的或将本发明局限于所揭示的精确形式。根据以上教示能够作出许多修改和变化。选择所描述的实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，以借此使所属领域的技术人员能够最好地在各种实施例中并用适合预期的特定使用的各种修改来利用本发明。希望本发明的范围由所附权利要求书界定。

Claims (10)

1.一种形成集成电路封装的方法，其包括以下步骤：
(a)将多个集成电路封装在模制化合物内，每一集成电路包含一个或一个以上半导体电路小片和发光二极管；以及
(b)将第一封装集成电路与第二封装集成电路分离，所述分离步骤包括以下步骤：
将所述第一封装集成电路中的所述发光二极管的一部分切断，使得所述发光二极管的在所述第一集成电路中的末端与所述第一集成电路的边缘齐平。
2.根据权利要求1所述的方法，所述将所述第一封装集成电路与所述第二封装集成电路分离的步骤(b)包括在所述第一与第二集成电路之间保留一定量的未使用的模制化合物的步骤，所述发光二极管的在所述步骤(b)中被切断的部分在所述第一与第二封装集成电路被分离之后保持在所述量的未使用的模制化合物中。
3.根据权利要求1所述的方法，所述第一集成电路中的所述发光二极管与所述第二集成电路中的所述发光二极管共用透镜，所述将所述第一封装集成电路与所述第二封装集成电路分离的步骤(b)包括：将所述透镜切断，并使得所述被切断透镜在所述第一集成电路中的第一部分与所述第一集成电路的边缘齐平，且使得所述透镜在所述第二集成电路封装中的第二部分与所述第二集成电路的边缘齐平。
4.根据权利要求1所述的方法，所述第一集成电路进一步包括第二发光二极管，所述步骤(a)进一步包括将所述第二发光二极管封装在所述第一集成电路中的步骤，且所述步骤(b)进一步包括以下步骤：将所述第一封装集成电路中的所述第二发光二极管的一部分切断，使得所述发光二极管的在所述第一集成电路中的末端与所述第一集成电路的边缘齐平。
5.一种集成电路封装，其包括：
基底；
一个或一个以上半导体电路小片，其安装在所述基底上；
发光二极管，其安装在所述基底上；
模制化合物，用以封装所述一个或一个以上半导体电路小片，并至少部分地封装所述发光二极管，所述发光二极管的末端保持与所述集成电路封装的边缘齐平，且能够在所述封装外部发光。
6.根据权利要求5所述的集成电路封装，其中所述基底包括衬底、引线框和带中的一者。
7.根据权利要求5所述的集成电路封装，其进一步包括安装在所述基底上的一个或一个以上无源组件。
8.根据权利要求5所述的集成电路封装，所述LED能够指示所述集成电路封装的状态。
9.根据权利要求5所述的集成电路封装，其进一步包括安装在所述基底上的至少一第二发光二极管，所述至少第二发光二极管封装在所述模制化合物中，且所述至少第二发光二极管的末端与所述集成电路封装的边缘齐平，并能够在所述封装外部发光。
10.根据权利要求5所述的集成电路封装，其进一步包括：
一个或一个以上盖子，所述被封装的一个或一个以上半导体电路小片和所述发光二极管可封闭在所述盖子中。
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