CN101944521A - 半导体封装用导线架的晶粒承载件结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体封装用导线架的晶粒承载件结构，该晶粒承载件主要是由晶粒区、至少一焊线区、至少一连接部所构成，该晶粒区表面具有晶粒焊垫，该焊线区表面具有焊线焊垫。该焊线区由该连接部与晶粒区相连，本发明将该焊线焊垫位置设计高于该晶粒焊垫，使该晶粒焊垫与该焊线焊垫两者并非在同一平面上，另外该焊线区并非作为该导线架的引脚。

Description

半导体封装用导线架的晶粒承载件结构

技术领域

本发明涉及半导体封装用的导线架，尤其是晶粒承载件所包含的晶粒焊垫与焊线焊垫两者为非同一平面的设计。

背景技术

一般，集成电路(IC)包括具有电气操作功能芯片，安置在导线架的晶粒承载件，导线架还包含多个焊线区，利用打线工艺将金线焊接到芯片的连接垫以及焊线区，通过焊线区连接外部接脚，使得芯片的连接垫与相对应的外部接脚形成电气连接以传递或接收电气信号，再由绝缘封装材料包覆芯片与导线架，以提供电气绝缘以及保护作用。

参阅图1，现有技术导线架的示意图。如图1所示，现有技术的导线架包括晶粒承载件20、以及多个引脚30，其中晶粒承载件20与该等引脚30不相连。该晶粒承载件20具有晶粒焊垫22、焊线焊垫24、以及晶粒区引脚26，该晶粒焊垫22如图1中虚线所示，用以安置晶粒10，该焊线焊垫24位于晶粒焊垫22外缘，该晶粒区引脚26呈向外延伸而形成。

晶粒10具有多个焊垫12，通过多个焊接线40分别连接至晶粒承载件20的焊线焊垫24与引脚30，使焊垫12电气连接晶粒承载件20的晶粒区引脚26与该等引脚30。该晶粒区引脚26以及该等引脚30可分别连接外部电气信号、外部电源、接地或导热以加强散热。已安置晶粒10到导线架上且将焊接线40完成焊接，再经绝缘封装材料包覆而只裸露出晶粒区引脚26以及该等引脚30后，形成具封装材料的集成电路，可进一步焊接到电路板上。

随着晶粒10的电气功能愈来愈强大，晶粒10的耗电也相对增加，使得晶粒10的散热变得越来越重要，以避免晶粒10在操作时因过热而失效或甚至造成永久性毁坏。为改善晶粒10的散热，除了改良封装材料的导热系数以外，通常会增加导热路径，以加速晶粒10的散热。例如，将晶粒区引脚26连接到外部散热装置，比如散热片，因此能将部分晶粒10所产生的热传导至外部散热装置。此外，可将晶粒承载件20的部分背面在封装后裸露出来，因此可直接贴附到电路板上，以进一步加强散热。

一般使用银胶、非导电胶或焊锡，将晶粒10焊接在晶粒承载件20上，因此有可能在进行焊接时，银胶、非导电胶或焊锡会污染晶粒10附近的区域，尤其是晶粒承载件20的焊线焊垫24，而影响焊线焊垫24与焊接线40之间的焊接质量，造成焊接不良，接面电阻增加，或甚至形成空焊而断路。

此外，因为晶粒承载件20可直接贴附到电路板上，所以晶粒承载件20的焊线焊垫24所受到的热应力与机械应力会增加，亦即由于封装材料的热膨胀系数与焊线焊垫24不同，因此在升温膨账或冷却缩收的过程中，会对焊接在焊线焊垫24上的焊接线40形成热应力与机械应力，造成焊线焊垫24上的焊接线40剥离。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种导线架的晶粒承载件非共平面的设计，主要是使晶粒承载件上的晶粒区与焊线区并非在同一水平高度，防止银胶、非导电胶或焊锡在进行焊接时污染晶粒附近的焊线区，且避免增加焊线区上所受到焊接线的热应力与机械应力，以解决上述习用技术的缺点。

为达上述的目的，本发明主要是改良该导线架的晶粒承载件的结构，该晶粒承载件是由晶粒区、至少一焊线区、以及至少一连接部所构成，该焊线区由该连接部与该晶粒区相连。另外该晶粒区表面具有晶粒焊垫，该焊线区表面具有焊线焊垫。该晶粒区与焊线区并非在同一水平高度，该焊线焊垫位置须高于该晶粒焊垫，使该晶粒焊垫与该焊线焊垫两者不在同一平面上，另外该焊线区并非作为该导线架的引脚。

运用上述导线架进行晶粒的封装作业时，具有下列几项优点：

1、由于焊线焊垫高于该晶粒焊垫，在使用银胶、非导电胶或焊锡而将该晶粒安置到该晶粒区上时，银胶、非导电胶或焊锡较不会污染到焊线焊垫，以提高焊线垫上焊接线的焊接品质。

2、在高散热型的芯片封装中，该晶粒区底面为外裸的设计，晶粒区将直接焊在电路板上，本发明因该晶粒承载件的焊线区与晶粒区为非共平面，该焊线区上下会被封装材料所包覆，因而可降低焊线区所承受的热应力并改善对机械应力的抵抗强度。

3、本发明导线架运用于高散热型的芯片封装时，非共面的焊线区会被封装材料所包覆，封装材料与晶粒承载件之间的结合强度提高。

附图说明

图1为现有技术导线架的示意图；

图2为本发明导线架的示意图；

图3为本发明导线架承载晶粒及打线后的示意图。

【主要元件符号说明】

10晶粒

12焊垫

20晶粒承载件

22晶粒区

24焊线区

26晶粒区引脚

30引脚

40焊接线

50晶粒承载件

52晶粒区

521晶粒焊垫

54焊线区

541焊线焊垫

55连接部

56晶粒区引脚

60引脚

70焊接线

具体实施方式

以下配合图式及元件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

参阅图2，本发明的导线架的示意图。该导线架包括晶粒承载件50、以及多个引脚60。其中晶粒承载件50与该等引脚60并不相连，该晶粒承载件50具有晶粒区52、至少一焊线区54、以及至少一连接部55。要注意的是，为方便说明本发明的特征，本实施例以二焊线区54、以及二连接部55当作示范性实例来做说明，因此焊线区54与连接部55的数目实质上可包括任意正整数。另外在本实施例中，另外具有一晶粒区引脚56自该晶粒区52处伸出来，但并不以此为限，有些导线架是直接以该晶粒区52作为引脚，而有些则是具有二个以上的晶粒区引脚。

如图2所示，该晶粒区52表面另外具有一晶粒焊垫521(如图中虚线所示)，是用以安置晶粒10。该晶粒区52与焊线区54之间是由该连接部55将两者相连。该焊线区54的表面具有焊线焊垫541。本发明的重点为：该晶粒区52与焊线区54并非在同一水平高度，该焊线焊垫541位置高于晶粒焊垫521，因此晶粒区52的晶粒焊垫521与焊线区54的焊线焊垫541并非在同一平面上，亦即晶粒承载件50为非共平面的结构。另外该焊线区54不是作为该导线架的引脚。

如图3，为本发明实际安装晶粒的示意图。该晶粒10安置于该晶粒焊垫521处，该晶粒10上具有多个焊垫12。另外具有多个焊接线70，至少有一焊接线70的两端分别连接至焊线焊垫541与该晶粒10相对应的焊垫12处，其它焊接线70的两端则分连接于该引脚60与相对应的焊垫12处。该晶粒区引脚56以及该等引脚60可分别连接外部电气信号、外部电源、接地或导热以加强散热。

由于该焊线焊垫541高于该晶粒焊垫521，所以在使用银胶、非导电胶或焊锡而将该晶粒10安置到该晶粒区52上时，银胶、非导电胶或焊锡较不会污染到焊线焊垫541，以提高焊线垫541上焊接线70的焊接质量，进而改善整体封装工艺的良率与可靠度。

该导线架在经绝缘封装材料(图中未显示)包覆后，只会裸露出晶粒区引脚56以及该等引脚60，以形成具封装材料的集成电路产品，可安置在电路板上。封装材料可为环氧树脂。对于需高散热效率的封装，可裸露出晶粒承载件50中晶粒区52的背面，因此，晶粒区52的背面可直接贴附于电路板上。该焊线区54高于晶粒区52，所以焊线区54未直接接触电路板，因而降低电路板对该焊线区54的热应力作用，且该焊线区54的上下二面被封装材料包覆住，增加对焊线区54的咬合力量，使得焊线区54对机械应力的抵抗强度增加。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (3)

1.一种半导体封装用导线架的晶粒承载件结构，该晶粒承载件包括晶粒区、至少为一的焊线区、以及至少为一的连接部，该晶粒区表面具有晶粒焊垫，该焊线区表面具有焊线焊垫，该焊线区由该连接部与该晶粒区相连，其特征在于：该焊线焊垫位置高于晶粒焊垫，使该晶粒焊垫与该焊线焊垫两者并非在同一平面上，另外该焊线区并非作为该导线架的引脚。

2.如权利要求1所述的半导体封装用导线架的晶粒承载件结构，其特征在于，该晶粒区与焊线区两者并非在同一水平高度。

3.如权利要求1所述的半导体封装用导线架的晶粒承载件结构，其特征在于，该焊线区的数目为二个以上。

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