CN104465596A - 引线框架、半导体封装体及其制造方法 - Google Patents

引线框架、半导体封装体及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及引线框架、半导体封装体及其制造方法。一种引线框架：支撑盘，其经配置为承载晶片，所述支撑盘包括多个独立区块及连接于独立区块之间的连接杆，所述连接杆中的至少一部分的厚度小于所述独立区块的厚度；位于所述支撑盘周围的至少一个引脚阵列，其经配置为连接至承载于所述支撑盘的晶片。灌胶封装后，通过支撑盘及其承载的晶片的周边、晶片的上表面、以及所述多个区块之间的间隙中的固化胶体而将晶片和支撑盘牢固地包覆在一起。

Description

引线框架、半导体封装体及其制造方法
技术领域
本发明大体上涉及芯片封装，更具体地，涉及引线框架(Lead Frame)结构的封装。
背景技术
引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料(金丝、铜丝、铝丝)实现芯片内部电路引出端与外引线的电性连接，形成电性回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用。大部分的半导体集成块中都使用引线框架，它是电子信息产业中重要的基础材料。
发明内容
随着芯片封装密度的提高，电路晶片的尺寸与引线框架散热底座(支撑盘)的尺寸越来越接近。随着晶体尺寸越来越大，不同材料带来的应力问题、胶层脱胶等问题越来越突出，甚至导致产品达不到可靠性要求。现有的引线框架和半导体封装技术仍有待进一步改进。
在本发明的一个实施例中，揭示了一种引线框架，该引线框架包括：支撑盘，其经配置为承载晶片，所述支撑盘包括多个独立区块及连接于独立区块之间的连接杆，所述连接杆中的至少一部分的厚度小于所述独立区块的厚度；位于所述支撑盘周围的至少一个引脚阵列，其经配置为连接至承载于所述支撑盘的晶片。厚度较小的连接杆相比于所述多个独立区块而言具有沟槽。这样的沟槽还可以保证液态、半液态胶体的流通性，以防止封装过程中空洞、气泡的出现。
在上述引线框架的一个具体实施例中，所述多个独立区块中的至少一部分还通过连接条连接于所述引线框架的边框，因而提升了支撑盘的整体性和稳固性，使得各个独立区块能够保持在同一平面，避免封装过程中支撑盘的分层。
在上述引线框架的一个具体实施例中，所述多个独立区块的角呈平滑曲线形，以避免或减轻该位置可能出现的应力集中的问题。
在上述引线框架的一个具体实施例中，所述多个独立区块的面积均小于4平方毫米。
在本发明的另一个实施例中，揭示了一种半导体封装体，该半导体封装体包括：支撑盘，所述支撑盘包括多个独立区块及连接于独立区块之间的连接杆，所述连接杆中的至少一部分的厚度小于所述独立区块的厚度；晶片，其承载于所述支撑盘之上；位于所述支撑盘周围的至少一个引脚阵列，其经配置为电性连接至所述晶片；封装胶体，其包覆所述晶片、引脚阵列、连接杆，并包覆所述独立区块的部分，使所述独立区块的下表面外露于所述封装体。厚度较小的连接杆相比于所述多个独立区块而言具有沟槽。这样的沟槽还可以保证液态、半液态胶体的流通性，以防止封装过程中空洞、气泡的出现。
在上述半导体封装体的一个具体实施例中，所述多个独立区块的角呈平滑曲线形，以避免或减轻该位置可能出现的应力集中的问题。
在上述半导体封装体的一个具体实施例中，所述多个区块的面积均小于4平方毫米。
在本发明的又一个实施例中，揭示了一种制造半导体封装体的方法，其特征在于，该方法包括：提供一引线框架，所述引线框架包含:支撑盘，所述支撑盘包括多个独立区块及连接于独立区块之间的连接杆，所述连接杆中的至少一部分的厚度小于所述独立区块的厚度，至少一个引脚阵列，位于所述支撑盘周围；提供晶片，通过晶片粘接薄膜或晶圆背面覆膜的方式安装于所述支撑盘上，且将所述晶片与所述引脚阵列电性连接；提供封装胶体，包覆所述晶片、引脚阵列、连接杆，并包覆所述独立区块的部分，使所述独立区块的下表面外露于所述封装体；切单形成独立的半导体封装体。厚度较小的连接杆相比于所述多个独立区块而言具有沟槽。这样的沟槽还可以保证液态、半液态胶体的流通性，以防止封装过程中空洞、气泡的出现。
在上述方法的一个具体实施例中，所述多个独立区块的角被形成为平滑曲线形，以避免或减轻该位置可能出现的应力集中的问题。
在上述方法的一个具体实施例中，所述多个独立区块的面积均小于4平方毫米。
本发明中的至少部分技术方案克服了尺寸较大的支撑盘(散热底座)带来的可靠性问题，并通过对大底座的独立分区块设计减小了封装体内部的应力问题，且可以改善胶体分层问题。
附图说明
结合附图，以下关于本发明的优选实施例的详细说明将更易于理解。本发明以举例的方式予以说明，并非受限于附图，附图中类似的附图标记指示相似的元件。
图1是一个引线框架的平面布局示意图；
图2A示出了一个实施例的引线框架的局部200；
图2B示出了图2A中沿着箭头A-A方向的剖面示意图；
图3示出了另一个实施例的引线框架的局部300。
具体实施方式
附图的详细说明意在作为本发明的当前优选实施例的说明，而非意在代表本发明能够得以实现的仅有形式。应理解的是，相同或等同的功能可以由意在包含于本发明的精神和范围之内的不同实施例完成。
图1是一个引线框架10的平面布局示意图。引线框架10包括支撑盘102所组成的阵列。引脚104的阵列排布于支撑盘102的周围。引脚阵列通过连筋106连接在一起。连筋106互相连接形成网格型的框架，从而使引线框架10构成一个整体。支撑盘102通过支撑杆103连接到框架。应理解的是，图1仅意在示意性地表达支撑盘102、支撑杆103、引脚104的阵列、连筋106之间的相对位置关系，而非意在精确地显示各部件的尺寸比例。引线框架10适合作为整体与其他部件(如晶片等)封装，例如包括：将晶片安装于支撑盘102上，将晶片与引脚104进行电性连接，灌胶封装后切单(Singulation)去除连筋106可形成各个独立的半导体封装体。引线框架10例如但不限于是由金属、合金等导电性材料制成的。
图2A示出了一个实施例的引线框架的局部200。该引线框架包括网格型的框架，而局部200位于其中的一个网格。图中所示支撑盘大体上呈长方形，包括独立区块201、202和203及连接独立区块之间的连接杆，并经由四个角上的支撑杆211、212、213和214连接到网格的边框。独立区块201和202之间通过连接杆226连接，独立区块202和203之间通过连接杆227连接。独立区块202还通过连接条221、222、223连接于网格的边框，因而提升了支撑盘的整体性和稳固性，使得各个独立区块能够保持在同一平面，不会因为整块金属面积过大而造成翘曲严重，避免封装过程中支撑盘与晶片的分层。为了更好地减少或者避免支撑盘与晶片的分层状况，每个独立区块的面积可小于4平方毫米。在安装晶片过程中，可使用晶片粘接薄膜(Die Attach Film，DAF)技术，即将一层薄膜预先粘结在晶圆的背面，切割晶圆时，连同薄膜进行切割而成为独立的晶片，再用此薄膜作为粘结材料将晶片安装在支撑盘上)；或者可使用晶圆背面覆膜(WaferBackside Coating，WBC)技术，即将液体胶材料通过晶圆高速旋转的方式覆在晶圆背面之后固化，再进行切割晶圆制程使之成为独立的晶片，安装晶片时再将其软化进行安装。如图所示，独立区块201、202和203的角部被形成为平滑曲线形，例如圆弧形，以避免或减轻该位置可能出现的应力集中的问题。多个引脚231、232、233和234的阵列环绕在支撑盘周围，其经配置为连接至承载于支撑盘的晶片(也叫芯片或电路核心)。在本实施例中，虽然各个独立区块大体上以四边形的形状呈现。在其他一些实施例中，支撑盘的独立区块的形状可以是三角形或者是除三角形，四边形以外的多边形或者其他不规则的形状。
图2B示出了图2A中沿着箭头A-A方向的剖面示意图。如图所示，该实施例中的至少连接杆226、227之一相比于独立区块201至203的厚度而言具有沟槽，其中，可以在连接杆226的下表面(非承载芯片的表面)设置沟槽，也可以在连接杆227的下表面设置沟槽，或者连接杆226,227的下表面均设置沟槽，即至少连接杆226和227的一部分的厚度小于独立区块201至203的厚度。这样的沟槽例如但不限于是利用蚀刻工艺制成。图中还示出了位于支撑盘之上的晶片250。在灌胶封装制程中，胶体流过连接杆226、227的沟槽，封装胶体包覆所述晶片250、引脚阵列231至234、连接杆226和227，并包覆独立区块的部分，即包覆独立区块上表面未被晶片覆盖的部分及独立区块的侧表面，从而使独立区块的下表面外露于封装体。当胶体固化后，通过晶片250和支撑盘的周边、晶片250的上表面、独立区块201至203之间的间隙、独立区块201至203上表面未被晶片覆盖的区域以及连接杆226和227的沟槽中的固化胶体而将晶片250和支撑盘牢固地包覆在一起。在连接条221、222、223上也可以形成这样的沟槽。这样的沟槽还可以保证液态、半液态胶体的流通性，以防止封装过程中空洞、气泡的出现，为更好的起到保证胶体的流通性，该沟槽的深度优选为该些独立区块的厚度的1/3至2/3，例如为1/2。
完成灌胶封装后，切单去除连筋并断开支撑杆211至214以及连接条221至223与网格边框的连接，从而形成独立的半导体封装体。根据封装的具体类型，可能还包括弯曲引脚在灌胶区域以外的部分的步骤。
图3示出了另一个实施例的引线框架的局部300。该引线框架包括网格型的框架，而局部300位于其中的一个网格。图中所示支撑盘大体上呈方形，包括独立区块301、302、303和304及连接于独立区块之间的连接杆，并经由四个角上的支撑杆311、312、313和314连接到网格的边框。独立区块301和302之间通过连接杆326连接，独立区块302和304之间通过连接杆327连接，独立区块303和304之间通过连接杆328连接，独立区块303和301之间通过连接杆329连接。如图所示，独立区块301至304的角部被形成为平滑曲线形，例如圆弧形，以避免或减轻该位置可能出现的应力集中的问题。多个引脚331、332、333和334的阵列环绕在支撑盘周围，其经配置为电性连接至承载于支撑盘的晶片(电路核心)。该实施例中的连接杆326至329中的至少一部分还可以利用例如但不限于蚀刻工艺而被形成为相比于独立区块301至304的厚度而言具有沟槽，即连接杆的厚度小于独立区块的厚度。这样的沟槽还可以保证液态、半液态胶体的流通性，以防止封装过程中空洞、气泡的出现。在灌胶封装制程中，胶体流过这些沟槽。当胶体固化后，通过支撑盘及其承载的晶片的周边、晶片的上表面、独立区块301至304之间的间隙、独立区块201至203上表面未被晶片覆盖的区域以及连接杆326至329的沟槽中的固化胶体而将晶片和支撑盘牢固地包覆在一起。
完成灌胶封装后，切单去除连筋并断开支撑杆311至314与网格边框的连接，从而形成独立的半导体封装体。根据封装的具体类型，可能还包括弯曲引脚在灌胶区域以外的部分的步骤。
尽管已经阐明和描述了本发明的不同实施例，本发明并不限于这些实施例。仅在某些权利要求或实施例中出现的技术特征并不意味着不能与其他权利要求或实施例中的其他特征相结合以实现有益的新的技术方案。在不背离如权利要求书所描述的本发明的精神和范围的情况下，许多修改、改变、变形、替代以及等同对于本领域技术人员而言是明显的。

Claims (10)

1.一种引线框架，其特征在于，该引线框架包括：
支撑盘，其经配置为承载晶片，所述支撑盘包括多个独立区块及连接于独立区块之间的连接杆，所述连接杆中的至少一部分的厚度小于所述独立区块的厚度；
位于所述支撑盘周围的至少一个引脚阵列，其经配置为连接至承载于所述支撑盘的晶片。
2.如权利要求1所述的引线框架，其特征在于，所述多个独立区块中的至少一部分还通过连接条连接于所述引线框架的边框。
3.如权利要求1所述的引线框架，其特征在于，所述多个独立区块的角呈平滑曲线形。
4.如权利要求1所述的引线框架，其特征在于，所述多个独立区块的面积均小于4平方毫米。
5.一种半导体封装体，其特征在于，该半导体封装体包括：
支撑盘，所述支撑盘包括多个独立区块及连接于独立区块之间的连接杆，所述连接杆中的至少一部分的厚度小于所述独立区块的厚度；
晶片，其承载于所述支撑盘之上；
位于所述支撑盘周围的至少一个引脚阵列，其经配置为电性连接至所述晶片；
封装胶体，其包覆所述晶片、引脚阵列、连接杆，并包覆所述独立区块的部分，使所述独立区块的下表面外露于所述封装体。
6.如权利要求5所述的半导体封装体，其特征在于，所述多个区块的角呈平滑曲线形。
7.如权利要求5所述的半导体封装体，其特征在于，所述多个区块的面积均小于4平方毫米。
8.一种制造半导体封装体的方法，其特征在于，该方法包括：
提供一引线框架，所述引线框架包含:支撑盘，所述支撑盘包括多个独立区块及连接于独立区块之间的连接杆，所述连接杆中的至少一部分的厚度小于所述独立区块的厚度，至少一个引脚阵列，位于所述支撑盘周围；
提供晶片，通过晶片粘接薄膜或晶圆背面覆膜的方式安装于所述支撑盘上，且将所述晶片与所述引脚阵列电性连接；
提供封装胶体，包覆所述晶片、引脚阵列、连接杆，并包覆所述独立区块的部分，使所述独立区块的下表面外露于所述封装体；
切单形成独立的半导体封装体。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个独立区块的角被形成为平滑曲线形。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个独立区块的面积均小于4平方毫米。
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