半导体封装及其制造方法技术

半导体管芯电连接到无基岛的引线框架的引线，并且由包封物完全包封以形成半导体封装。制造所述半导体封装的方法牵涉利用第一包封物包封无基岛的引线框架，以使得所述无基岛的引线框架的所述引线的顶部表面从所述第一包封物中暴露。将半导体管芯直接安装到位于所述引线框架的中心区中的所述第一包封物。在所述半导体管芯上的管芯垫与所述引线框架的相应引线的所述顶部表面之间形成导电互连件。利用第二包封物包封所述半导体管芯、导电互连件和所述引线的顶部表面，以使得所述半导体管芯夹在所述第一和第二包封物之间，因此隔离所述半导体管芯与封装应力。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装及其制造方法
本专利技术大体上涉及制造半导体封装的方法。更确切地说，本专利技术涉及制造具有降低了的封装应力的半导体封装。
技术介绍
半导体封装并入到大多数常规的电子装置(例如，膝上型计算机、移动电话、游戏、医疗装置、车辆等)中。这些半导体封装通常由金属引线框架形成，所述引线框架常常包括外部连接引线和安装有半导体管芯的基岛(还被称作管芯垫)的布置。半导体管芯的电连接垫利用电线电连接到引线框架的引线。接着，通常通过模制化合物包封半导体管芯和电线以形成最终半导体封装。由于在半导体封装内部使用的各种材料的不匹配的热膨胀系数(CTE)，以及由于半导体封装到系统印刷电路板(PCB)的耦合，所以多种半导体封装对温度应力敏感。CTE描述物体的大小如何随着温度的改变而改变。半导体封装内材料的CTE的不匹配，以及对PCB衬底的不匹配可在热冲击或热循环的条件下产生对半导体封装的损害(诸如开裂、分层、焊料疲劳、封装和管芯弯曲等等)。这些问题可在将半导体封装接合到PCB衬底时或随后在半导体封装的操作寿命内出现。因此，仍存在对改进半导体管芯的封装以减少或最小化半导体封装中CTE不匹配的不良影响的需要。
技术实现思路
本文所述的实施例牵涉半导体封装和它们的制造方法。用于制造半导体封装的方法的实施例包括提供引线框架，所述引线框架由具有从引线框架边界向引线框架的中心区延伸的多个引线的导电片形成，以及利用第一包封物包封所述引线框架，以使得每一个引线的顶部表面从第一包封物中暴露。方法另外包括将半导体管芯安装在位于引线框架的中心区中的第一包封物上、在半导体管芯上的管芯垫和多个引线的相应者的顶部表面之间形成导电互连件，以及利用第二包封物包封半导体管芯、导电互连件和引线的顶部表面。用于制造多个半导体封装的方法的实施例包括提供无基岛的引线框架的导电片，所述无基岛的引线框架中的每一个具有从引线框架边界向引线框架的中心区延伸的多个引线，以及利用第一包封物包封无基岛的引线框架的导电片，以使得每一个引线的顶部表面从第一包封物中暴露。方法另外包括通过直接耦合半导体管芯所述第一包封物将半导体管芯安装在位于每一个无基岛的引线框架的每一个中心区中的第一包封物上、在半导体管芯上的管芯垫和多个引线的相应者的顶部表面之间形成导电互连件、利用第二包封物包封半导体管芯、导电互连件和引线的顶部表面以形成组合式结构，以及在所述两个包封操作之后将组合式结构分离成多个半导体封装，半导体管芯中的每一个夹在第一包封物的部分和第二包封物的部分之间。半导体封装的实施例包括嵌入在第一包封物中的引线框架，所述引线框架由具有从引线框架边界向引线框架的中心区延伸的多个引线的导电片形成，其中每一个引线的顶部表面从第一包封物中暴露。半导体封装另外包括与位于引线框架的中心区中的第一包封物直接接触的半导体管芯、在半导体管芯上的管芯垫和多个引线的相应者的顶部表面之间电连接的导电互连件，以及覆盖半导体管芯、导电互连件和引线的顶部表面的第二包封物。本文所述的半导体封装各自包括至少一个半导体管芯，所述半导体管芯由包封物，即，模制化合物完全围绕。无基岛的引线框架嵌入在包封物中，半导体管芯与包封物耦合，导电互连件形成于半导体管芯上的管芯垫与引线框架的引线之间，以及半导体管芯、互连件和引线位于第二包封物中。因此，半导体管芯夹在包封物之间，并被包封物完全围绕，以提供半导体管芯与封装应力的隔离。体现在方法和半导体封装中的本专利技术的各种概念和原理可减少或最小化半导体封装中的CTE不匹配的不利影响，从而提高制造良率、提高可靠性和节省成本。附图说明附图用来另外示出各种实施例并解释根据本专利技术的所有各种原理和优点，在附图中类似附图标记贯穿不同的视图指代相同的或功能类似的元件，各图不必按比例绘制，附图与下文的详细描述一起并入本说明书并且形成本说明书的部分。图1示出了根据示例实施例的半导体封装的横截面侧视图；图2示出了由导电片形成的引线框架的平面视图；图3示出了包括多个引线框架的导电片的平面视图；图4示出了根据另一示例实施例的半导体封装制造工艺的流程图；图5示出了根据图4的半导体封装制造工艺形成的模制结构的部分的平面视图；图6示出了沿着图5的线6-6截取的模制结构的横截面侧视图；图7示出了根据图4的半导体封装制造工艺的安装有半导体管芯的图5的模制结构的平面视图；图8示出了根据图4的半导体封装制造工艺形成的组合式结构的横截面侧视图；图9示出了根据另一示例实施例的半导体封装制造工艺的流程图；图10示出了根据图9的半导体制造工艺形成的结构的横截面侧视图；图11示出了根据图9的半导体制造工艺的包封之后的图10的结构的横截面侧视图；以及；图12示出了根据图9的半导体制造工艺的底部侧面蚀刻之后的图11的结构的横截面侧视图。具体实施方式在概述中，本专利技术关于半导体封装和它们的制造方法。本文所述的半导体封装各自包括至少一个半导体管芯，所述半导体管芯由包封物，即，模制化合物完全围绕。方法牵涉到在第一包封物中包封无基岛引线框架以形成模制结构、直接安装半导体管芯或管芯到第一包封物、在半导体管芯上的管芯垫和引线框架的引线之间形成导电互连件，接着在第二包封物中包封半导体管芯、互连件和引线。体现在方法和半导体封装中的本专利技术的各种概念和原理可减少或最小化半导体封装中的CTE不匹配的不利影响，从而提高制造良率、提高可靠性和节省成本。提供本专利技术以另外通过能够实现的方式对在应用时制造和使用根据本专利技术的各种实施例的最佳模式进行解释。另外提供本专利技术以加强对本专利技术的创造性原理及优点的理解和了解，而不是以任何方式限制本专利技术。本专利技术仅通过所附权利要求书限定，所述所附权利要求书包括在本申请和所发布的那些权利要求的所有等效物的未决期间所作出的任何修正。参看图1，图1示出了根据示例实施例的半导体封装20的横截面侧视图。半导体封装通常包括安装到模制结构24的半导体管芯22。为图示的简单起见，半导体管芯22由单个矩形方框表示。然而，应理解，半导体封装20可包括彼此侧向移位或位于堆栈配置中的多个半导体管芯。在具体实施例中，模制结构24包括嵌入在第一包封物28中的引线框架26。引线框架26包括向引线框架26的中心区32延伸的多个外部连接引线30(图1中示出两个外部连接引线30)。引线28的顶部表面34和底部表面36从第一包封物28中暴露。应理解，诸如第一和第二、顶部和底部等等关系术语(如果存在的话)的使用仅用于区分实体或动作，而不必要求或意指在此类实体或动作之间的任何实际此种关系或次序。半导体管芯22包括在本文中被称作连接垫表面38的第一表面和在本文中被称作安装表面40的第二表面。半导体管芯22的安装表面40安装到在引线框架26的中心区32中的包封物28。常规引线框架的中心区通常包括基岛(也被称为管芯垫)，所述基岛上安装有半导体管芯、多个管芯或管芯堆栈。在实施例中，引线框架26在中心区32处并不包括基岛。因此，引线框架26是“无基岛的”，以使得半导体管芯22的安装表面40可直接耦合到第一包封物28。连接垫表面38具有在其上形成的管芯垫42。诸如键合线的导电互连件44在管芯垫42和引线框架26的引线30的相应者的顶部表面34之间连接。引线30从半导体管芯22侧向移位，并且可围绕半导体管芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体封装的方法，其特征在于，包括：提供引线框架，所述引线框架由导电片形成，具有从引线框架边界向所述引线框架的中心区延伸的多个引线的；利用第一包封物包封所述引线框架，以使得每一个所述引线的顶部表面从所述第一包封物中暴露；将半导体管芯安装在位于所述引线框架的所述中心区中的所述第一包封物上；在所述半导体管芯上的管芯垫和所述多个引线的相应者的所述顶部表面之间形成导电互连件；以及利用第二包封物包封所述半导体管芯、所述导电互连件和所述引线的所述顶部表面。

【技术特征摘要】
2015.09.22 US 14/8615431.一种制造半导体封装的方法，其特征在于，包括：提供引线框架，所述引线框架由导电片形成，具有从引线框架边界向所述引线框架的中心区延伸的多个引线的；利用第一包封物包封所述引线框架，以使得每一个所述引线的顶部表面从所述第一包封物中暴露；将半导体管芯安装在位于所述引线框架的所述中心区中的所述第一包封物上；在所述半导体管芯上的管芯垫和所述多个引线的相应者的所述顶部表面之间形成导电互连件；以及利用第二包封物包封所述半导体管芯、所述导电互连件和所述引线的所述顶部表面。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引线框架呈现第一高度，并且所述将所述引线框架包封在所述第一包封物中形成具有大致等于所述第一高度的第二高度的模制结构。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一包封物中包封所述引线框架包括：从所述第一包封物中暴露所述引线的底部表面。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述引线框架包封在所述第一包封物中是在安装、形成和利用所述第二包封物的包封的所述操作之前执行。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引线框架是无基岛的引线框架，并且所述安装操作包括直接耦合所述半导体管芯到所述中心区中的所述第一包封物。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体管芯具有其上有所述管芯垫的连接垫表面和在所述半导体管芯的与所述连接垫表面相对的侧面上的第二表面，并且所述安装操作耦合所述半导体管芯的所述第二表面到所述中心区中的所述第一包封物。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述安装操作之后，所述半导体管芯的所述第二表面与所述引线的所述顶部表面大致共平面。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另外包括在所述两个包封操作之后分离所述引线与所述引线框架边界。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述两个包封操作之后，所述半导体管芯夹在所述第一包封物和所述第二包封物之间。10.一种用于制造多个半导体封装的方法，其特征在于，包括：提供无基岛的引线框架的导电片，所述无基岛的引线框架中的每一个具有从引线框架边界向所述引线框架的中心区延伸的多个引线；利用第一包封物包封无基岛的引线框架的所述导电片，以使得每一个所述引线的顶部表面从所述第一包封物中暴露；通过直接耦合半导体管芯到所述第一包封物而将所述半导体管芯安装在位于所述无基岛的引线框架中的所述每一个的每一个所述中心区中的所述第一包封物上；在所述半导体管芯上的管...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·C·斯贝特，斯蒂芬·R·胡珀，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US