封装半导体器件的衬底互连结构制造技术

用于半导体器件的“通用”衬底，由非导电衬底材料形成。在衬底材料中形成均匀的导电柱阵列。柱从衬底的上表面延伸到衬底的下表面。管芯安装盘可以形成在衬底材料的上表面上。在管芯安装盘下面的柱通过导线连接到管芯安装盘的周边之外的柱。电源和接地环可以通过连接包围管芯安装盘的柱形成。

【技术实现步骤摘要】
封装半导体器件的衬底互连结构
本专利技术涉及集成电路(IC)封装，并且更具体地，涉及用于半导体封装的衬底。
技术介绍
包括互连结构(例如铜柱)的阵列并用于半导体封装的衬底是已知的，例如飞思卡尔半导体公司的美国专利US9437492中，在封装半导体器件过程中，半导体管芯被安装和附接到一组柱，然后用焊线电连接到其他柱。然后用塑料材料封装管芯和焊线以形成封装器件。不幸的是，管芯下面的柱或上面安装管芯的柱不能被使用，因为这些柱被管芯覆盖。能够利用这些柱是有利的。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于半导体器件的衬底，包括不导电的衬底材料，形成在衬底材料中导电的柱的均匀阵列，以及形成在衬底材料的上表面的管芯安装盘。柱从所述衬底的上表面延伸到衬底材料的下表面。在一个实施例中，本专利技术提供了一种封装半导体器件，包括非导电衬底，所述非导电衬底包括从所述衬底的上表面延伸到衬底的下表面的导电柱的均匀阵列；第一电连接器，将位于管芯覆盖区下方的柱连接到所述管芯覆盖区外部的柱中的第一选定柱；半导体管芯，其具有附接到所述衬底的上表面的非活性下表面；和第二电连接器，将所述管芯的活性上表面上的第一组焊盘连接到所述管芯覆盖区之外的所述第一选定柱，使得位于所述管芯覆盖区下方的所述柱与所述第一组焊盘具有电连接。在另一个实施例中，本专利技术提供一种半导体器件的衬底上的柱之间的连接的方法。该方法包括：连接管芯底下的柱和管芯外面的柱，连接管芯上的焊盘和所述管芯外面的柱，使得管芯底下的柱与管芯上的焊盘具有电连接。所述柱形成于非导电衬底材料中，并且在衬底材料中形成均匀阵列。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的部分封装半导体器件的俯视图；图2是根据本专利技术另一个实施例的部分封装半导体器件的俯视图；图3A和3B示出了根据本专利技术一个实施例的封装半导体器件的一部分的侧面截面图和仰视图；图4A和4B示出了根据本专利技术另一个实施例的封装半导体器件的一部分的侧面截面图和仰视图；图5是根据本专利技术的一个实施例的部分封装的半导体器件的俯视图；以及图6A和6B是根据本专利技术的另一个实施例的部分封装的半导体器件的俯视图。具体实施方式本专利技术的详细说明性的实施例在本文中公开。然而，这里公开的具体结构和功能细节仅仅是起到代表性的描述本专利技术的目的。本专利技术可以体现为许多替代形式，不应该被限定为这里阐述的实施例。此外，本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，不旨在限制本专利技术的示范性实施例。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，单数形式“一”，“一个”和“该”也旨在包括复数形式。进一步可以理解的是，术语“包括”和/或“包含”表示所陈述的特征，步骤，或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，步骤，或组件。还应当注意，在一些替代实施方式中，所提到的功能/动作可以不按照附图中所示的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，连续示出的两个图实际上可以基本上同时执行或者有时可以以相反的顺序执行。参看图1，示出了根据本专利技术一个实施例的部分封装半导体器件100的俯视图。设备100包括衬底102，衬底102包括不导电衬底材料104，形成在衬底材料104中的导电的通孔或柱106的阵列。该衬底102包括“通用”衬底，可用于封装不同尺寸和不同数量的管芯焊盘的半导体管芯。在一个实施例中，导电柱106由铜制成，以及非导电衬底104由双马来酰亚胺三嗪(bismaleimidetriazine(BT))、聚酰亚胺导电带，或任何合适的介电材料，包括玻璃或陶瓷等制成。本领域的技术人员能理解，导电的柱106可由其它合适的导电金属或非金属制成，和/或非导电衬底材料104可以由其它合适的非导电材料制成。该柱106从衬底102的上表面延伸到衬底102的下表面。使用非导电环氧树脂或附着膜(DAF)将管芯108固定到衬底102的上表面上，在本领域中是已知的。在一些实施例中，可以衬底102的上表面上形成管芯安装盘(dieflag)，用于接收管芯108，然后用不导电的环氧树脂将管芯108附接到管芯安装盘上。管芯108具有活性的上表面，上表面包括多个管芯接合焊盘(在本实施例中未示出)，能够将管芯内部的电路与外部电路相连接。半导体管芯108可以包括任何类型的集成电路，如专用集成电路(ASIC)，微处理器，传感器等，并且本专利技术不受管芯的类型的限制。半导体器件100还包括多个焊线110，其在本实施例中被连接(键合)到围绕管芯108的一行柱106。这些柱和焊线的组合形成一个围绕管芯108的环，该环可以被用作电源或接地环。因此，在该实施例中，邻近并围绕管芯108的柱106以菊链(daisy-chain)方式互连，以形成接地环。焊线110使用焊线接合工艺附接到柱106，并且优选地，焊线具有低引线轮廓成形。图2是根据本专利技术另一个实施例的部分封装半导体器件120的俯视图。半导体器件120包括衬底102和用不导电的环氧树脂安装和固定在衬底102上的管芯108。图2示出了管芯108的轮廓，管芯108的下面有很多柱122。在本实施例中，为了使用管芯108下方的柱122，使用多个焊线124连接管芯下的柱122和不在管芯108之下的相应的柱106。如图所示，管芯108下方的柱122可以用多于一个的焊线124连接到多于一个的柱106。在当前优选的实施例中，在安装管芯108到衬底102之前，附接焊线124到衬底102的上表面处的柱。焊线124具有低引线轮廓成形。在其它实施例中，可以在管芯108安装在衬底102之前或之后，附接焊线124到衬底102的底侧。因此，在这种方式下，管芯108下方的支柱122都与管芯封装外部的柱106电连接。在管芯附接之后，进行第二焊线接合过程，以连接管芯焊盘到相应的柱106。图3A和3B示出了根据本专利技术一个实施例的封装半导体器件130的一部分的侧面截面图和仰视图。封装的半导体器件130包括衬底102，衬底102包括从衬底102下表面延伸到衬底102上表面的导电柱106。用管芯固定粘合剂132把管芯108安装并固定到衬底102的顶部表面。在替代实施例中，可在衬底102的上表面上形成用于接收管芯108的管芯安装盘。如图所示，通过焊线将管芯108电连接到柱106。在该实施例中，第一焊线134将选定的管芯焊盘连接到紧邻管芯108并围绕管芯108第一行柱；第二焊线136将选定的管芯焊盘连接到围绕管芯108的第二行柱，并且第三焊线138将选定的管芯焊盘连接到围绕管芯108的第一行和第二行柱之外的其它的柱。第一焊线134用于接地线，第二焊线136用于电源线，第三焊线138用于信号线。现在参考图3B和图3A，半导体器件130还包括形成在衬底102下表面上的接地焊盘140、电源环142和信号焊盘144。接地焊盘140和功率环142可以用焊料或导电带形成，并且信号焊盘144可以用焊料或焊球形成。接地焊盘140电连接到管芯108下方的柱，以及围绕管芯108的支第一行的柱。电源环142电连接到围绕管芯108第二行的柱，以及信号焊盘144电连接到柱106，柱106用焊线138(用于从/到管芯108发送/接收信号)连接到管芯焊盘。在衬底102的上表面上，管芯108和焊线134，136和138用塑料材料或模制化合物146封装，以保护管芯，焊线和它们之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半导体器件的衬底，包括：非导电衬底材料；形成在所述衬底材料中的导电柱的阵列，其中所述导电柱从所述衬底材料的上表面延伸到衬底材料的下表面；和形成在所述衬底材料的上表面上的管芯安装盘，其中所述管芯安装盘的尺寸和形状适于接收半导体管芯。

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体器件的衬底，包括：非导电衬底材料；形成在所述衬底材料中的导电柱的阵列，其中所述导电柱从所述衬底材料的上表面延伸到衬底材料的下表面；和形成在所述衬底材料的上表面上的管芯安装盘，其中所述管芯安装盘的尺寸和形状适于接收半导体管芯。2.根据权利要求1所述的衬底，还包括：形成在所述衬底材料的上表面上并且围绕所述管芯安装盘的导电环，其中所述导电环包括多个焊线，所述多个焊线分别连接位于所述导电环下方并围绕所述管芯安装盘的多个导电柱。3.根据权利要求1所述的衬底，还包括附接到所述衬底材料的第一侧的导电带，其中所述导电带与第一组导电柱连接。4.根据权利要求1所述的衬底，还包括形成在所述衬底材料的上表面上的一个或多个条，其中所述条和柱被设置成交错排列，并且所述柱中的至少一个和所述条中的至少一个被设置在管芯的覆盖区下面并且连接到管芯覆盖区外部的选定的柱或条。5.一种封装半导体器件，包括：非导电衬底，所述非导电衬底包括从所述衬底的上表面延伸到衬底的下表面的导电柱的均匀阵列；第一电连接器，将位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶开运，冯志成，贺碧华，N·K·O·卡兰达，陈兰珠，臧园，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US