以导线架为芯片承载件的覆晶式半导体封装件制造技术

一种以导线架为芯片承载件的覆晶式半导体封装件，是在一导线架的多条管脚上分别形成有一止挡件，以在一芯片借多条焊锡凸块接置于该导线架上时，该焊锡凸块是接置于该管脚上、位于止挡件及管脚的端部间的区域，在对该焊锡凸块进行回焊作业而使焊锡凸块湿润（Ｗｅｔｔｉｎｇ）于管脚上时，该焊锡凸块塌陷（Ｃｏｌｌａｐｓｅ）的高度会因该止挡件而得到限制，故借由该止挡件的设置，得控制该焊锡凸块的塌陷高度增加焊锡凸块对芯片与管脚间因热膨胀系数（ＣＴＥ）不同所产生的应力的抵抗力，从而避免芯片与管脚间发生电性连接不完全的状况。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种半导体封装件及其制法，特别是关于一种以导线架为芯片承载件的覆晶式半导体封装件及其制法。
技术介绍
以导线架(Lead Frame)为芯片承载件(Chip Carrier)的半导体封装件，是将芯片粘设于芯片座(Die Pad)，再借由焊线(Bonding Wires)将芯片座上的芯片电性连接至管脚(Lead)，或直接将芯片粘设于管脚的一延长部分，再以焊线将芯片电性连接至管脚。该种半导体封装方式的电性品质会因打线距离长而下降，且于模压制程中，线弧(WireLoop)容易受到模流冲击产生打线偏移或倾倒(Wire Sweeping orSagging)，使相邻线弧碰触而发生短路。另封装件整体的高度也会受限于线弧高度(Loop Height)而无法有效降低，不能满足市场上对封装件轻薄短小的需求。而覆晶(Flip Chip)式半导体封装技术是适应电子产品轻薄短小的开发趋势，使得现今半导体装置朝向高性能及高度集成化而发展出的先进半导体封装技术。它与一般非覆晶式的半导体封装结构最大的不同点即在于所封装的芯片是将其布设有电子组件及电子电路的作用面以倒置的方式，借由焊接于芯片焊垫(Bonding Pad)上的焊锡凸块(Solder Bump)焊接至如基板的芯片承载件上，而使芯片接置于并电性连接至芯片承载件上。此种封装方式提供的电性品质较打线方式优异，并可避免打线方式所产生的问题。但该芯片焊垫上接设的焊锡凸块，一般是由低熔点的如锡63/铅37合金等软质金属制成，回焊至芯片承载件时，往往产生难以控制的焊料塌陷(Collapse)高度的问题，使焊锡凸块无法抵抗芯片与芯片承载件间因热膨胀系数的差异(CETDismatch)所产生的热应力，而造成其与芯片承载件间的焊接失效，致使芯片与芯片承载件间的电性连接不完整；且该制程的精密要求度高，成本因而大幅增加，一般仅适用于高价产品，而不适用于以导线架为芯片承载件的产品例如DRAM或SRAM等，使得以导线架为芯片承载件的半导体装置仍无法在兼顾降低成本及提高优良率的条件下有效改善关于线弧及打线所产生的相关问题。为解决上述问题，美国专利第5,331,235号提出以导线架为芯片承载件运用覆晶技术电性连接芯片与芯片承载件的半导体封装件。如附图1所示，该封装件包括至少两个分别焊设有焊锡凸块33及35的半导体芯片32及34，此两芯片32及34是分别以作用面相对的方式使用带式自动焊接(Tape Automated Bonding，TAB)技术，将凸块33及35热压接于胶片31上后，再将胶片31电性连接至导线架37。然而，该种带式自动焊接胶片电性连接芯片与导线架的结构，会因带式自动焊接胶片的使用而导致封装成本的提高，且该种半导体封装件仅使用带式自动焊接的热压接技术，结合覆晶技术于导线架与芯片的电性连接，将数个半导体芯片包覆于封装件内，使其封装体积最小化，但并未解决焊锡凸块在回焊时，因焊料湿润而发生焊锡凸块塌陷过度而导致接合失败的问题。为有效解决焊锡凸块与管脚的焊接问题，专利技术于美国专利第6,184,573号案的半导体封装件即提出一种于管脚上涂覆有拒焊剂(Solder Mask)的结构，如附图2所示，该种半导体封装件的管脚27上涂覆有拒焊剂26后，于是在对应于芯片21及22焊接有焊锡凸块24及25处形成有开孔260，以供芯片21及22上的焊锡凸块24及25植入，在回焊处理时，焊锡凸块24及25会为开孔260所限制而不致因焊料湿润管脚而有塌陷过度的问题，并借开孔260控制焊锡凸块24及25的塌陷高度；但该制程中，将拒焊剂26涂覆(Coating)于管脚27上并形成开孔的制程复杂且成本高，对于简化制程及降低成本并无改善，所适用的产品仍然受到限制。为确保焊锡凸块与芯片承载件间的电性连接不致因焊锡凸块在回焊作业时塌陷过度而失败，另有业内从士采用高含铅量的金属焊料制成的焊锡凸块，该种高含铅量的金属焊料制成的焊锡凸块成本甚高，并不符经济效益，故仍未能有效解决前述的诸项问题。
技术实现思路
本专利技术的一目的即在提供一种以导线架为芯片承载件而可避免芯片与导线架间有电性连接失败的状况发生的覆晶式半导体封装件。本专利技术的另一目的则在提供一种以导线架为芯片承载件，以低成本的方式有效避免芯片上的焊锡凸块完全湿润于导线架上的覆晶式半导体封装件及其制法。为达成上述及其它目的，本专利技术的半导体封装件是包括至少一具有若干个焊锡凸块的芯片；一具有若干管脚的导线架，并于各管脚上的适当位置处设置一止挡件，以由该止挡件与管脚的端部间形成一焊接区，供芯片的焊锡凸块焊接其上而使芯片与该导线架电性连接；以及一用以包覆该芯片、焊锡凸块、以及部份的管脚的封装胶体。该用以定义焊锡凸块的塌陷高度以防止焊锡凸块完全湿润于导线架上的止挡件，可为聚酰亚胺胶片(Polyimide Tape)，或以丝网印刷方式涂布的由拒焊剂构成的拦坝(Dam)，以能有效控制焊锡凸块的塌陷高度，避免焊锡凸块焊接至管脚上时，发生焊锡凸块完全湿润于管脚上而导致两者焊接失败的问题。借由本专利技术的止挡件的形成，使本专利技术芯片使用的焊锡凸块毋须使用成本高于一般共融合金(Eutectic Alloy)两倍以上的高含铅量金属焊料，或前述的现有拒焊剂的防焊处理，从而可有效控制焊锡凸块的塌陷高度，以避免焊锡凸块与导线架的电性连接失败的问题发生。为进一步增进焊锡凸块与管脚的电性连接，可于该内管脚部位在止挡件与导线架的内管脚部的端部间的部位上形成有凹槽(Recess)或突起(Protrusion)。该凹槽或突起的形成，可采用现有的冲压(Punching)或蚀刻(Etching)方式来完成，且其形状或大小无特定限制，只要能有效增加焊锡凸块与管脚的接合面积即可。本专利技术的半导体封装件的制法则包括下列步骤准备一导线架，其具有若干个管脚；于各该管脚部上的适当处设置一止挡件，以使该管脚上位于该止挡件与管脚的端部间形成一焊接区；令一焊设有多条焊锡凸块的芯片接置至该导线架上，其接置方式是使该芯片的焊锡凸块焊接至管脚的焊接区上，以使该芯片与管脚电性连接；以及形成一封装胶体以包覆该芯片、焊锡凸块、以及管脚的一部份。附图说明以下以较佳实施例配合附图进一步详述本专利技术的特点及功效附图1是为现有的以导线架为芯片承载件的覆晶式半导体封装件的剖视图；附图2是另一现有的以导线架为芯片承载件的覆晶式半导体封装件的剖视图；附图3是本专利技术第一实施例的半导体封装件的剖视图；附图4A至附图4D是本专利技术第一实施例的半导体封装件的制造流程图；附图5是本专利技术第二实施例的半导体封装件的剖视图；附图6是本专利技术第三实施例的半导体封装件的剖视图； 附图7是本专利技术第四实施例的半导体封装件的剖视图；附图8是本专利技术第五实施例的半导体封装件的剖视图。具体实施例方式实施例1如附图3所示为本专利技术第一实施例的以导线架为芯片承载件的覆晶式半导体封装件剖面图。如图所示，本专利技术第一实施例的半导体封装件3主要是由一芯片30，供该芯片30接置的导线架31以及用以包覆该芯片30及导线架31的一部份的封装胶体32所构成。该芯片30于其形成有电子组件及电子电路的作用表面上，以现有的焊接方式焊接有多条焊锡凸块33，以使该芯片30借该焊锡凸块33与导线架31接连，而令该芯片30与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件是包括：至少一接置有若干个焊锡凸块的芯片；一具有若干个管脚的导线架，于各该管脚的适当处上设置有一止挡件，以使该管脚设置有该止挡件的表面上，由该止挡件至管脚的端部间形成一焊接区，供该焊锡凸块焊接至该焊接区上，而令该芯片电性连接至该导线架上；以及一封装胶体，用以包覆该芯片、焊锡凸块、以及管脚的一部份。

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件是包括至少一接置有若干个焊锡凸块的芯片；一具有若干个管脚的导线架，于各该管脚的适当处上设置有一止挡件，以使该管脚设置有该止挡件的表面上，由该止挡件至管脚的端部间形成一焊接区，供该焊锡凸块焊接至该焊接区上，而令该芯片电性连接至该导线架上；以及一封装胶体，用以包覆该芯片、焊锡凸块、以及管脚的一部份。2.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该导线架的管脚是部分为该封装胶体所包覆，而另一部分则外露出该封装胶体，以由该管脚外露出封装胶体的部份与外界装置电性连接。3.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该导线架的管脚的底面是外露出该封装胶体，以由该管脚外露的底面与外界装置电性连接。4.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该止挡件为胶片。5.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该止挡件是一以印刷方式涂布于该管脚上的、以树脂材料形成的拦坝。6.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该焊接区上还形成有至少一凹槽。7.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该焊接区上还形成有至少一突起。8.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该焊锡凸块是以回焊作业方式焊接至该管脚的焊接区上。9.一种半导体封装件的制法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴集铨，黄建屏，普翰屏，
申请(专利权)人：矽品精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]