优化的电子封装制造技术

一种与印刷电路板一起使用的电子封装。该电子封装包括具有上部和下部的接地层、半导体芯片、导电信号层以及接地面，所述接地面具有电连接到接地层的上部的第一部分和与所述接地层的所述下部基本齐平的第二部分，接地面的第二部分具有附加的面积用于防止在接地层、接地面和印刷电路板之间焊料连接的破裂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于封装半导体的电子封装，尤其涉及这样的封装，其中电子器件(如半导体芯片)设置在衬底上并与其连接。
技术介绍
电子封装广泛地用于多种公知的应用，从计算机到对多种装置，例如汽车和家用电器等的计算机控制。复杂系统的电子封装通常包括互连集成电路芯片。集成电路芯片通常由例如硅或砷化镓的半导体材料制成。利用公知的光刻技术在集成电路芯片的多层中形成微型电路。集成电路芯片可以安装到封装中，封装则可以安装到印刷电路板上。包括集成电路芯片的电子封装通常具有多个外部焊片，其由焊料或各种其它已知技术机械地粘接到印刷电路板的导电图形上。通常，其上安装有这些集成半导体芯片的封装包括衬底或其它芯片安装装置。这种衬底的一个例子是引线框架。高性能引线框架通常包括至少在其上安装半导体集成芯片的区域和多个在其上电连接集成半导体芯片的电源、接地和/或信号位置的电源、接地和/或信号面或层。可以利用粘合剂或其它本领域的技术人员公知的用于将这种芯片粘接到引线框架上的技术，如焊接，将半导体集成芯片粘接到引线框架上。然后芯片上的电源、接地和信号位置通过导线电连接到选定的电源、接地和信号面或层上。一旦将半导体芯片粘接到引线框架上，并且电连接到引线框架，可以将该引线框架封入或封装到保护封套中。该封套可以包括塑料封装或由塑料、陶瓷或金属或组合物构成的多部分外壳。该封套可以防止引线框架和粘接的芯片受到物理、电学、和/或化学破坏。然后，优选通过多个焊料连接或接点将所述引线框架和粘接的芯片安装到例如印刷电路板或卡上。然后将印刷电路板或卡装入多种装置，例如计算机、汽车、电器等。图1A示出了现有技术的电子封装10的部分的放大很多的仰视图。图1B示出了现有技术的电子封装10的部分沿图1A中的线1B-1B的放大很多的正视图。参考图1B，封装10包括具有上部14和下部16的接地层12以及半导体芯片18。半导体芯片18具有第一表面20和第二表面22。在半导体芯片18的第二表面上的第一导电焊盘24由导线26(接地线)电连接到接地层12的上部14上。在半导体芯片18的第二表面22上的第二导电焊盘28由另一导线32(信号线)电连接到导电信号层30上。第一焊料连接34(以虚线示出)将接地层12与印刷电路板36(以虚线示出)电和机械地连接。第二焊料连接38(以虚线示出)将导电信号层30与印刷电路板36电和机械地连接。电子封装10提供了具有在工业中允许的最大尺寸的标准半导体芯片。图1C示出了另一个现有技术的电子封装11的部分的放大很多的仰视图。图1D示出了现有技术的电子封装11的部分沿图1C中的线1D-1D的放大很多的正视图。参考图1D，封装11包括具有上部15和下部17的接地层13以及半导体芯片19。半导体芯片19具有第一表面21和第二表面23。在半导体芯片19的第二表面23上的第一导电焊盘25由导线27(接地线)电连接到接地层13的上部15上。在半导体芯片19的第二表面23上的第二导电焊盘29由另一导线33(信号线)电连接到导电信号层31上。第一焊料连接35(以虚线示出)将接地层13与印刷电路板37(以虚线示出)电和机械地连接。第二焊料连接39(以虚线示出)将导电信号层31与印刷电路板37电和机械地连接。在导线连接的封装中，由于性能的原因，重要的是将封装设计为具有最短的导线。越短的导线产生越小的感应。在该现有技术的封装中，通过将上部15设计为比在电子封装10中更接近半导体芯片19以最短化导线27的长度，该封装已经用于小型半导体芯片。这可使由焊料连接35焊接到印刷电路板37上所需的面积17减小。在处理电子封装11的过程中，在第一焊料连接35和第二焊料连接39中可能产生应力。在将其它元件(未示出)组装到印刷电路板37上时，在这些焊料连接中可能产生应力。在安装在印刷电路板37上的电子封装11的操作中，由于在电子封装11和印刷电路板37之间的热膨胀系数(CTE)的失配，导致在第一焊料连接35和第二焊料连接39中产生应力。这些处理、组装以及CTE应力可能导致第一焊料连接35和/或第二焊料连接39过早的出现故障，既影响产品的成本(更低的产量)又影响可靠性。而且，信号线33相比于导线27非常长，并且具有较大的信号感应。从而，希望地是，存在一种电子封装，其充分地抑制或防止由处理、组装或现场操作导致的第一焊料连接的破裂。还希望地是，存在一种电子封装，其具有更短的信号线以及在操作中从而改进的性能(更小的信号感应)。这种封装将具有改进的产量、改进的性能和增大的操作现场寿命。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是改进封装技术。本专利技术的另一个目的是提供一种以这样的方式制造的电子封装，所述方式提高了产量，并可以以比很多当前产品相对低的成本制造。本专利技术的再一个目的是提供一种电子封装，其基本上防止了在电子封装的接地层和接地面与印刷电路板之间的焊料连接破裂。本专利技术的另一个目的是提供一种电子封装，其包括连接在半导体芯片的表面上的导电焊盘与导电信号层之间的信号线，所述信号线的长度适于保持低于2纳亨利(nH)的信号自感。根据本专利技术的一方面，提供了一种与印刷电路板一起使用的电子封装，包括具有上部和下部的接地层以及具有第一表面和第二表面的半导体芯片，第一表面在接地层的下部上并与其电连接，半导体芯片的第二表面具有适于电连接到接地层的上部的第一导电焊盘以及第二导电焊盘。所述电子封装包括导电信号层，其具有基本与接地层的下部齐平的部分，所述信号层的部分适于电连接到第二导电焊盘，以及接地面，其具有电连接到接地层的上部的第一部分以及基本与接地层的下部齐平的第二部分，接地面的第二部分具有附加的面积以防止接地层、接地面与印刷电路板之间焊料连接的破裂。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子封装，包括具有下部和上部的接地层以及具有第一表面和第二表面的半导体芯片，第一表面在接地层的下部上并与其电连接，半导体芯片的第二表面具有适于连接到接地层的上部的第一导电焊盘以及第二导电焊盘。所述电子封装包括导电信号层，其具有基本与接地层的下部齐平的下部以及由导线电连接到在半导体芯片的第二表面上的第二导电焊盘的端部，所述导线的长度适于保持低于2nH的信号自感。通过下面参考附图对本专利技术优选实施例的详细描述，将使本专利技术的上述目的、优点以及特征更加显而易见。附图说明图1A示出了现有技术的电子封装的部分的放大很多的仰视图；图1B示出了现有技术的电子封装的部分沿图1A中的线1B-1B的放大很多的正视图；图1C示出了另一现有技术的电子封装的部分的放大很多的仰视图；图1D示出了现有技术的电子封装的部分沿图1C中的线1D-1D的放大很多的正视图；图2A示出了本专利技术的电子封装的部分的实施例沿图2B中的线2A-2A的放大很多的正视图；图2B示出图2A中的电子封装的部分的放大很多的仰视图；图3示出了电子封装的放大很多的全仰视图(图2B中只部分示出)，将第二接地面的第二部分的附加区域显示为四边环面形；图4A示出了本专利技术的电子封装的部分的另一实施例沿图4B中的线4A-4A的放大很多的正视图；图4B示出图4A中的电子封装的部分的放大很多的仰视图。具体实施例方式图2A中示出了表示本专利技术的一个实施例的与印刷电路板111(以虚线示出)一起使用的电子封装110的部分。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与印刷电路板一起使用的电子封装，包括接地层，具有上部和下部；半导体芯片，具有第一表面和第二表面，所述第一表面在所述接地层的所述下部上并与其电连接，所述半导体芯片的所述第二表面具有适于电连接到所述接地层的所述上部的第一导电焊盘以及第二导电焊盘；导电信号层，具有基本与所述接地层的所述下部齐平的部分，所述信号层的所述部分适于电连接到所述第二导电焊盘上；以及接地面，具有电连接到所述接地层的所述上部上的第一部分以及基本与所述接地层的所述下部齐平的第二部分，所述接地面的所述第二部分具有附加的面积，用于防止所述接地层、所述接地面和所述印刷电路板之间焊料连接的破裂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E阿瓦德，JJ马洛尼，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]