具有改进的电流密度分布的多层封装衬底制造技术

本申请公开了具有改进的电流密度分布的多层封装衬底。所描述的示例包括一种方法(图13)，该方法具有布置至少两个导体的步骤(1302)和对通过至少两个导体的导体电流进行建模以确定至少两个导体中的电流密度的步骤(1304)。该方法还具有以下步骤：将至少两个导体修正为经调整的导体，以将导电材料添加到导体的区域，在该区域中，建模导体电流显示出高于平均电流密度(1306)；制造经调整的导体(1308)；以及将管芯安装到经调整的导体(1310)。(1310)。(1310)。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的电流密度分布的多层封装衬底


[0001]本申请总体上涉及电子封装，并且更具体地涉及半导体封装。

技术介绍

[0002]半导体行业正在开发功率处理能力越来越强的集成电路。这给集成电路的电源输入和输出带来了挑战。增加功率意指更大的电流、更高的电压，或者两者兼而有之。在一些集成电路封装件中，导电连接柱被形成在管芯的管芯连接焊盘上。导电连接柱的远端上的焊料凸块与一系列引线(有时呈多层封装衬底的形式)上的焊盘配合。例如，引线和管芯被包封以形成可安装到印刷电路板上的封装件。
[0003]经由引线、焊料凸块和导电连接柱向集成电路提供电信号和从集成电路提供电信号。如果引线中出现过多电流，就会生成热量，从而导致焊料凸块无法提供电连接或使连接退化至集成电路出现故障的程度。该问题有时通过更多引线和更多导电连接柱来解决。然而，这并不总是可行的，会增加成本，并且会产生更多的引线电容和/或电感，这可能会使集成电路的操作退化。因此，需要创建具有增加的电流容量而不增加引线电容和/或电感的引线系统。

技术实现思路

[0004]根据一个示例，一种方法包括布置至少两个导体，并且对通过至少两个导体的导体电流进行建模，以确定至少两个导体中的电流密度。该方法还包括将至少两个导体修正为经调整的导体，以将导电材料添加到导体的区域，在该区域中，建模导体电流显示出高于平均电流密度；制造经调整的导体；以及将管芯安装到经调整的导体上。
[0005]根据另一示例，一种方法包括布置至少两个导体，并且在至少两个导体中的一个和管芯之间布置至少一个导电连接柱。该方法还包括对通过至少两个导体和至少一个导电连接柱的导体电流进行建模，以确定至少两个导体和至少一个导电连接柱中的电流密度。该方法还包括将至少两个导体修正为经调整的导体，以将导电材料添加到导体的区域，在该区域中，建模导体电流显示出高于平均电流密度，并且如果至少一个导电连接柱中的电流密度大于选定阈值，则将至少一个导电连接柱的尺寸调整为经调整的导电连接柱。该方法还包括在管芯上制造经调整的导电连接柱；制造经调整的导体；以及使用经调整的导电连接柱将管芯安装到经调整的导体上。
[0006]根据另一示例，一种装置包括至少两个经调整的导体，经调整的导体的布局通过以下操作来确定：对通过至少两个导体的导体电流进行建模以确定至少两个导体中的电流密度，并且将至少两个导体修正为经调整的导体，以将导电材料添加到导体的区域，在该区域中，建模导体电流显示出高于平均电流密度。该装置还包括安装到经调整的导体上的管芯。
附图说明
[0007]图1A
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图1C(统称为“图1”)是作为示例集成电路封装件的装置的部件的横截面视图。
[0008]图2A
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图2C(统称为“图2”)是图1的装置的部件的透视图。
[0009]图3A和图3B(统称为“图3”)分别以两个投影视图示出了其上形成有半导体器件并配置用于倒装芯片安装的半导体晶片以及用于倒装芯片安装的单个半导体管芯。
[0010]图4以横截面视图示出了可与所描述的布置一起使用的多层封装衬底。
[0011]图5A
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图5B(统称为“图5”)以一系列横截面视图示出了用于形成对该布置有用的多层封装衬底的方法的选定步骤。
[0012]图6是示例多层封装衬底的透视图。
[0013]图7A
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图7C(统称为“图7”)是第一导体层的一部分的平面视图。
[0014]图8是示例多层封装衬底的透视图。
[0015]图9是一对引线的调整的平面视图。
[0016]图10A和图10B(统称为“图10”)是示出电流密度分析的图9的引线的横截面视图。
[0017]图11是示出多层封装衬底中的电流密度的计算机建模的概念图。
[0018]图12A
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图12D(统称为“图12”)是另一示例引线的透视图。
[0019]图13是示例工艺的工艺流程图。
具体实施方式
[0020]在附图中，除非另有说明，否则对应的数字和符号一般指对应的零件。附图不一定是按比例绘制的。
[0021]在本文中将元件描述为被“耦接”。术语“耦接”包括直接连接的元件和间接连接的元件，以及甚至用中间元件或导线电连接的元件被耦接。
[0022]在本文中使用术语“半导体管芯”。半导体管芯可为分立半导体器件(诸如双极晶体管)，若干个分立器件(诸如一起制造在单个半导体管芯上的一对功率FET开关)，或者半导体管芯可为具有多个半导体器件的集成电路，诸如A/D转换器中的多个电容器。半导体管芯可包括诸如电阻器、电感器、滤波器、传感器的无源器件，或者诸如晶体管的有源器件。半导体管芯可为具有数百或数千个被耦接以形成功能性电路(例如微处理器或存储器件)的晶体管的集成电路。
[0023]在本文中使用术语“微电子器件封装件”。微电子器件封装件具有电耦接至端子的至少一个半导体管芯，并且具有保护并覆盖半导体管芯的封装体。微电子器件封装件可包括附加元件，在一些布置中包括集成天线。可包括诸如电容器、电阻器、电感器或线圈的无源部件。在一些布置中，多个半导体管芯可以被封装在一起。例如，功率金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(FET)半导体管芯和逻辑半导体管芯(诸如栅极驱动器管芯或控制器管芯)可以被封装在一起以形成单个封装的电子器件。半导体管芯被安装到提供导电引线的封装衬底上；导电引线的一部分形成封装器件的端子。半导体管芯可安装到封装衬底，其中器件侧表面背离衬底，并且背侧表面面向并安装到封装衬底的管芯焊盘。在线键合的半导体器件封装件中，键合线将封装衬底的导电引线耦接至半导体管芯上的键合焊盘。半导体器件封装件可以具有封装体，该封装体在模塑工艺中由热固性环氧树脂形成，或者通过使
用在室温下为液体并随后固化的环氧化物、塑料或树脂形成。封装体可以为封装的器件提供密封封装。封装体可以使用包封工艺在模具中形成，然而，封装衬底的引线的一部分在包封期间未被覆盖，这些暴露的引线部分为半导体器件封装件提供端子。
[0024]在本文中使用术语“封装衬底”。封装衬底是布置成接收半导体管芯并将半导体管芯支撑在完成的半导体器件封装件中的衬底。对该布置有用的封装衬底包括导电引线框，其可由铜、铝、不锈钢、钢和合金(诸如合金42和铜合金)形成。引线框可包括用于安装半导体管芯的具有管芯侧表面的管芯焊盘，以及布置在管芯焊盘附近并与其隔开的导电引线，用于使用线键合、带键合或其他导体耦接至半导体管芯上的键合焊盘。可以以条带或阵列的形式提供引线框。导电引线框可被设置为具有以行和列形式的单位器件部分的条带或阵列的面板。半导体管芯可被放置在条带或阵列内的各个单元器件部分上。可将半导体管芯放置在每个封装器件的管芯焊盘上，并且可使用管芯附接或管芯粘合剂将半导体管芯安装到引线框管芯焊盘上。在线键合封装件中，键合导线可将半导体管芯上的键合焊盘耦接至引线框的引线上。引线框可在指定用于线键合的区域中具有镀覆部分，例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，其包含：布置至少两个导体；对通过所述至少两个导体的导体电流进行建模，以确定所述至少两个导体中的电流密度；将所述至少两个导体修正为经调整的导体，以将导电材料添加到所述导体的区域，在所述区域中，建模导体电流显示出所述电流密度高于平均值；制造所述经调整的导体；将管芯安装到所述经调整的导体上；以及将所述管芯和所述经调整的导体包封在密封剂中。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：在所述至少两个导体中的一个和所述管芯之间布置至少一个导电连接柱；对通过所述至少一个导电连接柱的导电连接柱电流进行建模；如果所述至少一个导电连接柱中的所述导电连接柱电流大于选定阈值，则将所述至少一个导电连接柱的尺寸调整为经调整的导电连接柱；在所述管芯上制造所述经调整的导电连接柱；以及其中所述经调整的导电连接柱在安装所述管芯期间接触所述经调整的导体。3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含将导电材料沉积到键合焊盘上，以形成所述经调整的导电连接柱。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述经调整的导电连接柱包括位于所述经调整的导电连接柱的远离所述管芯的一端处的焊料凸块。5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含调整所述经调整的导体相对于彼此的定位，以提供所述经调整的导体之间的最小间距。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述经调整的导体位于多层封装衬底的一层中。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述密封剂是模塑化合物。8.一种方法，其包含：布置至少两个导体；在所述至少两个导体中的一个和管芯之间布置至少一个导电连接柱；对通过所述至少两个导体和所述至少一个导电连接柱的导体电流进行建模，以确定所述至少两个导体和所述至少一个导电连接柱中的电流密度；将所述至少两个导体修正为经调整的导体，以将导电材料添加到所述导体的区域，在所述区域中，建模导体电流显示出所述电流密度高于平均值；如果所述至少一个导电连接柱中的所述电流密度大于选定阈值，则将所述至少一个导电连接柱的尺寸调整为经调整的导电连接柱；在所述管芯上制造所述经调整的导电连接柱；制造所述经调整的导体；以及使用所述经调整的导电连接柱将管芯安装到所述经调整的导体上；...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐逸麒，R，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：