專利名稱：方型扁平無(wú)引線封裝的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種電子封裝，更具體地，涉及一種方型扁平無(wú)
引線(QFN)封裝。
背景技術(shù)：
方型扁平無(wú)引線(QFN)半導(dǎo)體封裝由于其封裝尺寸較小近年來(lái) 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛地普及。QFN封裝典型地以各種尺寸出現(xiàn)，并且通常 根據(jù)其尺寸被分類。例如，QFN封裝可以被稱作"4X4" QFN封裝或 者"6X6" QFN封裝，這意味著QFN封裝分別包括4mmX4mm的尺 寸或者6mmX6mm的尺寸。通常，QFN封裝的面積比包含在QFN封 裝內(nèi)的半導(dǎo)體芯片的面積大20°/。，因此，QFN封裝沒(méi)有被歸類為芯片 尺寸封裝。
圖1是示出典型的QFN封裝100的底視圖的圖示。如所示出的， QFN封裝100包括由QFN封裝100的模塑材料140形成的、在安裝面 107上暴露的多個(gè)引線105和標(biāo)記(flag) 120，其中，引線105典型地 被嵌入到模塑材料140內(nèi)以便更不易彎曲，并且被構(gòu)造為將QFN 100 耦合到印刷電路板(PCB，未示出)。典型的引線105包括大體為矩形 的形狀，使得引線105與安裝面107基本上共面。此外，任意特定的 QFN封裝100上包括的引線105的數(shù)目隨著QFN封裝100的尺寸而變 化。例如， 一個(gè)4X4的QFN封裝(即，QFN封裝IOO)可以包括16 個(gè)引線(例如，每側(cè)有4個(gè)引線)。此外，標(biāo)記120典型地為正方形， 并且用于在PCB與QFN封裝100內(nèi)包括的半導(dǎo)體芯片(下面討論)之 間進(jìn)行電和/或熱耦合。
圖2是示出QFN封裝100的橫截面圖的圖示，其中，QFN封裝100包括附著到標(biāo)記120 (或芯片焊盤(pán))的半導(dǎo)體芯片110。標(biāo)記120 典型地由導(dǎo)電材料(例如，金屬)形成，并且包括用于將標(biāo)記120附 著到模塑材料140的模塑鎖(mold lock) 125。
半導(dǎo)體芯片110包括非活性表面112，非活性表面112用于將半 導(dǎo)體芯片通過(guò)粘附材料(例如，未示出的環(huán)氧、膠帶、焊料等)附著 到標(biāo)記120。此外，半導(dǎo)體芯片U0包括活性表面114，該活性表面114 具有位于活性表面114的外周116處的一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤(pán)118，其中， 鍵合焊盤(pán)118能夠使半導(dǎo)體芯片120通過(guò)一個(gè)或多個(gè)鍵合線(下面討 論)耦合到一個(gè)或多個(gè)引線105。半導(dǎo)體芯片110可以由例如硅、二氧 化硅、鍺、砷化鎵和/或類似的材料形成，并且可以例如是互補(bǔ)型金屬 氧化物半導(dǎo)體(CMOS)芯片、微機(jī)電(MEMS)芯片或類似的半導(dǎo)體
心片o
此外，QFN封裝100包括用于將引線105附著到半導(dǎo)體芯片110 的多個(gè)鍵合線130。鍵合線130例如通常由諸如銅、金、銀、鉑或類似 導(dǎo)電材料的導(dǎo)電材料形成。此外，與活性表面114的外周116相鄰近 地附著鍵合線130，使得每個(gè)鍵合線130包括從半導(dǎo)體芯片110"向上" 延伸的部分132、"環(huán)狀"部分134和彎曲點(diǎn)136，在彎曲點(diǎn)136后跟 隨以更大曲率"向下"延伸直到鍵合線與引線105的表面平行的鍵合 線的線。該布曲率提供對(duì)鍵合焊盤(pán)118和引線105的充足的球鍵合強(qiáng) 度，并且防止使鍵合線130與半導(dǎo)體芯片110在不期望的點(diǎn)處接觸。
當(dāng)半導(dǎo)體芯片110通過(guò)鍵合線130附著到標(biāo)記120以及一個(gè)或多 個(gè)引線105時(shí)，利用模塑材料140將這些組件模塑到一起，其中，模 塑材料140形成安裝面107、定向?yàn)榕c安裝面107基本上相對(duì)的頂面 108以及多個(gè)側(cè)面109。模塑材料140通常是塑料或類似的非導(dǎo)電材料， 并且用于保護(hù)半導(dǎo)體芯片110、標(biāo)記120以及鍵合線130。
如以上所討論的，因?yàn)槠谕氖擎I合線130附著到引線105和半導(dǎo)體U0，使得鍵合線130沒(méi)有在不期望的點(diǎn)處與半導(dǎo)體li0接觸，所 以在半導(dǎo)體芯片110的每側(cè)需要特定最小寬度"W"和/或在半導(dǎo)體芯 片110的上方需要特定高度"H"，以確保鍵合線130有充足的空間來(lái) 避開(kāi)半導(dǎo)體IIO，但不穿過(guò)模塑材料140的頂面108而伸出。半導(dǎo)體芯 片IIO通常不是完美的正方形；但是，半導(dǎo)體芯片HO的兩個(gè)"Z"寬 度小于標(biāo)記120的兩個(gè)"Z"尺寸。此外，每個(gè)引線105與標(biāo)記120分 隔開(kāi)距離"D"。寬度"W"、標(biāo)記寬度"Z"、分隔間隔"D"和/或 高度"H"導(dǎo)致了 QFN封裝IOO大于以其他方式形成的封裝。
可以使用具有不同膨脹系數(shù)(CTE)的各種材料來(lái)構(gòu)建QFN封裝 100。當(dāng)QFN封裝100包括具有在其中間夾有半導(dǎo)體芯片的有機(jī)模塑 材料140和金屬標(biāo)記120結(jié)構(gòu)(下面討論)時(shí)，QFN封裝100將在隨 后暴露于加熱和冷卻條件的過(guò)程中產(chǎn)生與雙金屬條類似的彎曲力。結(jié) 果，QFN封裝IOO將典型地包含固有殘余應(yīng)力，其中，固有殘余應(yīng)力 可以使QFN封裝IOO扭曲或彎曲，這會(huì)導(dǎo)致封裝失效(例如，模塑材 料140和引線105之間的分離)。
為了減小殘余應(yīng)力的量，標(biāo)記120和/或引線105包括模塑鎖125， 以增加模塑材料140和金屬標(biāo)記120之間和/或模塑材料140和引線105 之間的粘附性。換言之，模塑鎖125有助于將殘余彎曲力造成的封裝 分離最小化。


下文中，將結(jié)合下面的附圖來(lái)描述本發(fā)明，其中，相同的標(biāo)號(hào)表 示相同的元件，
圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的方型扁平無(wú)引線(QFN)封裝的底視圖的
圖示；
圖2是示出圖1的QFN封裝的橫截面圖的圖示； 圖3是示出對(duì)于給定的半導(dǎo)體芯片尺寸，具有至少一個(gè)比圖1和 圖2的QFN封裝小的尺寸的QFN封裝的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖的圖不；
圖4是示出包括多個(gè)半導(dǎo)體芯片的QFN封裝的實(shí)施例的底視圖的
圖示；
圖5是示出沿著圖4的線5-5截取的QFN封裝的橫截面圖的圖示； 圖6是示出具有在圖3和圖4的QFN封裝上包括的模塑鎖部件的
引線的一個(gè)實(shí)施例的圖示；
圖7A和圖7B是示出制造圖3和圖4的QFN封裝的方法的一個(gè)
實(shí)施例的表示的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述本質(zhì)上只是示例性的，并不意在限制本 發(fā)明或者本發(fā)明的應(yīng)用和使用。另外，沒(méi)有意圖通過(guò)之前本發(fā)明的背 景中表現(xiàn)的任何理論或者下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述來(lái)進(jìn)行約束。
如本領(lǐng)域所公知的，期望的是，QFN封裝(可優(yōu)選地在任何給定 芯片尺寸的所有三維尺寸中)小于它們當(dāng)前的尺寸，使得QFN封裝沒(méi) 有占用例如PCB上的過(guò)多空間。因此，期望提供一種小于當(dāng)前QFN封 裝的QFN封裝，以變成芯片尺寸QFN封裝(即，包括略大于半導(dǎo)體 芯片尺寸的寬度的QFN封裝)。此外，期望提供一種具有多個(gè)半導(dǎo)體 芯片的較小的QFN封裝，使得多芯片的QFN封裝比當(dāng)前多芯片QFN 封裝占用更小的空間。另外，為了優(yōu)良的封裝可靠性，期望包括一種 具有較大的模塑鎖部件來(lái)防止模塑材料與QFN封裝引線分離的QFN 封裝。此外，期望通過(guò)在半導(dǎo)體芯片的所有面上包括相同的模塑材料， 來(lái)減小由作用在半導(dǎo)體芯片上的不同材料導(dǎo)致的封裝彎曲應(yīng)力。
圖3是示出方型扁平無(wú)引線(QFN)封裝300的一個(gè)實(shí)施例的橫 截面圖的圖示。如圖3所示，QFN封裝包括與上面討論的安裝面107、 頂面108和橫向側(cè)面109分別類似的安裝面307、頂面308和多個(gè)橫向 側(cè)面309。值得注意的是，安裝面307不包括如QFN封裝100所需的 標(biāo)記(例如，標(biāo)記120)。QFN封裝300包括通過(guò)安裝面307暴露的多個(gè)引線306。此外， QFN封裝300包括與上面討論的半導(dǎo)體芯片110類似的半導(dǎo)體芯片 310，所述半導(dǎo)體芯片310包括無(wú)源面312和有源面314。在一個(gè)實(shí)施 例中，半導(dǎo)體芯片310包括不大于約2.1mm的寬度"W1"。
在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片310的中心(未示出)定位在QFN 封裝300的(關(guān)于X軸、Y軸和Z軸)三維中心。例如，如果QFN封 裝300是5mmX5mm的QFN封裝(高度為0.7mm)，則半導(dǎo)體芯片 310的中心將基本上位于點(diǎn)(2.5mm, 2.5mm, 0.4mm)。在另一實(shí)施例 中，半導(dǎo)體芯片310的中心位于安裝面307的(關(guān)于寬度的X軸和Y 軸)二維中心。例如，如果QFN封裝是5mmX5mm的QFN封裝，則 半導(dǎo)體芯片310的中心將相對(duì)于安裝面307的寬度基本上位于點(diǎn) (2.5mm, 2.5mm)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，活性面314通過(guò)粘附材料350設(shè)置在引線306 上，其中，粘附材料350的示例包括但不限于環(huán)氧、膠帶或類似的粘 附材料。例如，可以利用導(dǎo)熱粘附材料來(lái)增強(qiáng)通過(guò)引線306從活性面 314的散熱?；钚悦?14向著或面向安裝面307(如參照?qǐng)D2所討論的， 與向著或面向頂面108的活性面114相對(duì))。此外，活性面314上的 一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤(pán)318被定位成更靠近半導(dǎo)體芯片310的中心，以 避免與附著材料350的干擾并且允許鍵合焊盤(pán)318到引線306的線鍵 合。此外，引線306包括使得在活性面314和安裝面307之間產(chǎn)生間 隔(或間隙)301的形狀(下面討論)。
此外，QFN封裝300包括與上面討論的鍵合線130類似的鍵合線 330，其中，鍵合線330將活性面314耦合到引線306。根據(jù)一個(gè)實(shí)施 例，在將活性面314耦合到引線306的過(guò)程中，鍵合線330基本上設(shè) 置在間隔301內(nèi)(即，設(shè)置在活性面314和安裝面307之間)。以此 方式，與當(dāng)前的QFN封裝(例如，QFN封裝100)相比，QFN封裝300能夠具有減小的尺寸。換言之，與QFN封裝100相比，QFN封裝300 能夠減小寬度"W'"和/或高度"H1"的尺寸。
此外，因?yàn)镼FN封裝300包括引線至活性表面的上升(即，活性 面314 "高于"引線306)，所以QFN封裝300對(duì)于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的金絲 球鍵合是非常合適的。在一個(gè)實(shí)施例中，鍵合線330是在線彎曲中包 括彎曲點(diǎn)的較長(zhǎng)楔形鍵合線。在另一實(shí)施例中，鍵合線330是較短的 鍵合球，該鍵合球具有從與參照?qǐng)D2討論的部分132類似的表面314 向下延伸的部分以及與參照?qǐng)D2討論的部分134類似的環(huán)狀部分，但 是在線鍵合工藝中沒(méi)有彎曲點(diǎn)以及更少的彎曲以將電阻和成本最小 化。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，QFN封裝300包括不大于約2.5mm的寬度W1。 在另一實(shí)施例中，QFN封裝300包括不大于約l.Omm的高度H1。在又 一實(shí)施例中，QFN封裝300包括約2.0mm的寬度W'和約0.8mm的高 度H1。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的QFN封裝300包括不大于約1.2的 WVW^勺比率，使得QFN封裝300是芯片尺寸封裝。在另一實(shí)施例中， WVWS的比率可以大于1.2，使得QFN封裝300不是芯片尺寸封裝。
此外，QFN封裝300的各種實(shí)施例意圖比上面討論的QFN封裝 具有更小和/或更薄的尺寸，使管芯尺寸減小和/或引線尺寸減小。此外， QFN封裝300的各種實(shí)施例意圖比上面討論的QFN封裝具有更大和/ 或更厚的尺寸。
圖4是示出包括多個(gè)半導(dǎo)體芯片的QFN封裝400的實(shí)施例的底視 圖的圖示，其中，雖然QFN封裝400包括形成安裝面407的模塑材料 440，但是底視圖沒(méi)有包括形成安裝面407的(與模塑材料140類似的) 模塑材料440。如所示出的，QFN封裝400包括半導(dǎo)體芯片410和半導(dǎo)體芯片452,其中，半導(dǎo)體芯片410和452中的每個(gè)與上面討論的半 導(dǎo)體芯片310相類似。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，半導(dǎo)體芯片410和452 基本上是相同類型的半導(dǎo)體芯片(例如MEMS或CMOS芯片)。在另 一實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片4I0和452是不同類型的半導(dǎo)體芯片(例如， 半導(dǎo)體芯片410是SiGe芯片而半導(dǎo)體芯片452是CMOS芯片)。
此外，QFN封裝400包括通過(guò)多個(gè)鍵合線430與半導(dǎo)體芯片410 耦合的多個(gè)引線406以及通過(guò)多個(gè)鍵合線430與半導(dǎo)體芯片452耦合 的多個(gè)引線408，其中，引線406和408與引線306相類似，以及鍵合 線430與上面討論的鍵合線330相類似。此外，QFN封裝400包括與 半導(dǎo)體芯片410和半導(dǎo)體芯片452耦合的至少一個(gè)引線411。此外，引 線411通過(guò)多個(gè)鍵合線430 (例如，通過(guò)鍵合焊盤(pán)418將引線411耦合 到半導(dǎo)體芯片410的第一鍵合線431以及通過(guò)鍵合焊盤(pán)418將引線411 耦合到半導(dǎo)體芯片452的第二鍵合線432)耦合到半導(dǎo)體芯片410和 452中的每個(gè)。
在另一實(shí)施例中，QFN封裝400包括將半導(dǎo)體芯片410耦合到半 導(dǎo)體芯片452的、與鍵合線330相類似的至少一個(gè)鍵合線433。如所示 出的，半導(dǎo)體芯片410和452中的至少一個(gè)包括突出物(stud) 488， 所述突出物488由例如用于將半導(dǎo)體芯片410和450通過(guò)鍵合線433 "直接"彼此耦合的金形成。這里，例如與引線411相比，鍵合線433 在半導(dǎo)體芯片410和452之間提供更多的芯片至芯片耦合通路。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，QFN封裝400包括將半導(dǎo)體芯片410耦合到半 導(dǎo)體芯片452的一個(gè)鍵合線433和/或一個(gè)引線411。在另一實(shí)施例中， QFN封裝400包括將半導(dǎo)體芯片410耦合到半導(dǎo)體芯片452的多于一 個(gè)的鍵合線433和/或多于一個(gè)的引線4U。
值得注意的是，圖4示出包括兩個(gè)引線4U的QFN封裝，然而， QFN封裝400可以包括任意數(shù)目的引線411，包括0個(gè)。此外，圖4示出包括將每個(gè)引線4U耦合到半導(dǎo)體芯片410的單個(gè)鍵合線431以 及將每個(gè)引線411耦合到半導(dǎo)體芯片452的單個(gè)鍵合線432;然而，引 線411可以包括將引線411耦合到半導(dǎo)體芯片410的任意數(shù)目的鍵合 線431和/或?qū)⒁€411耦合到半導(dǎo)體芯片的452的任意數(shù)目的鍵合線 432，包括0個(gè)鍵合線431或0個(gè)鍵合線432。另外，QFN封裝400被 示出為包括單個(gè)鍵合線433;然而，QFN封裝400可以包括將半導(dǎo)體 芯片410耦合到半導(dǎo)體芯片452的任意數(shù)目的鍵合線433，包括0個(gè)。
圖5是示出沿著線5-5截取的QFN封裝400的橫截面圖的圖示。 如所示出的，QFN封裝400包括半導(dǎo)體芯片410和452，半導(dǎo)體芯片 410和452分別包括通過(guò)與上面討論的粘附材料350相類似的粘附材料 450分別在引線406、 408和411上設(shè)置的活性面414和454 (以及非 活性面412和456)。
在一個(gè)實(shí)施例中，QFN封裝400包括(通過(guò)鍵合焊盤(pán)418)將引 線406、 408和411耦合到半導(dǎo)體芯片410和/或452的鍵合線430、 431 和432。此外，鍵合線430、 431和/或432設(shè)置在間隔401內(nèi)，所述間 隔401產(chǎn)生于半導(dǎo)體芯片410和/或452的活性表面414和/或454與安 裝面407之間。換言之，鍵合線430、 431和/或432的一部分或全部分 別設(shè)置在半導(dǎo)體芯片410的活性面414和安裝面407之間和/或半導(dǎo)體 芯片452的活性面454和安裝面407之間。
與QFN封裝300類似地，QFN封裝400包括模塑材料440，所述 模塑材料440包圍半導(dǎo)體芯片410和452、鍵合線430、 431和/或432， 并且至少部分地包圍引線406、 408和/或411。此外，模塑材料440形 成與上面討論的各種實(shí)施例相類似的安裝面407、頂面408和側(cè)面409。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，QFN封裝400包括不大于約5.5mm的寬度"W3 在另一實(shí)施例中，QFN封裝400包括不大于約l.Omm的高度"H2"。 在又一實(shí)施例中，QFN封裝400包括約5.0mm的寬度"W^，和約0.8mm的高度"H2"。此外，QFN封裝400的其他實(shí)施例可以包括不大于約 l.Omm的其他寬度和/或不大于約5.5mm的其他高度。
值得注意的是，QFN封裝400的各種實(shí)施例意圖使QFN封裝400 可以包括超過(guò)兩個(gè)的半導(dǎo)體芯片。此外，QFN封裝400也可以包括大 于上面討論的尺寸的尺寸。
圖6是根據(jù)QFN封裝300和QFN封裝400的一個(gè)實(shí)施例的引線 600 (例如，引線306、 406或408)的側(cè)視圖的圖示。如所示出的，引 線600包括模塑鎖610、 620和630。模塑鎖610、 620和630被構(gòu)造在 引線600上，使得當(dāng)耦合到模塑材料340或440時(shí)，引線600基本上 不能與模塑材料340、 440分離并且在沒(méi)有使模塑材料340、 440產(chǎn)生 裂縫的情況下移動(dòng)。換言之，模塑鎖610、 620和630基本上防止引線 600在沿著X軸、Y軸或Z軸方向上的移動(dòng)。
模塑鎖610和630都基本上鎖固模塑材料340、 440，防止其相對(duì) 于引線600向右移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，模塑鎖610基本上比模塑鎖 630大，使得與模塑鎖630相比，模塑鎖610提供優(yōu)良的鎖固部件。模 塑鎖620鎖固了模塑材料340、 440而防止其相對(duì)于引線600向上和向 左移動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，引線600包括"嚙合形狀"，使得引線600在 三個(gè)軸上由模塑材料340或440圍繞。換言之，模塑材料340或440 將基本填充表面640上方的空間、雙分層表面(two-tiered surface) 650 下方的空間的至少一部分、表面660旁邊的空間以及表面670的側(cè)部 空間675。另外，各種實(shí)施例意圖使引線600可以包括將產(chǎn)生間隔(例 如，間隔301和間隔401)的任何形狀，所述間隔能夠使鍵合線330、 430、 431和432設(shè)置這樣的間隔內(nèi)(即，設(shè)置在活性面314、 414和/ 或514與安裝面307或407之間)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，引線600的高度"H3"處于約0.15mm至約 0.40mm的范圍內(nèi)。在另一實(shí)施例中，高度"H3"小于約0.40mm。
引線600由包括例如金屬、合金或其他類似導(dǎo)電材料的導(dǎo)電材料 形成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，引線600由銅形成。在另一實(shí)施例中，引線 600由已經(jīng)用鎳、鎳-鈀膜、鎳-金膜、鉻或鉻膜進(jìn)行電鍍的銅形成。
圖7A和7B示出表示形成具有減小尺寸的QFN封裝(例如，QFN 封裝300和QFN封裝400)的方法700的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。根據(jù) 一個(gè)實(shí)施例，方法700以形成第一多個(gè)引線(例如引線306和引線406) (塊705)作為開(kāi)始。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，塊705包括在至少一個(gè)引線中 形成至少一個(gè)模塑鎖(例如，模塑鎖610、 620和/或630)，使得引線 基本上不能在沿著X軸、Y軸或Z軸的方向上移動(dòng)。在另一實(shí)施例中， 塊705包括在至少一個(gè)引線中形成至少兩個(gè)模塑鎖，使得引線基本上 不能在沿著X軸和Y軸、X軸和Z軸或者Y軸和Z軸的方向上移動(dòng)。 在又一實(shí)施例中，塊705包括在至少一個(gè)引線中形成至少三個(gè)模塑鎖， 使得引線基本上不能在沿著X軸、Y軸和Z軸的方向上移動(dòng)。
此外，方法700包括將第一半導(dǎo)體芯片(例如，半導(dǎo)體芯片310 和半導(dǎo)體芯片410)的第一活性面(例如，活性面314和活性面414) 設(shè)置或附著到第一多個(gè)引線上(塊710)。另外，方法700包括將第一 多個(gè)鍵合線(例如，鍵合線330和鍵合線430)耦合到第一活性面(塊 720)。此外，方法700包括將第一多個(gè)鍵合線耦合到第一多個(gè)引線， 使得第一多個(gè)鍵合線設(shè)置在QFN封裝的活性面和安裝面(例如，安裝 面307和安裝面407)之間的間隔(例如，間隔301和間隔401)內(nèi)(塊 730)。此外，方法700包括以模塑材料(例如，模塑材料340)包圍 第一半導(dǎo)體芯片、第一多個(gè)鍵合線以及第一多個(gè)引線的至少一部分(塊 740)。
根據(jù)另一實(shí)施例，方法700包括形成第二多個(gè)引線(例如，引線306和引線406)(塊750)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，塊750包括在至少一 個(gè)引線中形成至少一個(gè)模塑鎖(例如，模塑鎖610、 620和/或630)， 使得引線基本上不能在沿著X軸、Y軸或Z軸的方向上移動(dòng)。在另一 實(shí)施例中，塊750包括在至少一個(gè)引線中形成至少兩個(gè)模塑鎖，使得 引線基本上不能在沿著X軸和Y軸、X軸和Z軸或者Y軸和Z軸的方 向上移動(dòng)。在又一實(shí)施例中，塊750包括在至少一個(gè)引線中形成至少 三個(gè)模塑鎖，使得引線基本上不能在沿著X軸、Y軸和Z軸的方向上 移動(dòng)。此外，方法700包括將第二半導(dǎo)體芯片(例如，半導(dǎo)體芯片452) 的第二活性面(例如，活性面454)設(shè)置在或附著到第二多個(gè)引線(例 如，引線408和/或411)上(塊755)。另外，方法700包括將第二多 個(gè)鍵合線(例如，鍵合線431)耦合到第二活性面(塊760)。此外， 方法700包括將第二多個(gè)鍵合線耦合到第二多個(gè)引線，使得第二多個(gè) 鍵合線設(shè)置在QFN封裝的第二活性面和安裝面(例如，安裝面407) 之間的間隔(例如，間隔401)內(nèi)(塊765)。在一個(gè)實(shí)施例中，方法700包括通過(guò)至少一個(gè)鍵合線(例如，鍵 合線432)將至少一個(gè)引線(例如，引線408)耦合到第一活性面和第 二活性面(塊770)。另外，方法700包括耦合至少一個(gè)鍵合線，使得 鍵合線設(shè)置在第一活性面和/或第二活性面與安裝面之間(塊775)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，方法700包括以模塑材料(例如，模塑材料440) 包圍第一半導(dǎo)體芯片、第二半導(dǎo)體芯片、第一多個(gè)鍵合線、第二多個(gè) 鍵合線、第一多個(gè)引線的至少一部分以及第二多個(gè)引線的至少一部分 (塊780)。根據(jù)另一實(shí)施例，方法700包括以模塑材料(例如，模塑 材料440)包圍第一半導(dǎo)體芯片、第二半導(dǎo)體芯片、第一多個(gè)鍵合線、 第二多個(gè)鍵合線、第一引線(即，引線408)的至少一部分、第一多個(gè) 引線的至少一部分和第二多個(gè)引線的至少一部分(塊7S5)。值得注意的是，雖然以特定的次序討論了方法700，但是方法700 不需要以表現(xiàn)出的次序來(lái)執(zhí)行。此外，方法700的各種實(shí)施例可以省 略關(guān)于塊705至785的上面討論的步驟中的一個(gè)或多個(gè)?？傊鞣N實(shí)施例提供一種方型扁平無(wú)引線(QFN)封裝，該封 裝具有安裝面、包括具有活性表面和非活性表面的半導(dǎo)體芯片的芯片 尺寸封裝、在安裝面上暴露的多個(gè)引線以及被構(gòu)造成將多個(gè)引線耦合 到半導(dǎo)體芯片的多個(gè)鍵合線，其中，活性表面被定向?yàn)槊鎸?duì)安裝面， 以及多個(gè)鍵合線設(shè)置在活性表面和安裝面之間。在一個(gè)實(shí)施例中，多 個(gè)引線包括將多個(gè)引線中的每個(gè)耦合到模塑材料的至少一個(gè)模塑鎖。在一個(gè)實(shí)施例中，QFN封裝還包括基本上圍繞半導(dǎo)體芯片和鍵合 線并且至少部分地圍繞多個(gè)引線的模塑材料，其中，多個(gè)引線中的每 個(gè)包括用于將多個(gè)引線中的每個(gè)耦合到模塑材料的嚙合形狀。在另一 實(shí)施例中，QFN封裝還包括基本上與安裝面相對(duì)設(shè)置的頂面和多個(gè)側(cè) 面，其中，半導(dǎo)體芯片的第一中心基本上定向于芯片尺寸封裝的第二 中心中，以及第二中心位于在安裝面、頂面和多個(gè)側(cè)面的中心。在另一實(shí)施例中，QFN封裝的安裝面包括不大于2.5mm的寬度。 此外，芯片尺寸封裝的高度不大于約lmm。另外，QFN封裝的寬度與 半導(dǎo)體芯片的寬度的比率不大于1.2。在又一實(shí)施例中，QFN封裝包括 具有嚙合形狀的多個(gè)引線中的至少一個(gè)，其中，嚙合形狀包括被定向 為面向安裝面的雙分層表面，以及其中，至少一個(gè)鍵合線耦合到活性 面和雙分層表面。其他實(shí)施例提供一種具有安裝面的QFN封裝，該QFN封裝包括 具有第一活性表面和第一非活性表面的第一半導(dǎo)體芯片、具有第二活性表面和第二非活性表面的第二半導(dǎo)體芯片、定位在安裝面上的第一 多個(gè)引線以及將第一多個(gè)引線耦合到第一半導(dǎo)體芯片的第一多個(gè)鍵合 線，其中，第一活性表面被定向?yàn)槊嫦虬惭b面，以及第一多個(gè)鍵合線設(shè)置在第一活性表面和安裝面之間。在一個(gè)實(shí)施例中，QFN封裝還包 括定位在安裝面上的第二多個(gè)引線以及將第二多個(gè)引線耦合到第二半 導(dǎo)體芯片的第二多個(gè)鍵合線，其中，第二多個(gè)鍵合線設(shè)置在第二活性 表面和安裝面之間。在另一實(shí)施例中，QFN封裝包括將第一引線耦合到第一活性表面 的第一鍵合線，其中，第一鍵合線設(shè)置在第一活性表面和安裝面之間。 在又一實(shí)施例中，QFN封裝包括將第一引線耦合到第二活性表面的第 二鍵合線，其中，第二鍵合線設(shè)置在第二活性表面和安裝面之間。在又一實(shí)施例中，第一多個(gè)引線和第二多個(gè)引線中的每個(gè)包括將 第一多個(gè)引線和第二多個(gè)引線中的每個(gè)耦合到模塑材料的至少一個(gè)模 塑鎖。在另一實(shí)施例中，第一多個(gè)引線和/或第二多個(gè)引線中的每個(gè)包 括用于將第一多個(gè)引線和第二多個(gè)引線中的每個(gè)耦合到模塑材料的嚙 合形狀?？商孢x地，安裝面包括不大于約5mm的寬度。在另一實(shí)施例中， QFN封裝包括不大于約lmm的寬度。各種其他實(shí)施例提供一種形成具有安裝面的QFN封裝的方法，該 方法包括將第一半導(dǎo)體芯片的第一活性面設(shè)置在第一多個(gè)引線上， 第一多個(gè)引線定位在安裝面上并且第一多個(gè)引線中的一個(gè)的至少一部 分暴露在安裝面上；將第一多個(gè)鍵合線耦合到第一半導(dǎo)體芯片的第一 活性面；將第一多個(gè)鍵合線耦合到第一多個(gè)引線，其中，第一多個(gè)鍵 合線定位在第一活性面和安裝面之間。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包 括以模塑材料來(lái)包圍半導(dǎo)體芯片、多個(gè)引線中的每個(gè)的至少一部分以 及多個(gè)鍵合線。此外，該方法還包括在多個(gè)引線的每個(gè)上形成至少一 個(gè)模塑鎖，以將多個(gè)引線耦合到模塑材料。在另一實(shí)施例中，該方法還包括將第二半導(dǎo)體芯片的第二活性面設(shè)置在第二多個(gè)引線上，第二多個(gè)引線定位在安裝面上并且第二多 個(gè)引線中的一個(gè)的至少一部分暴露在安裝面上；將第二多個(gè)鍵合線耦 合到第二半導(dǎo)體芯片的第二活性面；以及將第二多個(gè)鍵合線耦合到第二多個(gè)引線，其中，第二多個(gè)鍵合線定位在第二活性面和安裝面之間。 在又一實(shí)施例中，該方法包括將至少第一引線耦合到第一活性表面和 第二活性表面。在一個(gè)實(shí)施例中，耦合第一鍵合線包括將第一鍵合 線耦合到第一引線和第一活性表面，使得第一鍵合線設(shè)置在第一活性 面和安裝面之間；以及將第二鍵合線耦合到第一引線和第二活性表面， 使得第二鍵合線設(shè)置在第二活性面和安裝面之間。雖然在前面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中示出至少一個(gè)示例性實(shí)施例， 但是應(yīng)該理解存在大量的變形。也應(yīng)該理解，該示例性實(shí)施例或多個(gè) 示例性實(shí)施例只是示例，不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用 和構(gòu)造。相反，前面的詳細(xì)描述將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供用于實(shí)施 本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方便的路程圖，理解的是，在不脫離如所附 權(quán)利要求和它們的法律等效物中所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，可 以對(duì)示例性實(shí)施例中描述的元件的布置和功能進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種具有安裝面的方型扁平無(wú)引線(QFN)封裝，所述QFN封裝包括半導(dǎo)體芯片，包括活性表面和非活性表面；多個(gè)引線，暴露在所述安裝面上；以及多個(gè)鍵合線，被構(gòu)造成將所述多個(gè)引線耦合到所述半導(dǎo)體芯片，其中，所述活性表面被定向面向所述安裝面，以及所述多個(gè)鍵合線設(shè)置在所述活性表面和所述安裝面之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的QFN封裝，其中，所述多個(gè)引線包括將 所述多個(gè)引線中的每個(gè)耦合到模塑材料的至少一個(gè)模塑鎖。
3. 如權(quán)利要求1所述的QFN封裝，還包括基本圍繞所述半導(dǎo)體 芯片和所述鍵合線并且至少部分圍繞所述多個(gè)引線的模塑材料，其中， 所述多個(gè)引線中的每個(gè)包括用于將所述多個(gè)引線中的每個(gè)耦合到所述 模塑材料的嚙合形狀。
4. 如權(quán)利要求1所述的QFN封裝，還包括設(shè)置成與所述安裝面 基本上相對(duì)的頂面以及多個(gè)側(cè)面，其中所述半導(dǎo)體芯片的第一中心被基本上定向在QFN封裝的第二中心中，以及所述第二中心設(shè)置在所述安裝面、所述頂面以及所述多個(gè)側(cè)面的 中心。
5. 如權(quán)利要求1所述的QFN封裝，其中，所述安裝面的寬度不 大于約2.5mm。
6. 如權(quán)利要求5所述的QFN封裝，其中，所述QFN封裝的高度 不大于約lmm。
7. 如權(quán)利要求1所述的QFN封裝，其中，所述QFN封裝的寬度 與所述半導(dǎo)體芯片的寬度的比率不大于1.2。
8. 如權(quán)利要求1所述的QFN封裝，其中，所述多個(gè)引線中的至 少一個(gè)包括具有被定向?yàn)槊嫦蛩霭惭b面的雙分層表面的嚙合形狀， 以及其中，至少一個(gè)鍵合線耦合到所述活性面和所述雙分層表面。
9. 一種具有安裝面的QFN封裝，所述QFN封裝包括 第一半導(dǎo)體芯片，包括第一活性表面和第一非活性表面； 第二半導(dǎo)體芯片，包括第二活性表面和第二非活性表面； 第一多個(gè)引線，被定位在所述安裝面上；以及 第一多個(gè)鍵合線，將所述第一多個(gè)引線耦合到所述第一半導(dǎo)體芯片，其中，所述第一活性表面被定向?yàn)槊嫦蛩霭惭b面，以及 所述第一多個(gè)鍵合線設(shè)置在所述第一活性表面和所述安裝面之間。
10. 如權(quán)利要求9所述的QFN封裝，還包括-第二多個(gè)引線，定位在所述安裝面上；以及第二多個(gè)鍵合線，將所述第二多個(gè)引線耦合到所述第二半導(dǎo)體芯 片，其中，所述第二多個(gè)鍵合線設(shè)置在所述第二活性表面和所述安裝 面之間。
11. 如權(quán)利要求IO所述的QFN封裝，還包括第一鍵合線，將第一引線耦合到所述第一活性面，其中，所述第 一鍵合線設(shè)置在所述第一活性表面和所述安裝面之間。
12. 如權(quán)利要求11所述的QFN封裝，還包括-第二鍵合線，將所述第一引線耦合到所述第二活性面，其中，所述第二鍵合線設(shè)置在所述第二活性表面和所述安裝面之間。
13. 如權(quán)利要求IO所述的QFN封裝，其中，所述第一多個(gè)引線 和所述第二多個(gè)引線中的每個(gè)包括將所述第一多個(gè)引線和所述第二多個(gè)引線中的每個(gè)耦合到所述模塑材料的至少一個(gè)模塑鎖。
14. 如權(quán)利要求IO所述的QFN封裝，其中，所述第一多個(gè)引線 和所述第二多個(gè)引線中的每個(gè)包括用于將所述第一多個(gè)引線和所述第 二多個(gè)引線中的每個(gè)耦合到所述模塑材料的嚙合形狀。
15. 如權(quán)利要求9所述的QFN封裝，其中，所述安裝面的寬度不 大于約5mm。
16. 如權(quán)利要求9所述的QFN封裝，其中，所述QFN封裝包括不 大于約lmm的高度。
17. —種形成具有安裝面的QFN封裝的方法，所述方法包括 將第一半導(dǎo)體芯片的第一活性面設(shè)置在第一多個(gè)引線上，所述第一多個(gè)引線定位在所述安裝面上，以及所述第一多個(gè)引線中的一個(gè)的 至少一部分暴露在所述安裝面上；將第一多個(gè)鍵合線耦合到所述第一半導(dǎo)體芯片的第一活性面；以及將所述第一多個(gè)鍵合線耦合到所述第一多個(gè)引線，其中，所述第 一多個(gè)鍵合線被定位在所述第一活性面和所述安裝面之間。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括以模塑材料來(lái)包圍所述半導(dǎo)體芯片、所述多個(gè)引線中的每個(gè)的至 少一部分以及所述多個(gè)鍵合線。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括在所述多個(gè)引線中的每個(gè)上形成至少一個(gè)模塑鎖，以將所述多個(gè) 引線耦合到所述模塑材料。
20. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在第二多個(gè)引線上設(shè)置第二半導(dǎo)體芯片的第二活性面，所述第二 多個(gè)引線定位在所述安裝面上，以及所述第二多個(gè)引線中的一個(gè)的至 少一部分暴露在所述安裝面上；將第二多個(gè)鍵合線耦合到所述第二半導(dǎo)體芯片的所述第二活性面；以及將所述第二多個(gè)鍵合線耦合到所述第二多個(gè)引線，其中，所述第 二多個(gè)鍵合線定位在所述第二活性面和所述安裝面之間。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括將至少第一引線耦合到所述第一活性表面和所述第二活性表面。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，耦合所述第一鍵合線包括將第一鍵合線耦合到所述第一引線和所述第一活性表面，使得所 述第一鍵合線設(shè)置在所述第一活性面和所述安裝面之間；以及將第二鍵合線耦合到所述第一引線和所述第二活性表面，使得所 述第二鍵合線設(shè)置在所述第二活性面和所述安裝面之間。
23. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括形成所述第一多個(gè)引線， 使得至少一個(gè)引線包括嚙合形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種將方型扁平無(wú)引線(QFN)封裝(300，400)的尺寸減小至芯片尺寸封裝的方法和設(shè)備。這樣的QFN封裝包括第一半導(dǎo)體芯片(310，410)；多個(gè)凹進(jìn)的引線(306，406，408，411)，具有模塑鎖部件；以及模塑材料(340，440)，基本包圍半導(dǎo)體芯片的所有面。半導(dǎo)體芯片的活性表面(314，414)被定向向著QFN封裝的安裝面(307，407)，以及多個(gè)鍵合線(330，430)設(shè)置在活性表面和安裝面之間，將活性面耦合到引線。QFN封裝也可包括第二半導(dǎo)體芯片(452)，以與第一半導(dǎo)體芯片類似的方式，第二半導(dǎo)體芯片(452)通過(guò)鍵合線(431，432)耦合到多個(gè)引線(408)和第一半導(dǎo)體芯片。
文檔編號(hào)H01L23/495GK101553920SQ200780039476
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者威廉·G·麥克唐納, 詹姆斯·J·王 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司