專利名稱：半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。
技術(shù)背景
隨著電子元件的小型化、輕量化及多功能化的需求日漸增加，導(dǎo)致半導(dǎo)體封裝 密度不斷增加，因而必須縮小封裝尺寸及封裝時(shí)所占的面積。為滿足上述的需求所發(fā)展 出的技術(shù)中，半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)對(duì)于封裝芯片的整體成本、效能及可靠度有著深遠(yuǎn)的貝獻(xiàn)。
然而，半導(dǎo)體芯片封裝過程中，由于正裝芯片的封裝，需要用粘合劑將正裝芯 片和引線框架連接，并且需要用鍵合線鍵合進(jìn)行封裝，而鍵合線鍵合類型封裝電連接路 徑長(zhǎng)，因而熱特性和電特性不佳，不適用于高性能產(chǎn)品。
另外，正裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)中，為了使輸入/輸出(I/O)引線結(jié)合率提高，引線 框架上的引腳通常比芯片上的焊盤面積大。為了封裝，引線框架上一般需要提供幾百個(gè) I/O引腳與芯片上的外圍焊盤匹配。
但是，由于引線框架的幾何尺寸的限制，引線的尺寸及引線間的空間會(huì)很小， 這樣將引線框架上的引線與芯片上焊盤連接的鍵合線的感應(yīng)系數(shù)會(huì)限制芯片封裝的電性 能。
為解決上述專利號(hào)為1^5386141的美國(guó)專利公開的技術(shù)方案描述了將正裝芯片 堆疊于引線框架上進(jìn)行封裝的方法如圖1和2所示，圖2為圖1中引線框架的俯視圖，引 線框架10包括承載芯片12的管芯墊14，內(nèi)引線22以及與內(nèi)引線22連接的外引線20， 其中內(nèi)引線22與管芯墊14臨近；管芯墊14作為第一導(dǎo)電層；外引線20是用來連接功率 供應(yīng)終端的，內(nèi)引線22由鍵合線對(duì)與管芯墊14連接；另外，管芯墊14四角連接的支撐 桿，使管芯墊14不與整個(gè)引線框架斷開。除上述情況外，內(nèi)引線22可以延伸直接與管 芯墊14連接，替代了采用鍵合線M進(jìn)行連接。在圖2中，由鍵合線沈?qū)⒐苄緣|14與 芯片上焊盤觀連接。
再參考圖1，管芯墊14上形成有粘合劑層30，聚合物介質(zhì)層32通過粘合劑層30 與管芯墊14粘接。在聚合物介質(zhì)層32上依次形成有金屬層34和導(dǎo)電層36，所述導(dǎo)電層 36的材料可以是金，用于焊接芯片12。
參考圖2，其中一組引線40連接芯片12上的焊盤42和導(dǎo)電層36 ；另一組引線 48連接適用于芯片12的功率電壓源。其中金屬層34和導(dǎo)電層36作為管芯墊14以外的 導(dǎo)電層，同樣具有分配給芯片12功能的作用，管芯墊14與金屬層34和導(dǎo)電層36之間沒 有通孔連接。
此封裝方法通過采用金屬層和導(dǎo)電層與芯片上的I/O信號(hào)焊盤連接，通過采用 多個(gè)導(dǎo)電層以改善由于功率分布過于集中而導(dǎo)致的電流過大，并且使I/O焊接尺寸增 大。
現(xiàn)有半導(dǎo)體正裝芯片封裝過程中，需要用粘合劑將正裝芯片和引線框架連接，粘合劑皆為絕緣體，熱傳導(dǎo)系數(shù)低，導(dǎo)熱性能較差，因此主要熱傳導(dǎo)路徑為通過金屬絲 鍵合線和引線框架，而金屬絲鍵合線截面積小路徑長(zhǎng)，因而散熱不好；而且現(xiàn)有半導(dǎo)體 芯片封裝結(jié)構(gòu)不能直接在正裝芯片上安裝散熱器，無法解決散熱不良的問題，進(jìn)而降低 芯片的運(yùn)作功能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法，防止芯片散熱 不好，進(jìn)而降低芯片的運(yùn)作功能。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括引線框架和正 裝芯片，所述引線框架包括管芯墊和位于管芯墊外圍的引線；管芯墊上有與引線對(duì)應(yīng)的 通孔且位于管芯墊邊緣；正裝芯片的基底相對(duì)面與管芯墊粘合且由鍵合線穿過通孔將正 裝芯片上的信號(hào)焊盤與引線框架電連接，正裝芯片基底面上有散熱器。
可選的，散熱器與正裝芯片基底面的連接為固態(tài)共熔結(jié)合。
可選的，散熱器的形狀為魚刺凸?fàn)睢?br> 可選的，散熱器的材料為金屬或陶瓷。
可選的，散熱器的大小大于等于正裝芯片大小。
可選的，散熱器的散熱功率大于或等于正裝芯片的單位面積耗功率。
可選的，所述信號(hào)焊盤為I/O信號(hào)焊盤或接地信號(hào)焊盤或參考電壓信號(hào)焊盤。
可選的，所述信號(hào)焊盤與引線框架連接是與引線框架的引線連接或者與引線框 架的管芯墊連接或者同時(shí)與引線框架的管芯墊和引線連接。
可選的，通孔邊緣是封閉的與引線不連通，或者是開放的與引線連通。
本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體芯片封裝方法，包括下列步驟提供引線框架和正裝 芯片，所述引線框架包括管芯墊和位于管芯墊外圍的引線，其中管芯墊上有通孔且位于 管芯墊邊緣；將正裝芯片的基底相對(duì)面粘合于管芯墊上；鍵合線穿過通孔將正裝芯片上 的信號(hào)焊盤與引線框架電連接；在正裝芯片的基底面上安裝散熱器；將正裝芯片、引線 框架和散熱器封裝成型。
可選的，散熱器與正裝芯片基底面的連接為固態(tài)共熔結(jié)合。
可選的，散熱器的形狀為魚刺凸?fàn)睢?br> 可選的，散熱器的材料為金屬或陶瓷。
可選的，散熱器的大小大于等于正裝芯片大小。
可選的，散熱器的散熱功率大于或等于正裝芯片的單位面積耗功率。
可選的，所述信號(hào)焊盤為I/O信號(hào)焊盤或接地信號(hào)焊盤或參考電壓信號(hào)焊盤。
可選的，所述信號(hào)焊盤與引線框架連接是與引線框架的引線連接或者與引線框 架的管芯墊連接或者同時(shí)與引線框架的管芯墊和引線連接。
可選的，通孔邊緣是封閉的與引線不連通，或者是開放的與引線連通。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)正裝芯片的基底相對(duì)面與管芯墊粘 合，并由鍵合線穿過管芯墊上的通孔與引線電連接，然后在正裝芯片基底面上安裝散熱 器。由于直接在正裝芯片上安裝散熱器，提高散熱效率，進(jìn)而提高了芯片的運(yùn)作功能。
另外，鍵合線穿過通孔將正裝芯片上的信號(hào)焊盤與引線框架電連接，而不需要在管芯墊上再形成其他導(dǎo)電層，不但降低了制造成本，還能得到低的功能/接地阻抗， 使器件的電性能提高。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)的示意圖2是圖1中引線框架的俯視圖3是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的具體實(shí)施方式
流程圖4為本發(fā)明半導(dǎo)體芯片封裝的第一實(shí)施例引線框架示意圖5A、圖5B是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第一實(shí)施例的第一實(shí)例示意 圖6A、圖6B是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第一實(shí)施例的第二實(shí)例示意 圖7A、圖7B是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第一實(shí)施例的第三實(shí)例示意 圖8為本發(fā)明半導(dǎo)體芯片封裝的第二實(shí)施例引線框架示意圖9A、圖9B是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第二實(shí)施例的第一實(shí)例示意 圖10A、圖IOB是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第二實(shí)施例的第二實(shí)例示 意圖11A、圖IlB是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第二實(shí)施例的第三實(shí)例示 意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明在管芯墊上有通孔，且通孔位于管芯墊邊緣，能使后續(xù)在管芯墊兩側(cè)安 裝的芯片按相同方向放置，因此管芯墊兩側(cè)的芯片內(nèi)部接線對(duì)稱，使半導(dǎo)體芯片封裝過 程簡(jiǎn)化，提高了制程的靈活性與效果；同時(shí)降低制造成本。另外，鍵合線穿過通孔將正 裝芯片上的信號(hào)焊盤與引線框架電連接，而不需要在管芯墊上再形成其他導(dǎo)電層，不但 降低的制造成本，還能得到低的功能/接地阻抗，使器件的電性能提高。
圖3是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的具體實(shí)施方式
流程圖。如圖3所示， 執(zhí)行步驟S11，提供引線框架和正裝芯片，所述引線框架包括管芯墊和位于管芯墊外圍的 引線，其中管芯墊上有通孔且位于管芯墊邊緣；執(zhí)行步驟S12，將正裝芯片的基底相對(duì) 面粘合于管芯墊上；執(zhí)行步驟S13，鍵合線穿過通孔將正裝芯片上的信號(hào)焊盤與引線框 架電連接；執(zhí)行步驟S14，在正裝芯片的基底面上安裝散熱器；執(zhí)行步驟S15，將正裝芯 片、引線框架和散熱器封裝成型。
基于上述實(shí)施方式形成的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括引線框架和正裝芯片， 所述引線框架包括管芯墊和位于管芯墊外圍的引線；管芯墊上有與引線對(duì)應(yīng)的通孔且位 于管芯墊邊緣；正裝芯片的基底相對(duì)面與管芯墊粘合且由鍵合線穿過通孔將正裝芯片上 的信號(hào)焊盤與引線框架電連接，正裝芯片基底面上有散熱器。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
圖4為本發(fā)明半導(dǎo)體芯片封裝的第一實(shí)施例引線框架示意圖。如圖4所示，引線 框架400包括管芯墊404和位于管芯墊404外圍的引線A、B、C、D、E、F、G、H、I、 J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Ζ、A’ 和 B’，引線 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Ζ、A，和B，以梳形向外延伸且與管芯墊404隔開；所述管芯墊404上有 封閉通孔 21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、 38、39、40、41、42、43 和 44，所述封閉通孔 21、22、23、24、25、26、27、28、29、 30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43 和 44 位于管芯墊 404 邊 緣；其中封閉通孔 22、23、24、25、26、28、29、30、31、32、34、35、36、37、38、40、41、42、43和44的大小相同，且封閉通孔22與引線B對(duì)應(yīng)、封閉通孔23與引線C 對(duì)應(yīng)、封閉通孔M與引線D對(duì)應(yīng)、封閉通孔25與引線E對(duì)應(yīng)、封閉通孔沈與引線F對(duì) 應(yīng)、封閉通孔觀與引線I對(duì)應(yīng)、封閉通孔四與引線J對(duì)應(yīng)、封閉通孔30與引線K對(duì)應(yīng)、 封閉通孔31與引線L對(duì)應(yīng)、封閉通孔32與引線M對(duì)應(yīng)、封閉通孔34與引線P對(duì)應(yīng)、封 閉通孔35與引線Q對(duì)應(yīng)、封閉通孔36與引線R對(duì)應(yīng)、封閉通孔37與引線S對(duì)應(yīng)、封閉 通孔38與引線T對(duì)應(yīng)、封閉通孔40與引線W對(duì)應(yīng)、封閉通孔41與引線X對(duì)應(yīng)、封閉 通孔42與引線Y對(duì)應(yīng)、封閉通孔43與引線Z對(duì)應(yīng)以及封閉通孔44與引線A’對(duì)應(yīng)；而 引線A和引線B’對(duì)應(yīng)同一封閉通孔21，引線G和引線H對(duì)應(yīng)同一封閉通孔27，引線 O和引線N對(duì)應(yīng)同一封閉通孔33，引線U和引線V對(duì)應(yīng)同一封閉通孔39。
本實(shí)施例中，引線A引線B’共用一個(gè)封閉通孔21，引線G和引線H共用一個(gè) 封閉通孔27，引線O和引線N共用一個(gè)封閉通孔33，引線U和引線V共用一個(gè)封閉通 孔39，以避免降低管芯墊404的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
本實(shí)施例中，封閉通孔22、23、24、25、26、28、29、30、31、32、34、35、 36、37、38、40、41、42、43和44的大小相同，為大于0.2mmX 0.2mm ；封閉通孔21、 27、33和39的大小一致，為大于0.4mmX0.4mm;除實(shí)施例外，封閉通孔21、22、23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、 42、43和44的大小只要使管芯墊404不與整個(gè)引線框架400斷開，并且使管芯墊404上有承 載芯片的區(qū)域。
本實(shí)施例中，管芯墊404四角連接的支撐桿411，用于支撐管芯墊404，不但使 之穩(wěn)固，并且防止管芯墊404與整個(gè)引線框架400斷開。
除實(shí)施例外，封閉通孔22、23、24、25、洸可以是共用的一個(gè)通孔；28、29、 30、31、32可以是共用的一個(gè)通孔；封閉通孔；34、35、36、37、38可以是共用的一個(gè)通 孔；封閉通孔40、41、42、43和44可以是共用的一個(gè)通孔。
圖5A、圖5B是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第一實(shí)施例的第一實(shí)例示意 圖。如圖5A所示，首先，將正裝芯片200正置裝配于如圖4所示的引線框架400的管 芯墊404上，并通過粘合劑層405將正裝芯片200帶信號(hào)焊盤202的基底相對(duì)面與管芯墊 404粘合；然后，通過鍵合線408穿過管芯墊404上的封閉通孔407(圖4中標(biāo)號(hào)為21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、41、42、43和44)將正裝芯片200上的信號(hào)焊盤202與引線框架400上的引線402(圖4 中標(biāo)號(hào)為 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Ζ、A，和B，)進(jìn)行對(duì)應(yīng)電連接。
如圖5B所示，在正裝芯片200的基底面上安裝散熱器212;最后以封裝膠體210 將正裝芯片200、引線框架400以及散熱器封裝成型，僅露出引線框架400的引線402的 一部分區(qū)域。
繼續(xù)參考圖5A至圖5B，引線框架400包括管芯墊404和位于管芯墊404外圍的 引線402，其中管芯墊404上具有封閉通孔407，且封閉通孔407位于管芯墊404邊緣； 正裝芯片200，位于引線框架400上，并且通過粘合劑層405與管芯墊404粘合，其中與 管芯墊404粘合的是基底相對(duì)面；信號(hào)焊盤202，位于正裝芯片200的基底相對(duì)面；鍵合 線408，穿過封閉通孔407將信號(hào)焊盤202與引線402電連接；散熱器212，安裝在正裝 芯片200的基底面上。
圖6A、圖6B是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第一實(shí)施例的第二實(shí)例示意 圖。如圖6A所示，首先，將正裝芯片200正置裝配于如圖4所示的引線框架400的管 芯墊404上，并通過粘合劑層405將正裝芯片200帶信號(hào)焊盤202的基底相對(duì)面與管芯墊 404粘合；然后，通過鍵合線408穿過管芯墊404上的封閉通孔407(圖4中標(biāo)號(hào)為21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、42、43和44)將正裝芯片200上的信號(hào)焊盤202與引線框架400的管芯墊404上的焊 盤進(jìn)行對(duì)應(yīng)電連接。
如圖6B所示，在正裝芯片200的基底面上安裝散熱器212;最后以封裝膠體210 將正裝芯片200、引線框架400以及散熱器封裝成型，僅露出引線框架400的引線402的 一部分區(qū)域。
繼續(xù)參考圖6A至圖6B，引線框架400包括管芯墊404和位于管芯墊404外圍的 引線402，其中管芯墊404上具有封閉通孔407，且封閉通孔407位于管芯墊404邊緣； 正裝芯片200，位于引線框架400上，并且通過粘合劑層405與管芯墊404粘合，其中與 管芯墊404粘合的是基底相對(duì)面；信號(hào)焊盤202，位于正裝芯片200的基底相對(duì)面；鍵 合線408，穿過封閉通孔407將信號(hào)焊盤202與管芯墊404上的焊盤對(duì)應(yīng)電連接；散熱器 212，安裝在正裝芯片200的基底面上。
圖7A、圖7B是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第一實(shí)施例的第三實(shí)例示意 圖。如圖7A所示，首先，將正裝芯片200正置裝配于如圖4所示的引線框架400的管 芯墊404上，并通過粘合劑層405將正裝芯片200帶信號(hào)焊盤202的基底相對(duì)面與管芯墊 404粘合；然后，通過鍵合線408穿過管芯墊404上的封閉通孔407(圖4中標(biāo)號(hào)為21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41、42、43和44)將正裝芯片200上的信號(hào)焊盤202分別與引線框架400上的管芯墊404 上的焊盤及引線402(圖4中標(biāo)號(hào)為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、 N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Ζ、A，和 B，)進(jìn)行對(duì)應(yīng)電連接，使 管芯墊404上的功能焊盤與引線連接。
如圖7B所示，在正裝芯片200的基底面上安裝散熱器212;最后以封裝膠體210 將正裝芯片200、引線框架400以及散熱器封裝成型，僅露出引線框架400的引線402的 一部分區(qū)域。
繼續(xù)參考圖7A至圖7B，引線框架400包括管芯墊404和位于管芯墊404外圍的引線402，其中管芯墊404上具有封閉通孔407，且封閉通孔407位于管芯墊404邊緣； 正裝芯片200，位于引線框架400上，并且通過粘合劑層405與管芯墊404粘合，其中與 管芯墊404粘合的是基底相對(duì)面；信號(hào)焊盤202，位于正裝芯片200的基底相對(duì)面；鍵合 線408，穿過封閉通孔407將信號(hào)焊盤202分別與引線402及管芯墊404上的焊盤對(duì)應(yīng)電 連接，使管芯墊404上的功能焊盤與引線連接；散熱器212，安裝在正裝芯片200的基底 面上。
本實(shí)施例中，所述粘合劑層405是薄膜絕緣隔離層，材料是有機(jī)化合物，具體 例如環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺。
所述信號(hào)焊盤202指的是I/O信號(hào)焊盤或接地信號(hào)焊盤或參考電壓信號(hào)焊盤等。 其材料是金屬或合金，具體例如銅、鋁或銅鋁合金。
鍵合線408的材料是金、銅、鋁或銅鋁合金。
本實(shí)施例中，散熱器212的材料是熱傳導(dǎo)性質(zhì)較好的金屬或陶瓷；通過固體與 固體之間的共熔態(tài)，將散熱器212與正裝芯片200基底面共熔而連接；散熱器212的大小 等于或大于正裝芯片200的大??；散熱器212的散熱功率需大于或等于正裝芯片200的單 位面積耗功率。
散熱器212的形狀可做成魚刺凸?fàn)?，以增加散熱器與空氣的接觸面積，加強(qiáng)散 熱效率。
除實(shí)施例外，還可以用于多芯片的堆疊封裝，例如在與正裝芯片200不同側(cè)的 引線框架400上再正置裝配一個(gè)第二正裝芯片，且第二正裝芯片基底面通過粘合劑層與 引線框架粘合，然后同樣在正裝芯片200的基底面上安裝散熱器用于散熱，進(jìn)而提高電 性能；另外還可以在正裝芯片200上再將帶焊盤的基底相對(duì)面與引線框架粘合并且鍵合 線穿過引線框架上的封閉通孔，在正裝芯片200上正置裝配一個(gè)第三正裝芯片，且第三 正裝芯片的帶焊盤的基底相對(duì)面通過粘合劑層與正裝芯片200基底面粘合，然后在第三 正裝芯片的基底面安裝散熱器用于散熱，進(jìn)而提高電性能。
圖8為本發(fā)明半導(dǎo)體芯片封裝的第二實(shí)施例引線框架示意圖。引線框架400包 括管芯墊404和位于管芯墊404外圍的引線A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、 L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Ζ、A’ 禾口 B’，引線 A、B、 C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Ζ、A，和B，以梳形向外延伸且與管芯墊404隔開；所述管芯墊404上有開放通孔 22、 23、 24、 25、 26、 28、 29、 30、 31、 32、 34、 35、 36、 37、 38、 40、 41、 42、 43 和 44，封閉通孔 21、27、33 和 39，所述開放通孔 22、23、24、25、26、28、29、30、31、 32、34、35、36、37、38、40、41、42、43和44在管芯墊404邊緣斷開，與對(duì)應(yīng)引線連 通；其中開放通孔 22、23、24、25、26、28、29、30、31、32、34、35、36、37、38、 40、41、42、43和44的大小相同，且開放通孔22與引線B對(duì)應(yīng)、開放通孔23與引線C 對(duì)應(yīng)、開放通孔M與引線D對(duì)應(yīng)、開放通孔25與引線E對(duì)應(yīng)、開放通孔沈與引線F對(duì) 應(yīng)、開放通孔觀與引線I對(duì)應(yīng)、開放通孔四與引線J對(duì)應(yīng)、開放通孔30與引線K對(duì)應(yīng)、 開放通孔31與引線L對(duì)應(yīng)、開放通孔32與引線M對(duì)應(yīng)、開放通孔34與引線P對(duì)應(yīng)、開 放通孔35與引線Q對(duì)應(yīng)、開放通孔36與引線R對(duì)應(yīng)、開放通孔37與引線S對(duì)應(yīng)、開放 通孔38與引線T對(duì)應(yīng)、開放通孔40與引線W對(duì)應(yīng)、開放通孔41與引線X對(duì)應(yīng)、開放通孔42與引線Y對(duì)應(yīng)、開放通孔43與引線Z對(duì)應(yīng)以及開放通孔44與引線A’對(duì)應(yīng)；而 引線A和引線B’對(duì)應(yīng)同一封閉通孔21，引線G和引線H對(duì)應(yīng)同一封閉通孔27，弓丨線 O和引線N對(duì)應(yīng)同一封閉通孔33，引線U和引線V對(duì)應(yīng)同一封閉通孔39。
本實(shí)施例中，引線A引線B’共用一個(gè)封閉通孔21，引線G和引線H共用一個(gè) 封閉通孔27，引線O和引線N共用一個(gè)封閉通孔33，引線U和引線V共用一個(gè)封閉通 孔39，以避免降低管芯墊404的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
本實(shí)施例中，開放通孔22、23、24、25、26、28、29、30、31、32、34、35、 36、37、38、40、41、42、43 和 44 的大小相同，為 0.2mmX 0.3mm ；封閉通孔 21、27、 33和39的大小一致，為0.4mmX0.4mm;除實(shí)施例外，開放通孔22、23、24、25、26、 28、29、30、31、32、34、35、36、37、38、40、41、42、43 和 44 以及封閉通孔 21、27、33和39的大小可以是使管芯墊404不與整個(gè)引線框架400斷開，并且使管芯墊404 上有承載芯片的區(qū)域。
本實(shí)施例中，管芯墊404四角連接的支撐桿411，用于支撐管芯墊404，不但使 之穩(wěn)固，并且防止管芯墊404與整個(gè)引線框架400斷開。
除實(shí)施例外，開放通孔22、23、24、25、洸可以是共用的一個(gè)通孔；28、29、 30、31、32可以是共用的一個(gè)通孔；開放通孔；34、35、36、37、38可以是共用的一個(gè)通 孔；開放通孔40、41、42、43和44可以是共用的一個(gè)通孔。
圖9A、圖9B是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第二實(shí)施例的第一實(shí)例示意 圖。如圖9A所示，首先，將正裝芯片200放置于如圖8所示的引線框架400的管芯墊404 上，并通過粘合劑層405將正裝芯片200的基底相對(duì)面與管芯墊404粘合，所述正裝芯片 200上具有信號(hào)焊盤202，其中具有信號(hào)焊盤202的正裝芯片200表面為基底相對(duì)面，與 基底相對(duì)面對(duì)應(yīng)的為基底面；鍵合線408穿過管芯墊404上的開放通孔407(圖6中的標(biāo) 號(hào)為 22、 23、 24、 25、 26、 28、 29、 30、 31、 32、 34、 35、 36、 37、 38、 40、 41、 42、 43和44)，將正裝芯片200上的信號(hào)焊盤202與引線框架400上的引線402 (圖6中標(biāo)號(hào) 為 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、 V、W、X、Y、Ζ、A，和B，)進(jìn)行對(duì)應(yīng)電連接。
如圖9B所示，在正裝芯片200的基底面上安裝散熱器212;最后以封裝膠體210 將正裝芯片200、引線框架400以及散熱器封裝成型，僅露出引線框架400的引線402的 一部分區(qū)域。
繼續(xù)參考圖9A至圖9B，引線框架400包括管芯墊404和位于管芯墊404外圍的 引線402，其中管芯墊404上具有封閉通孔407，且開放通孔407位于管芯墊404邊緣； 正裝芯片200，位于引線框架400上，并且通過粘合劑層405與管芯墊404粘合，其中與 管芯墊404粘合的是基底相對(duì)面；信號(hào)焊盤202，位于正裝芯片200的基底相對(duì)面；鍵合 線408，穿過開放通孔407將信號(hào)焊盤202與引線402電連接；散熱器212，安裝在正裝 芯片200的基底面上。
圖10A、圖IOB是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第二實(shí)施例的第二實(shí)例示 意圖。如圖IOA所示，首先，將正裝芯片200放置于如圖6所示的引線框架400的管芯 墊404上，并通過粘合劑層405將正裝芯片200的基底相對(duì)面與管芯墊404粘合，所述正 裝芯片200上具有信號(hào)焊盤202，其中具有信號(hào)焊盤202的正裝芯片200表面為基底相對(duì)面，與基底相對(duì)面對(duì)應(yīng)的為基底面；鍵合線408穿過管芯墊404上的開放通孔407(圖6中 的標(biāo)號(hào)為 22、23、24、25、26、28、29、30、31、32、34、35、36、37、38、40、41、 42、43和44)，將正裝芯片200上的信號(hào)焊盤202與引線框架400的管芯墊404上的焊盤 進(jìn)行對(duì)應(yīng)電連接。
如圖IOB所示，在正裝芯片200的基底面上安裝散熱器212;最后以封裝膠體 210將正裝芯片200、引線框架400以及散熱器封裝成型，僅露出引線框架400的引線402 的一部分區(qū)域。
繼續(xù)參考圖IOA至圖10B，引線框架400包括管芯墊404和位于管芯墊404外 圍的引線402，其中管芯墊404上具有封閉通孔407，且開放通孔407位于管芯墊404邊 緣；正裝芯片200，位于引線框架400上，并且通過粘合劑層405與管芯墊404粘合，其 中與管芯墊404粘合的是基底相對(duì)面；信號(hào)焊盤202，位于正裝芯片200的基底相對(duì)面； 鍵合線408，穿過開放通孔407將信號(hào)焊盤202與管芯墊404上的焊盤對(duì)應(yīng)電連接；散熱 器212，安裝在正裝芯片200的基底面上。
圖11A、圖IlB是本發(fā)明工藝進(jìn)行半導(dǎo)體芯片封裝的第二實(shí)施例的第三實(shí)例示 意圖。如圖IlA所示，首先，將正裝芯片200放置于如圖6所示的引線框架400的管芯 墊404上，并通過粘合劑層405將正裝芯片200的基底相對(duì)面與管芯墊404粘合，所述正 裝芯片200上具有信號(hào)焊盤202，其中具有信號(hào)焊盤202的正裝芯片200表面為基底相對(duì) 面，與基底相對(duì)面對(duì)應(yīng)的為基底面；鍵合線408穿過管芯墊404上的開放通孔407(圖6中 的標(biāo)號(hào)為 22、23、24、25、26、28、29、30、31、32、34、35、36、37、38、40、41、 42、43和44)，將正裝芯片200上的信號(hào)焊盤202分別與引線框架400上的管芯墊404上 的焊盤及引線402(圖4中標(biāo)號(hào)為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、 O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Ζ、A，和B，)進(jìn)行對(duì)應(yīng)電連接，使管芯 墊404上的功能焊盤與引線連接。
如圖IlB所示，在正裝芯片200的基底面上安裝散熱器212;最后以封裝膠體 210將正裝芯片200、引線框架400以及散熱器封裝成型，僅露出引線框架400的引線402 的一部分區(qū)域。
繼續(xù)參考圖IlA至圖11B，引線框架400包括管芯墊404和位于管芯墊404外 圍的引線402，其中管芯墊404上具有封閉通孔407，且開放通孔407位于管芯墊404邊 緣；正裝芯片200，位于引線框架400上，并且通過粘合劑層405與管芯墊404粘合，其 中與管芯墊404粘合的是基底相對(duì)面；信號(hào)焊盤202，位于正裝芯片200的基底相對(duì)面； 鍵合線408，穿過開放通孔407將信號(hào)焊盤202分別與引線402及管芯墊404上的焊盤對(duì) 應(yīng)電連接，使管芯墊404上的功能焊盤與引線連接；散熱器212，安裝在正裝芯片200的 基底面上。
本實(shí)施例中，所述粘合劑層405是薄膜絕緣隔離層，材料是有機(jī)化合物，具體 例如環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺。
所述信號(hào)焊盤202指的是I/O信號(hào)焊盤或接地信號(hào)焊盤或參考電壓信號(hào)焊盤等。 其材料是金屬或合金，具體例如銅、鋁或銅鋁合金。
鍵合線408的材料是金、銅、鋁或銅鋁合金。
本實(shí)施例中，散熱器212的材料是熱傳導(dǎo)性質(zhì)較好的金屬或陶瓷；通過固體與固體之間的共熔態(tài)，將散熱器212與正裝芯片200基底面共熔而連接；散熱器212的大小 等于或大于正裝芯片200的大??；散熱器212的散熱功率需大于或等于正裝芯片200的單 位面積耗功率。
散熱器212的形狀可做成魚刺凸?fàn)?，以增加散熱器與空氣的接觸面積，加強(qiáng)散 熱效率。
除實(shí)施例外，還可以用于多芯片的堆疊封裝，例如在與正裝芯片200不同側(cè)的 引線框架400上再正置裝配一個(gè)第二正裝芯片，且第二正裝芯片基底面通過粘合劑層與 引線框架粘合，然后同樣在正裝芯片200的基底面上安裝散熱器用于散熱，進(jìn)而提高電 性能；另外還可以在正裝芯片200上再將帶焊盤的基底相對(duì)面與引線框架粘合并且鍵合 線穿過引線框架上的封閉通孔，在正裝芯片200上正置裝配一個(gè)第三正裝芯片，且第三 正裝芯片的帶焊盤的基底相對(duì)面通過粘合劑層與正裝芯片200基底面粘合，然后在第三 正裝芯片的基底面安裝散熱器用于散熱，進(jìn)而提高電性能。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù) 范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括引線框架和正裝芯片，所述引線框架包括管芯 墊和位于管芯墊外圍的引線，其特征在于，管芯墊上有與引線對(duì)應(yīng)的通孔且位于管芯墊 邊緣，正裝芯片的基底相對(duì)面與管芯墊粘合且由鍵合線穿過通孔將正裝芯片上的信號(hào)焊 盤與引線框架電連接，正裝芯片基底面上有散熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于散熱器與正裝芯片基 底面的連接為固態(tài)共熔結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于散熱器的形狀為魚刺 凸?fàn)睢?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于散熱器的材料為金屬 或陶瓷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于散熱器的大小大于等 于正裝芯片大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于散熱器的散熱功率大 于或等于正裝芯片的單位面積耗功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述信號(hào)焊盤為I/O信 號(hào)焊盤或接地信號(hào)焊盤或參考電壓信號(hào)焊盤。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述信號(hào)焊盤與引線 框架連接是與引線框架的引線連接或者與引線框架的管芯墊連接或者同時(shí)與引線框架的 管芯墊和引線連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于通孔邊緣是封閉的與 引線不連通，或者是開放的與引線連通。
10.—種半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于，包括下列步驟提供引線框架和正裝芯片，所述引線框架包括管芯墊和位于管芯墊外圍的引線，其 中管芯墊上有通孔且位于管芯墊邊緣；將正裝芯片的基底相對(duì)面粘合于管芯墊上；鍵合線穿過通孔將正裝芯片上的信號(hào)焊盤與引線框架電連接；在正裝芯片的基底面上安裝散熱器；將正裝芯片、引線框架和散熱器封裝成型。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于散熱器與正裝芯片 基底面的連接為固態(tài)共熔結(jié)合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于散熱器的形狀為魚 刺凸?fàn)睢?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于散熱器的材料為金 屬或陶瓷。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于散熱器的大小大于 等于正裝芯片大小。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于散熱器的散熱功率 大于或等于正裝芯片的單位面積耗功率。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于所述信號(hào)焊盤為I/O信號(hào)焊盤或接地信號(hào)焊盤或參考電壓信號(hào)焊盤。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于所述信號(hào)焊盤與引 線框架連接是與引線框架的引線連接或者與引線框架的管芯墊連接或者同時(shí)與引線框架 的管芯墊和引線連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體芯片封裝方法，其特征在于所述通孔邊緣可以 是封閉的與引線不連通，也可以是開放的與引線連通。
全文摘要
一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。其中半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括引線框架和正裝芯片，所述引線框架包括管芯墊和位于管芯墊外圍的引線；管芯墊上有與引線對(duì)應(yīng)的通孔且位于管芯墊邊緣；正裝芯片的基底相對(duì)面與管芯墊粘合且由鍵合線穿過通孔將正裝芯片上的信號(hào)焊盤與引線框架電連接，正裝芯片基底面上有散熱器。本發(fā)明提高散熱效率，進(jìn)而提高了芯片的運(yùn)作功能。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102024770SQ20091019597
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者王津洲 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司