本發(fā)明涉及半導體封裝領域，特別是涉及半導體封裝構造及制造半導體封裝構造的方法。

背景技術：

半導體產業(yè)致力于制造輕薄短小的產品，各種電子組件需要被高度集成在有限面積的半導體封裝構造中，通常使用錫球或錫球與基板的組合結構作為引腳而與主板(Mainboard)電性連接。然而，錫球在進行回焊(Reflow)結合期間容易產生脫落或塌陷的問題，從而導致半導體封裝構造產生缺球或高度不一致的缺陷。并且，由于錫球是以圓形的形式設置在主板上，錫球與下方主板因接觸面積小會造成散熱不佳的問題，特別是對于高功率的電子組件。此外，由于在注塑半導體封裝構造的過程中需要較高的溫度，因此將無可避免地導致基板發(fā)生曲翹。

因此，有必要提供一種半導體封裝構造，以解決現有技術所存在的問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供半導體封裝構造以及制造半導體封裝構造的方法，其可以簡單的制程和工藝實現低成本高質量的半導體封裝構造。

本發(fā)明的一實施例提供一半導體封裝構造，其包括：封裝基板，其具有第一表面和第二表面，該第一表面與該第二表面相對，該第二表面設置有第一焊墊；第一電子組件，其設置于該第一表面；第二電子組件，其設置于該第二表面；引線框架，其包括第一承座和第二承座，其中第二承座具有連接部；連接材料，其包覆該連接部且連接該第一焊墊；以及第一封裝膠體，其至少包覆該封裝基板、該第一電子組件及該第二電子組件。

在本發(fā)明的另一實施例中，該第一電子組件包括第一芯片和第二封裝膠體，該第一芯片承載于該第一表面且經配置經過連接材料和連接部以電連接至引線框架，該第二封裝膠體包覆該第一芯片。在本發(fā)明的又一實施例中，該第二電子組件包括第二芯片，該第二芯片承載于第二表面且經配置經過連接材料和連接部以電連接至引線框架。在本發(fā)明的另一實施例中，引線框架的材料為除錫之外的金屬材料。在本發(fā)明的又一實施例中，該半導體封裝構造還包括第三封裝膠體，該第三封裝膠體被注塑填充在第一承座和第二承座的空隙中。在本發(fā)明的另一實施例中，該封裝基板包括孔洞。在本發(fā)明的又一實施例中，連接部具有粗糙表面。在本發(fā)明的另一實施例中，該半導體封裝構造進一步包括屏蔽層，其經配置以至少覆蓋第一封裝膠體。在本發(fā)明的又一實施例中，該連接部突出該第二承座的表面。

本發(fā)明的另一實施例提供一制造半導體封裝構造的方法，其包括：提供封裝基板,該封裝基板包括：第一表面和第二表面，該第一表面與該第二表面相對，該第二表面設置有第一焊墊；提供第一電子組件和第二電子組件，將第一電子組件設置于第一表面，將第二電子組件設置于第二表面；設置錫球于該第一焊墊上；提供引線框架，其包括第一承座和第二承座，其中該第二承座具有連接部；壓合該封裝基板和該引線框架且進行回焊，使該錫球形成連接材料，該連接材料包覆該連接部且連接該第一焊墊；及注塑形成第一封裝膠體，該第一封裝膠體至少包覆該封裝基板、該第一電子組件及該第二電子組件。

本發(fā)明實施例提供的半導體封裝構造及其制造方法不僅能夠改善雙面封裝模塊中的熱消散問題，還具有成本低，防止封裝模塊發(fā)生曲翹的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是根據本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造的縱向截面示意圖。

圖2a-2f是根據本發(fā)明一實施例制造半導體封裝構造的流程示意圖，其可制造圖1所示的半導體封裝構造。

具體實施方式

為更好的理解本發(fā)明的精神，以下結合本發(fā)明的部分優(yōu)選實施例對其作進一步說明。

圖1是根據本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造100的縱向截面示意圖。

如圖1所示，根據本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造100包括：封裝基板10、第一電子組件12、第二電子組件14、引線框架16、連接材料18及第一封裝膠體20。

本實施例中，該封裝基板10具有相對的第一表面102和第二表面104，第二表面104設置有第一焊墊(圖中未示出)。

該第一電子組件12設置于該封裝基板10的第一表面102。該第一電子組件12包括第一芯片122和第二封裝膠體124。該第一芯片122可通過常規(guī)的晶片接合(Die Bond)工藝承載于該封裝基板10的第一表面102，通過打線接合(Wire Bond)工藝連接至該第一表面102且經過連接材料18和連接部166以電連接至引線框架16。第二封裝膠體124經注塑以包覆該第一芯片122以起到保護該第一芯片122的作用。第二封裝膠體124的材料可以是樹脂等其他本領域常用的復合物材料。該第一電子組件12也可為其他封裝元件，通過表面貼裝(Surface Mount Technology，SMT)技術設置于該封裝基板10的第一表面102上。

該第二電子組件14設置于該封裝基板10的第二表面104。該第二電子組件14包括第二芯片142，該第二芯片142可通過常規(guī)的倒裝固晶(Flip Chip)的方式承載于該第二表面104且經配置經過連接材料18和連接部166以電連接至引線框架16。該第二芯片142與該封裝基板10的第二表面104之間形成有共晶層(圖中未示出)。

該引線框架16包括第一承座162和第二承座164。該第二承座164具有連接部166。該連接部166自該第二承座164的表面向上突出且該連接部166具有粗糙表面。該第一承座162和第二承座164可由壓印工藝壓印該引線框架16的上表面或者采用蝕刻工藝蝕刻該引線框架16的上表面而形成。該引線框架16還包括注塑填充在該第一承座162和該第二承座164的空隙中的第三封裝膠體168，且包含該第三封裝膠體168的引線框架16與第一封裝膠體20具有相似的熱膨脹系數(Coefficient of thermal expansion，CTE)。該引線框架16的材料為除錫之外的金屬材料,例如，鋼、鐵、鋁、鎳和鋅等。

該連接材料18包覆該連接部166，并且連接第二表面104的第一焊墊(圖中未示出)和第二承座164的連接部166。在本實施例中，所述連接部166突出所述第二承座164的表面。必要時，所述連接部166可具有粗糙的表面。連接材料18與該封裝基板10的第二表面104上的第一焊墊之間形成有共晶層(圖中未示出)。

該第一封裝膠體20至少包覆該封裝基板10、該第一電子組件12及該第二電子組件14。

在本實施例中，該封裝基板10還包括多個孔洞106，該孔洞106貫穿該封裝基板10的第一表面102和第二表面104。當第一封裝膠體20注塑該封裝基板10、該第一電子組件12及該第二電子組件14時，該孔洞106可以拉近模流平衡(Mold-Flow Balance)。具體地，當注塑第一封裝膠體20時，在流速快的一方的第一封裝膠體20會透過孔洞106流動到流速慢的一方從而拉近半導體封裝構造100的模流平衡。該孔洞106的位置及大小的設計可以根據具體的電子組件的設計而進行調整，此處不詳述。

該半導體封裝構造100還包括屏蔽層108，該屏蔽層108經配置以覆蓋該第一封裝膠體20和該第三封裝膠體168。該半導體封裝構造100還包括貼裝元件或其他附件109，例如本實施例中，其可進一步包括通過SMT技術設置于該封裝基板10的第一表面102的無源元件109。

本發(fā)明實施例中的第一封裝膠體20、第二封裝膠體124、第三封裝膠體168的材料可以根據半導體封裝構造的具體情況而選擇，上述三種材料可以相同或不同。另外，可以根據半導體封裝構造的具體情況，選擇具有相似的CTE的第一封裝膠體20、第二封裝膠體124、第三封裝膠體168的材料。

在本發(fā)明的實施例中，封裝基板10通過連接材料18連接至下方的引線框架16，進而與外部部件電性連接。如圖1所示，連接材料18包覆連接部166，并且接觸第二承座164的表面，因此形成內鎖結構(interlock structure)，增強連接材料18與連接部166之間的連接，亦即增強該封裝基板10與該引線框架16之間的連接。必要時，可通過工藝(例如，蝕刻方法)使該連接部166具有粗糙的表面，進而增加連接材料18與連接部166之間的接觸面積，由此增強連接材料18與連接部166之間的連接。因此，這樣的連接方式相較于傳統(tǒng)的錫球作為與下方主板連接的方式相比，具有更好的連接強度。此外，連接材料18與第二承座164組成的導通路徑被第一封裝膠體20以及第三封裝膠體168包覆。第一封裝膠體20以及第三封裝膠體168可有效地將半導體封裝構造100中的熱量向外傳導，從而降低半導體封裝構造100的溫度。再者，包含第三封裝膠體168的引線框架16具有與注塑半導體封裝構造100時所使用的第一封裝膠體20相似的熱膨脹系數。因此，當半導體封裝構造100的溫度升高，例如注塑第一封裝膠體20或當半導體封裝構造100在使用的過程中產生熱量時，由于引線框架16具有與第一封裝膠體20相似的熱膨脹系數，因此半導體封裝構造100并不易發(fā)生曲翹。此外，本發(fā)明無需特殊制程和反復加工的過程，具有制造工藝簡單，制造成本低，且容易與形成屏蔽層的制程接合的優(yōu)點。

此外，本發(fā)明實施例還提供了用于制造半導體封裝構造100的方法。

圖2a-2f是根據本發(fā)明的另一實施例制造半導體封裝構造的流程示意圖，其可制造圖1所示的半導體封裝構造100。

如圖2a所示，提供封裝基板10，該封裝基板10具有相對的第一表面102和第二表面104，第二表面104設置有第一焊墊(圖中未示出)。該封裝基板10還包括多個孔洞106，該孔洞106貫穿該封裝基板10的第一表面102和第二表面104。

接著提供第一電子組件12，該第一電子組件12包括第一芯片122和第二封裝膠體124?？赏ㄟ^常規(guī)的晶片接合工藝將第一芯片122設置于該封裝基板10的第一表面102，然后通過打線接合工藝將該第一芯片122連接至該第一表面102。接著，注塑第二封裝膠體124使其包覆該第一芯片122以起到保護該第一芯片122的作用。至此完成將第一電子組件12設置于該封裝基板10的第一表面102的步驟。在其它實施例中，可預先形成包含第二封裝膠體124與第一芯片122的第一電子組件12，然后再將該第一電子組件12設置于封裝基板10的第一表面102。第二封裝膠體124的材料可以是樹脂等其他本領域常用的復合物材料。貼裝元件或其他附件109可通過SMT技術連接至封裝基板10的第一表面102。

如圖2b所示，于該封裝基板10的第二表面104的第一焊墊上浸漬助焊劑110，然后將錫球112設置于該第一焊墊上。接著將第二電子組件14設置于該封裝基板10的第二表面104。該第二電子組件14包括第二芯片142。該第二芯片142可通過傳統(tǒng)的倒裝固晶的方式設置于該第二表面104且隨后經配置經過連接材料18和連接部166以電連接至引線框架16，容后敘。

如圖2c所示，提供引線框架16。該引線框架16包括第一承座162和第二承座164。該第二承座164具有連接部166。該連接部166自該第二承座164的表面突出。該引線框架16可由壓印工藝壓印該引線框架16的上表面或者采用蝕刻工藝蝕刻該引線框架16的上表面而形成。該引線框架16還包括注塑填充在該第一承座162和該第二承座164的空隙中的第三封裝膠體168，且包含該第三封裝膠體168的引線框架16與第一封裝膠體20具有相似的熱膨脹系數以防止在注塑半導體封裝構造100的過程中發(fā)生曲翹。該引線框架16的材料為除錫之外的金屬材料,例如，鋼、鐵、鋁、鎳和鋅等引線框架材料。必要時，可通過工藝(例如，蝕刻方法)使該連接部166具有粗糙的表面。

接著，在連接部166的表面上浸漬助焊劑170。

如圖2d所示，壓合該封裝基板10和該引線框架16，使得連接部166與錫球112對接，且進行回焊處理。經過回焊處理后，使圖2b中的錫球112形成連接材料18包覆該連接部166且連接至該封裝基板10的第二表面104的第一焊墊，其中助焊劑110和170在回焊過程中揮發(fā)，連接材料18與該封裝基板10的第二表面104上的第一焊墊之間形成有共晶層(圖中未示出)。

如圖2e所示，注塑形成第一封裝膠體20，該第一封裝膠體20至少包覆該封裝基板10、該第一電子組件12及該第二電子組件14。當第一封裝膠體20注塑該封裝基板10、該第一電子組件12及該第二電子組件14時，孔洞106可以拉近模流平衡(Mold-Flow Balance)。具體地，在流速快的一方的第一封裝膠體20會透過孔洞106流動到流速慢的一方從而拉近半導體封裝構造100的模流平衡。該孔洞106的位置及大小的設計可以根據具體的電子組件的設計而進行調整，此處不詳述。

最后，如圖2f所示，切割不同的半導體封裝構造100的第一封裝膠體20以對不同的半導體封裝構造100進行分割。隨后可采用表面涂鍍工藝或表面濺鍍工藝等常用的形成屏蔽層工藝形成屏蔽層108以覆蓋第一封裝膠體20，從而得到如圖1所示的半導體封裝構造100。

本發(fā)明提供的半導體封裝構造采用了引線框架與連接材料結合的結構來改善現有錫球連接結構的缺點，增強了封裝基板與引線框架的連接強度。此外，由于第一和第三封裝膠體包覆連接部，其也為半導體封裝構造提供了導熱路徑。并且，由于包含第三封裝膠體的引線框架與注塑半導體封裝構造所使用的第一封裝膠體具有相似的熱膨脹系數，也可以有效地改善半導體封裝構造曲翹的問題。

本發(fā)明的技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本領域的技術人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護范圍應不限于實施例所揭示的內容，而應包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請權利要求書所涵蓋。