專利名稱：具有連接部件的半導體封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種半導體封裝，特別涉及網(wǎng)格焊球陣列(BGA)封裝。
參照

圖1，一種常規(guī)的BGA半導體芯片封裝包括一塊在其上設(shè)有金屬圖形的基片1。芯片5用粘結(jié)劑4粘合固定在基片1上。形成在芯片5上的芯片焊盤(未示出)通過金屬絲7與金屬圖形3電連接。包括芯片5和金屬絲7在內(nèi)的基片表面的某些部分被環(huán)氧模塑化合物6覆蓋。多個導電焊盤2被形成在基片1的下表面。用回流工藝將焊球8各自形成在每個對應的導電焊盤2上。然后用焊球8將常規(guī)的BGA封裝固定在印刷電路板(未示出)上。
然而，常規(guī)的BGA封裝有兩個缺點。因為封裝的焊球8定位于與有源表面或芯片的下表面相對的表面上，封裝中的電通路從芯片5經(jīng)導線絲7一直延伸到PCB而變得冗長，因而封裝過程歷經(jīng)較長時間。而且限制了封裝尺寸的縮小。
此外，有一種實施方案，其中的焊球分布在封裝芯片的有源表面上(未示出)，然而由于為互連線需要在其上施加一種接頭連接，除制造工藝困難外還有低生產(chǎn)率的問題尚未解決。
至少部分實現(xiàn)本發(fā)明目的之途徑是借助于一種集成芯片封裝，它包括a)一塊有開口的基片；b)具有第一和第二表面并在第一表面上設(shè)有多個芯片焊盤的集成芯片，該集成芯片被裝配在基片的開口內(nèi)；以及c)連接部件被裝配在集成芯片的第一表面上，該連接部件具有i)有第1和第2表面和多個導電介質(zhì)的連接器，ii)多個形成在連接器第1表面上的導電焊盤，各與對應的導電介質(zhì)導電連接，以及iii)形成在連接器第二表面上用于使對應的芯片焊盤與對應的導電介質(zhì)導電連接的互連裝置；以及d)用于模塑半導體芯片的模塑化合物。
還可以借助于封裝具有多個芯片焊盤的集成芯片的連接部件部分地實現(xiàn)本發(fā)明，該連接部件包括a)有第1和第2表面和多個導電介質(zhì)的連接器；b)形成在連接器第1表面上多個導電焊盤，各與對應的導電介質(zhì)導電連接；以及c)形成在連接器的第2表面上用于使對應的芯片焊盤與對應的導電介質(zhì)導電連接的互連裝置。
本發(fā)明還可至少部分地借助于有連接部件的封裝來實現(xiàn)，該封裝包括在其上表面設(shè)有一凹槽的封裝殼、設(shè)在凹槽內(nèi)的半導體芯片、設(shè)在芯片有源區(qū)域上的連接部件，以及模塑芯片并灌入封裝殼和連接部件之間縫隙內(nèi)的模塑化合物。
本發(fā)明之另一些優(yōu)點、目的及其它特性將在接下來的說明書中部分地加以陳述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，根據(jù)下面的分析或從本發(fā)明的實踐中學習，會變得明了。本發(fā)明的目的和優(yōu)點，如在所附的權(quán)利要求書中特意指出的，均可理解并實現(xiàn)。
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明，圖中相同的參考標號代表相同的元件。
圖1是常規(guī)BGA封裝的剖面圖；圖2是依照本發(fā)明的具有連接部件的BGA封裝的剖面圖；圖3是圖2中圓圈部分A的放大視圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的連接部件的剖面圖。
如圖2所示，在封裝殼或基片11的上表面有一個凹槽/開口11a。封裝殼是由塑料或陶瓷材料制成的。用環(huán)氧粘結(jié)劑14將半導體芯片15粘結(jié)在凹槽11a的底部表面。在芯片11的有源表面的一部分上設(shè)置多個芯片焊盤17。在有源表面上，使連接部件20與每個芯片焊盤17電連接。將環(huán)氧模塑化合物16填入封裝殼11和在其上粘有芯片15的連接部件20之間的所有縫隙。在一定的溫度使環(huán)氧模塑化合物固化。
參照圖3，用熱壓技術(shù)使連接部件20的粘結(jié)劑27與每個芯片焊盤17電連接。每個粘結(jié)劑27都形成得稍小于每個芯片焊盤17，以便易于對準并粘結(jié)到對應的芯片焊盤17上。另一方案，可將焊塊設(shè)置在芯片焊盤17上，以使焊塊與粘結(jié)劑27形成電連接。
連接部件20包括其內(nèi)有布線23的連接器21。在連接器21的下表面邊緣部分形成互連焊盤26，并與布線23電連接。在連接器21的上表面的一部分設(shè)置多個導電焊盤22，而粘結(jié)劑27接觸到每個連接焊盤?？蓪⒁阎坪玫暮盖?5附著在導電焊盤22的表面上，作為連接部件20的輸入/輸出端子，或可以將焊塊(未示出)直接形成在每個導電焊盤22上作為輸入/輸出端子。由芯片11、芯片焊盤17、互連焊盤26和粘結(jié)劑27相連構(gòu)成電通路，它們有互不相同的導電特性。
連接器21，它是一種柔性的印刷電路，具有附于其上的單面或雙面粘覆膜24。該覆膜24由熱固性或熱塑性樹脂制成。借助于熱壓將連接部件20固定在粘覆膜24上，并設(shè)置在芯片15的有源表面的中心部分。連接器21和導電膜24的厚度分別在5～400μm和10～400μm的范圍。
使用濺射、電鍍或蒸發(fā)法將互連焊盤26淀積在連接器21下表面的邊緣部分。每個互連焊盤26是由銅或銅/金復合層形成，其厚度最厚1mm，面積大于0.33mm2。粘結(jié)劑27是固態(tài)各向異性導電粘結(jié)劑或固態(tài)各向異性膜。粘結(jié)劑27的厚度在5～200μm的范圍，而導電球28設(shè)于其內(nèi)。
所以，借助于連接部件與芯片焊盤的電連接可使根據(jù)本發(fā)明的BGA芯片封裝減少信號的存取時間，因而使封裝適合于高速器件。而且，因為連接部件的粘結(jié)劑與芯片焊盤是直接相互連接的，芯片間的間距可從現(xiàn)在的160μm縮短到30～40μm。另外，關(guān)于具有多于200個管腳的多管腳半導體封裝，可以防止由展寬焊盤間距引起的半導體封裝尺寸的增大。
工藝步驟也由于芯片焊盤與連接部件同時進行焊接而被減少，這可提高封裝的生產(chǎn)率。因為焊球易于制作，可隨工藝之簡化而實現(xiàn)成本的降低。此外，由于輸入/輸出端子被形成在連接部件的上表面，可容易獲得封裝尺寸的減小，因而能制作薄的BGA封裝。
前述的實施方案僅僅是用于解釋，絕不能被當成對本發(fā)明的限制。本方案可容易地適用于其它類型的封裝。而且，本發(fā)明作為舉例公開了一種被模塑化合物包封的芯片。由此可見，本發(fā)明可用于不完全包封的半導體芯片，即模塑樹脂封裝或模塑半導體芯片的封裝。在前述的實施方案中，為便于解釋圖中所見的本發(fā)明，表面被稱作上和下表面或頂部和底部表面。由此可見，表面基準與封裝的取向有關(guān)。本發(fā)明的說明意在解釋，而不是對權(quán)利要求范圍的限制。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，許多替代，改型和變化將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)格焊球陣列半導體封裝，其特征在于包括一在其上表面設(shè)有凹槽的封裝殼；一設(shè)在該凹槽內(nèi)的半導體芯片；一設(shè)在芯片有源區(qū)上的連接裝置；以及一模塑芯片并灌入封裝殼和連接裝置之間的所有縫隙的模塑化合物。
2.權(quán)利要求1的封裝，其特征在于，將一熱塑性/熱固性粘結(jié)帶定位于連接裝置和芯片有源區(qū)之間。
3.權(quán)利要求1的封裝，其特征在于，封裝殼是由選自塑性材料和陶瓷材料的一種材料形成的。
4.權(quán)利要求1的封裝，其特征在于，連接裝置包括一連接器；設(shè)于連接器的一邊緣部分以便與對應的各導線電連接的連接焊盤；形成在連接器的另一邊緣部分并與對應的各導線連接的導電焊盤；形成在各導電焊盤上的輸入/輸出端子以及面對每個連接焊盤的粘結(jié)劑。
5.權(quán)利要求4的封裝，其特征在于，輸出端子是焊球和焊塊之一種。
6.權(quán)利要求4的封裝，其特征在于，連接器是一種柔性的印刷電路。
7.權(quán)利要求4的封裝，其特征在于，連接焊盤是由選自濺射、電鍍和蒸發(fā)法的淀積技術(shù)形成的。
8.權(quán)利要求7的封裝，其特征在于，連接焊盤是由選自金和銅/金復合層的一種材料形成的。
9.權(quán)利要求4的封裝，其特征在于，粘結(jié)劑是各向異性導電粘結(jié)劑和各向異性導電膜之一種。
10.權(quán)利要求4的封裝，其特征在于，模塑化合物包封芯片。
11.一種集成芯片封裝，其特征在于a)一具有開口的基片；b)一具有第一和第二表面并在所說的第一表面上設(shè)置多個芯片焊盤的集成芯片，所說的集成芯片被裝配在所說的基片的開口內(nèi)；以及c)一裝配在所說的集成芯片的第一表面的連接部件，所說的連接部件具有i)一具有第一和第二表面和多個導電介質(zhì)的連接器，ii)形成在所說的連接器的第一表面上的多個導電焊盤，各與對應的導電介質(zhì)導電連接；以及iii)形成在所說的連接器的第二表面上用于使對應的芯片焊盤與對應的導電介質(zhì)導電連接的互連裝置；以及d)模壓所說的半導體芯片的模塑化合物。
12.權(quán)利要求11的封裝，其特征在于，在所說的開口內(nèi)是個有下表面和側(cè)表面的凹槽，粘結(jié)劑將所說的集成芯片粘附在所說的下表面。
13.權(quán)利要求12的封裝，其特征在于，所說的模塑化合物填入所說的凹槽的側(cè)表面和所說的集成芯片之間的所有縫隙。
14.權(quán)利要求11的封裝，其特征在于，所說的芯片焊盤設(shè)置在所說的集成芯片的第一表面的周邊部分。
15.權(quán)利要求11的封裝，其特征在于，所說的連接器是一塊印刷電路，所說的多個導電介質(zhì)是埋入所說的印刷電路中的多根布線。
16.權(quán)利要求11的封裝，其特征在于，互連裝置包括多個固定在所說的連接器的第二表面上的互連焊盤和使對應的芯片焊盤與對應的互連焊盤連接的導電粘結(jié)劑。
17.權(quán)利要求16的封裝，其特征在于，所說的互連焊盤是銅和銅/金復合層之一種。
18.權(quán)利要求16的封裝，其特征在于，所說的導電粘結(jié)劑是各向異性的導電粘結(jié)劑和固態(tài)各向異性導電膜之一種。
19.權(quán)利要求16的封裝，其特征在于，所說的導電粘結(jié)劑包括設(shè)于其內(nèi)的導電焊球。
20.權(quán)利要求16的封裝，其特征在于，所說的模塑化合物包封著半導體芯片。
21.權(quán)利要求11的封裝，其特征在于，還包括粘附于所說的多個導電焊盤上的多個焊球。
22.一種封裝具有多個芯片焊盤的集成芯片的連接部件，其特征在于它包括a)有第一和第二表面和多個導電介質(zhì)的連接器；b)形成在所說的連接器的第一表面上的多個導電焊盤，各與對應的導電介質(zhì)導電連接；以及c)形成在所說的連接器的第二表面上使對應的芯片焊盤與對應的導電介質(zhì)導電連接的互連裝置。
23.權(quán)利要求22的連接部件，其特征在于，所說的連接器是印刷電路，所說的多個導電介質(zhì)是埋入所說的印刷電路內(nèi)的多個布線。
24.權(quán)利要求22的連接部件，其特征在于，互連裝置包括固定在所說的連接器的第二表面的多個互連焊盤和使對應的芯片焊盤與對應的互連焊盤連接的導電粘結(jié)劑。
25.權(quán)利要求24的連接部件，其特征在于，所說的互連焊盤是銅和銅/金復合層之一種。
26.權(quán)利要求24的連接部件，其特征在于，所說的導電粘結(jié)劑是各向異性導電粘結(jié)劑和固態(tài)各向異性導電膜之一種。
27.權(quán)利要求24的連接部件，其特征在于，所說的導電粘結(jié)劑包括設(shè)于其內(nèi)的導電焊球。
28.權(quán)利要求22的連接部件，其特征在于，還包括粘附于所說的多個導電焊盤上的多個焊球。
29.權(quán)利要求11的封裝，其特征在于，所說的連接部件還包括粘附在所說的連接器的第二表的用于粘結(jié)所說的集成芯片的絕緣膜。
30.權(quán)利要求22的連接部件，其特征在于，還包括粘附于所說的連接器的第二表面的用于粘結(jié)所說的集成芯片的絕緣膜。
全文摘要
一種網(wǎng)格焊球陣列(BGA)半導體封裝包括一在其上表面設(shè)有凹槽的封裝殼、位于凹槽內(nèi)的半導體芯片和設(shè)在芯片有源區(qū)上的連接裝置。模塑化合物模塑芯片半灌入封裝殼和連接裝置之間的所有縫隙。該封裝能實現(xiàn)更薄的封裝產(chǎn)品并縮短封裝器件的存取時間，因而可獲得高速運行的器件。
文檔編號H01L21/60GK1153999SQ9612080
公開日1997年7月9日 申請日期1996年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月29日
發(fā)明者金振圣 申請人:Lg半導體株式會社