專利名稱：用于半導體芯片封裝的柔韌帶基片和制造這種封裝的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于半導體芯片封裝的柔韌帶基片、制造這種封裝的方法、和這種封裝。
如我們所知，柔韌帶基片半導體芯片封裝基本上包括一柔韌帶基片，如一尼龍膠片(polyamide film)，其上形成有從內(nèi)引線引導至外引線的電連接裝置，如銅線。內(nèi)引線被連接至安裝在基片上的半導體晶片(die)，外引線用于連接系統(tǒng)的其它部分，如印刷電路板(pcb)。這樣的封裝經(jīng)常用于封裝液晶顯示(LCD)驅(qū)動器芯片，并提供在一面上的LCD面板本身和在另一面上的pcb之間連接的柔韌性，在該pcb上安裝有用于控制LCD驅(qū)動器芯片的微處理器。
一種已知柔韌基片封裝被稱為帶自動接合(Tape AutomatedBonding)(TAB)封裝，其中，基片為尼龍帶，它具有沿其縱邊設置以使它自動通過封裝系統(tǒng)的輸送孔。電連接裝置由接合至帶表面的銅線形成，LCD驅(qū)動器晶片安裝在膠片上并連至內(nèi)引線。其中的一些電連接裝置引向用于連接至LCD面板的外引線，其它電連接裝置引向用于連接至pcb的外引線。這些pcb外引線包括在帶中的一孔上延伸的導電金屬元件。為連接帶至pcb，帶被定位于pcb上的正確位置，這些元件通過該孔熱桿焊(hot barsolder)至pcb。很清楚，在晶片一邊的LCD面板外引線和在晶片另一邊的pcb外引線可沿帶縱向安置或橫跨其寬邊。然而，LCD驅(qū)動器晶片經(jīng)常為矩形，將它們縱向安置將增加在帶被繞在輪上以交給該封裝的用戶時晶片破損的危險。這樣，矩形晶片通常被安置為橫跨該帶，LCD面板外引線和pcb外引線也跨越帶的寬邊延伸。
隨著安裝在帶上的晶片和pcb之間連接裝置數(shù)量的增加，例如因為需要更多的驅(qū)動器輸入端及更多的來自微處理器的控制輸入端的較大LCD面板，或如果微處理器自身與需要大量至pcb的管腳連接裝置的LCD驅(qū)動器集成，則所使用的標準帶的寬度不足以允許跨越帶延伸的孔包括所有的所需的pcb外引線。
例如，一用于屏幕尺寸為160×64的LCD面板的單片LCD驅(qū)動器具有224(即160+64)個I/O管腳驅(qū)動器輸出端至LCD面板，只有28個管腳至pcb母板。微處理器自身具有總共128個管腳。MCU的LCD控制器部分被分配20個至LCD驅(qū)動器的信號的管腳。全部集成，整個芯片具有需被連接至pcb母板的108個管腳(128-20)和至LCD面板的224個管腳輸出端。
一種已知的在柔韌帶基片上提供大數(shù)量輸出管腳的方法是使用TBGA(TAB-球形網(wǎng)格陣列(Ball Grid Array))封裝，它能在芯片和pcb母板間提供充足的互聯(lián)。然而，TBGA處理是昂貴的，因為它需要被接合至帶的硬背板來支持焊料凸起回流(reflow)，還需要一昂貴的爆騰(bumping)過程。TBGA封裝至pcb的對準也是困難和昂貴的，因為特別硬的基片不透明，因此不可能透過尼龍膠片來觀察以將封裝與pcb對準。
因此，本發(fā)明尋求提供用于半導體芯片封裝的柔韌帶基片，和制造這種封裝的方法，它們克服、或至少減輕了現(xiàn)有技術的上述問題。
相應的，一方面，本發(fā)明提供用于半導體芯片封裝的柔韌帶基片，包括柔韌帶基片，具有用于裝載將被安裝在基片上的半導體晶片的區(qū)域，基片具有形成于其中的孔的二維陣列，該陣列鄰近于該區(qū)域的至少一邊；多個導電內(nèi)引線，接合至基片，并安置在區(qū)域的周圍，以在半導體晶片安裝在基片上時連接它；多個導電外引線，接合至基片，并且每一個都在所述陣列的一個孔上延伸；多個電連接裝置，接合至基片，每個連接裝置連接一內(nèi)引線至一相應外引線。
相應于第二方面，本方明提供柔韌帶基片半導體芯片封裝，包括柔韌帶基片，具有安裝于其上的半導體晶片，基片具有形成于其中的孔的二維陣列，陣列環(huán)繞晶片的至少一邊；多個導電內(nèi)引線，接合至基片，并連接至半導體晶片；多個導電外引線，接合至基片，并且每個都在陣列的一個孔上延伸；及多個電連接裝置，接合至基片，每個連接裝置連接一內(nèi)引線至一相應外引線。
在第三個方面，本方明提供在柔韌帶基片上封裝半導體晶片的方法，包括以下步驟
提供柔韌帶基片，它具有用于裝載將被安裝至基片上的半導體晶片的區(qū)域，基片具有形成于其中的孔的二維陣列，該陣列鄰近于該區(qū)域的至少一邊；多個導電內(nèi)引線，接合至基片，并安置在區(qū)域周圍，以在半導體晶片安裝在基片上時連接它；多個導電外引線，接合至基片，并且每個都在陣列的一個孔上延伸；和多個電連接裝置，接合至基片，每個連接裝置連接一內(nèi)引線至一相應外引線；在區(qū)域上安裝半導體晶片，晶片具有多個電接點；及連接內(nèi)引線至半導體晶片的電接點。
附圖簡要說明現(xiàn)在通過參照附圖舉例，來更詳細地描述本發(fā)明的幾個實施方案，其中

圖1示出柔韌帶基片的第一實施方案；圖2示出柔韌帶基片的第二實施方案；圖3示出圖2的柔韌帶基片的一部分的放大頂視圖；圖4示出在連接至pcb之前沿圖3中的IV-IV線的截面圖；圖5示出在連接至pcb之后與圖4的截面圖相似的截面圖；圖6示出包括一球形網(wǎng)格陣列的已知柔韌帶基片的一部分的放大底視圖，相似于圖3的底視圖；圖7示出在連接至pcb之前，沿圖6中的VII-VII線的截面圖；圖8示出在連接至pcb之后的相似于圖7的截面圖的截面圖。
這樣，如圖1所示，本發(fā)明的第一實施方案提供一柔韌尼龍帶1，它具有沿其縱邊的輸送孔2，以便于通過自動封裝裝置?？梢钥闯?，僅示出了只包括一個封裝的帶長的一部分。帶1具有一區(qū)域3，其上將安裝一半導體晶片(未示出)。在本實施方案中，為使矩形晶片被安裝在其上并安置為橫跨帶，以在晶片被安裝在帶上和帶被繞在輪上后使晶片上的受力最小，區(qū)域3是矩形。
區(qū)域3周圍安置有用于連接至晶片上的相應管腳的內(nèi)引線4。內(nèi)引線4由諸如銅的導電金屬形成，并以已知方式接合至帶1。每一內(nèi)引線電連接至一路徑連接器5，它連接內(nèi)引線與相應外引線接點6，以連接至外部電子元件。如上所述，用于大LCD面板的LCD驅(qū)動器中，有大量的至LCD面板的連接。這樣，在這個實施方案中，環(huán)繞晶片三邊的管腳用于連接至LCD面板，且外引線接點6被設置為兩行以與LCD面板連接。外引線接點6和路徑連接器5都接合至帶1。
在晶片的第四邊上是用于連接至pcb的管腳。如上所述，對一集成顯示驅(qū)動器和微控制器芯片，需被連至pcb的管腳數(shù)可能非常大，以致于外引線不能在跨越帶的一行內(nèi)裝配。因此，在本實施方案中，帶1具有安置為二維模式的孔7的陣列，該陣列位于區(qū)域3的另一邊，與設有外引線接點6的一邊相對。這里，四個孔7為矩形，橫跨帶延伸，并安置為兩行，每行兩孔，以便來自內(nèi)引線4的路徑連接器5可在靠近區(qū)域3的一行的兩孔周圍和之間延伸，以到達較遠一行的孔?？珊茏匀坏卣J識到，每行可多于兩個孔，和\或多于兩行孔，決定于被連至晶片的外引線的數(shù)量。
在區(qū)域3的這一邊上的每個路徑連接器5被連接至外引線元件8，該外引線元件8在孔7中的一個上延伸。這樣，每個孔7都有一些跨越它延伸的外引線元件8。每個外引線元件8都由導電金屬形成，并在孔7的兩邊都接合至帶1。為將外引線元件8連接至pcb，其上已安裝有晶片的帶被定位，以便外引線元件8被正確對準pcb上的接點，然后元件8被熱桿焊至pcb上的接點。
這樣，通過在帶上提供孔的二維陣列，及跨越這些孔延伸的外引線元件，可容納比現(xiàn)有技術更多的晶片上的管腳數(shù)量。
現(xiàn)在參照圖2，示出了本發(fā)明的另一實施方案，其中與圖1的實施方案相同的元件具有相同的標號。這里，不是每個孔具有許多外引線元件8，而是每個外引線元件9在一單獨的孔10上延伸。如清楚的示于圖3和圖4中的，孔10通常為圓形，并設置為交錯行的二維陣列。通過交錯這些行，安置路徑連接器5在這些孔間通過以到達較遠行的外引線連接器會更容易。
每個外引線元件9在孔10中的一個上完全延伸，在相應的孔10的兩邊都接合至帶1。如所示，外引線元件9可與路徑連接器5一樣寬，或適應需要，更寬一點。為連接帶封裝至在其表面有電接點12的pcb11，帶封裝被定位于pcb之上，以便電接點12與外引線元件9對準。然后每行外引線元件9被焊至pcb11上的電接點12來用焊料13形成一電連接裝置，如圖5所示。應認識到，在pcb之上定位帶封裝是相當容易的，因為可通過孔10來觀察pcb。
如圖6至圖8所示，可把該方法與用球形網(wǎng)格陣列技術連接帶封裝至pcb的已知方式相比。這里，圖6示出帶基片1的底視圖，該帶基片具有接合至外引線元件15并形成一陣列的焊料凸起14，與參照圖3描述的實施方案中的孔7的陣列相似。如圖7所示，為在焊料回流處理中為焊料凸起14提供支撐，一硬背板16被接合至帶基片1的另一面，其中焊料回流處理發(fā)生在pcb11已對準帶基片1之后，以在外引線元件15和pcb11上的電接點12間形成焊料連接裝置17，如圖8所示。這里，沒有孔穿過帶基片，而且因為硬背板，帶基片和pcb的對準是困難的。
應認識到，雖然本發(fā)明的兩個具體實施方案已被具體描述，本領域技術人員不脫離本發(fā)明的范圍可做出各種變化和改進。
權利要求
1.用于半導體芯片封裝的柔韌帶基片，包括柔韌帶基片，具有用于裝載將被安裝在所述基片上的半導體晶片的區(qū)域，所述基片具有形成于其中的孔的二維陣列，所述陣列鄰近于所述區(qū)域的至少一邊；多個導電內(nèi)引線，接合至所述基片，并安置在所述區(qū)域的周圍，以在所述半導體晶片安裝在所述基片上時連接它；多個導電外引線，接合至所述基片，并且每一個都在所述陣列的一個所述孔上延伸；多個電連接裝置，接合至所述基片，每個所述連接裝置連接一內(nèi)引線至一相應外引線。
2.如權利要求1所述的柔韌帶基片，其中每個所述孔是長形的，并橫跨所述基片的至少一部分延伸，并且多個導電外引線跨越在每個所述孔上延伸。
3.如權利要求2所述的柔韌帶基片，其中每個所述導電外引線橫跨在相應長形孔上延伸。
4.如權利要求1所述的柔韌帶基片，其中每個所述孔基本上為圓形，并只有一個導電外引線橫跨它延伸。
5.如權利要求4所述的柔韌帶基片，其中所述多個孔被安置成幾行，一行中的孔與相鄰行中的孔相交錯。
6.如權利要求4或5所述的柔韌帶基片，其中每個所述導電外引線以一角度跨越相應孔延伸，所述角度相對于所述基片的縱向基本上為斜角。
7.柔韌帶基片半導體芯片封裝，包括柔韌帶基片，具有安裝于其上的半導體晶片，所述基片具有形成于其中的孔的二維陣列，所述陣列環(huán)繞所述晶片的至少一邊；多個導電內(nèi)引線，接合至所述基片，并連接至所述半導體晶片；多個導電外引線，接合至所述基片，并且每個都在所述陣列的一個孔上延伸；及多個電連接裝置，接合至所述基片，每個連接裝置連接一內(nèi)引線至一相應外引線。
8.如權利要求7所述的封裝，其中每個所述孔是長形的，并橫跨所述基片的至少一部分延伸，且多個導電外引線跨越每個所述孔延伸。
9.如權利要求8所述的封裝，其中每個所述導電外引線橫跨相應長形孔延伸。
10.如權利要求7所述的封裝，其中每個所述孔基本上為圓形，且只有一個導電外引線跨越它延伸。
11.如權利要求10所述的封裝，其中所述多個孔被設置為幾行，一行中的孔與相鄰行中的孔相交錯。
12.如權利要求10或11所述的封裝，其中每個所述導電外引線以一角度跨越相應孔延伸，所述角度相對于所述基片的縱向基本上為斜角。
13.在柔韌帶基片上封裝半導體晶片的方法，包括以下步驟提供柔韌帶基片，它具有用于裝載將被安裝至所述基片上的半導體晶片的區(qū)域，所述基片具有形成于其中的孔的二維陣列，所述陣列鄰近所述區(qū)域的至少一邊；多個導電內(nèi)引線，接合至所述基片，并安置在所述區(qū)域周圍，以在所述半導體晶片安裝在所述基片上時連接它；多個導電外引線，接合至所述基片，并且每個都在所述陣列的一個孔上延伸；多個電連接裝置，接合至所述基片，每個連接裝置連接一內(nèi)引線至一相應外引線；在所述區(qū)域上安裝半導體晶片，所述晶片具有多個電接點；及連接所述內(nèi)引線至所述半導體晶片的所述電接點。
全文摘要
柔韌帶基片,用于將被安裝于它的一個區(qū)域的半導體晶片,具有形成于其中的孔的二維陣列,該陣列環(huán)繞區(qū)域的至少一邊。多個導電內(nèi)引線被接合至該區(qū)域周圍的基片,以連接至該半導體晶片。多個導電外引線被接合至基片,以連接至另一元件,比如印刷電路板,并且每個導電外引線在陣列的一個孔上延伸。多個電連接裝置被接合至基片,以連接內(nèi)引線至相應外引線。
文檔編號H01L23/48GK1195887SQ9711026
公開日1998年10月14日 申請日期1997年4月7日 優(yōu)先權日1997年4月7日
發(fā)明者姚慶良, 龔達榮, 盧偉明 申請人:摩托羅拉公司