雙角部頂部閘道模制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對(duì)用于包封半導(dǎo)體芯片的雙角部頂部閘道(gate)模制，以及利用雙角部頂部閘道模制包封半導(dǎo)體芯片的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用模制化合物包封半導(dǎo)體芯片是一種要求非常仔細(xì)的工藝，尤其在經(jīng)由導(dǎo)線接合將半導(dǎo)體芯片連接到下面的基板的情況下。模制化合物的流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線掃動(dòng)，即，接合線相對(duì)于彼此橫向移動(dòng)。導(dǎo)線掃動(dòng)可能導(dǎo)致接合線變得彼此太接近，導(dǎo)致傳導(dǎo)干擾或者在接合線形成物理接觸的情況下甚至導(dǎo)致短接。
[0003]所謂的中心閘道模制減輕了許多的導(dǎo)線掃動(dòng)問題。在中心閘道模制中，模制模具置于半導(dǎo)體芯片之上，并且其包括位于模具的頂壁中并且與半導(dǎo)體芯片的中心大體對(duì)準(zhǔn)的閘道。模制化合物通過中心閘道注入并徑向地向外流動(dòng)在半導(dǎo)體芯片之上?？梢栽谀＞叩捻敱谥性O(shè)置氣孔，一般與中心閘道分隔開，并且可以與半導(dǎo)體芯片的角部對(duì)準(zhǔn)。這樣的模制設(shè)計(jì)還消除了對(duì)于澆道(gate runner)的需要，所述澆道是以前將模制化合物從閘道傳導(dǎo)到模制模具內(nèi)的空腔必要的通道。
[0004]然而，中心閘道模制遇到“篩漏效應(yīng)(sieve effect)”。也就是說，在模制化合物在半導(dǎo)體芯片的諸面之上流動(dòng)并且流過導(dǎo)線接合時(shí)，導(dǎo)線接合會(huì)作為對(duì)于模制化合物的篩漏。模制化合物中的填充物被保持并且匯集在導(dǎo)線接合上方，同時(shí)在導(dǎo)線接合下面以及在半導(dǎo)體管芯的邊沿下，模制化合物具有低得多的填充物濃度，并因此是“樹脂富余的”。模制化合物中填充物的非均勻散布呈現(xiàn)出封裝可靠性風(fēng)險(xiǎn)。例如，“樹脂富余的”模制化合物具有比均質(zhì)模制化合物高得多的熱膨脹系數(shù)(CTE)。由于該不均勻的散布也可能導(dǎo)致芯片層脫。
[0005]已經(jīng)嘗試解決“篩漏效應(yīng)”，諸如，降低模制化合物中填充物的尺寸。然而，尺寸降低是有限制的，增加了成本，并且是一種供應(yīng)驅(qū)動(dòng)的效應(yīng)。
[0006]因此，期望提供一種降低“篩漏效應(yīng)”同時(shí)保持中心閘道模制的優(yōu)點(diǎn)的模制模具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于將模制化合物應(yīng)用到半導(dǎo)體芯片的模制模具，所述模制模具包括:側(cè)墻，其形成用于容納所述半導(dǎo)體芯片的空腔，并具有相反的第一和第二軸向末端，所述側(cè)墻具有在所述第一軸向末端處的第一開口和在所述第二軸向末端處的第二開口，所述第一開口和第二開口中的每一個(gè)接入所述空腔；主墻，在其所述第一軸向末端處耦接到所述側(cè)墻，并且跨所述第一開口，所述主墻的中心與所述側(cè)墻的縱軸對(duì)準(zhǔn)，所述主墻限定相對(duì)于所述側(cè)墻的縱軸基本垂直取向的平面；以及第一和第二閘道，其被形成穿過所述主墻以接入所述空腔，所述第一和第二閘道限定位于所述主墻的所述平面中的第一線，所述主墻的中心位于所述第一和第二閘道之間在所述第一線上。
[0008]根據(jù)本公開的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于包封利用多個(gè)導(dǎo)線接合連接到基板的半導(dǎo)體芯片的方法，所述方法包括:提供模制模具，其具有:(i)側(cè)墻，其形成空腔并且具有相反的第一軸向末端和第二軸向末端，所述側(cè)墻具有在所述第一軸向末端處的第一開口和在所述第二軸向末端處的第二開口，所述第一開口和第二開口中的每一個(gè)接入所述空腔，(ii)主墻，在其所述第一端處耦接到所述側(cè)墻，并跨所述第一開口，所述主墻的中心與所述側(cè)墻的縱軸對(duì)準(zhǔn)，所述主墻限定相對(duì)于所述側(cè)墻的縱軸基本垂直取向的平面，以及(iii)第一和第二閘道，其被形成穿過所述主墻以接入所述空腔，所述第一和第二閘道限定位于所述主墻的所述平面中的第一線，所述主墻的中心位于所述第一和第二閘道之間在所述第一線上；將所述模制模具的所述第二軸向末端置于所述基板上，以使得所述半導(dǎo)體芯片和所述導(dǎo)線接合被容納在所述模制模具的所述空腔中；通過所述第一和第二閘道兩者將模制化合物注入到所述空腔中，以包封所述半導(dǎo)體芯片和所述多個(gè)導(dǎo)線接合。
【附圖說明】
[0009]本發(fā)明通過示例的方式示出，并且本發(fā)明不受附圖中示出的其實(shí)施例的限制，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示類似的元件。圖中的元件出于簡化和清楚的目的而示出，并且并不必然按比例繪制。顯然，某些垂直尺寸已經(jīng)被相對(duì)于某些水平尺寸放大。
[0010]在附圖中:
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的模制模具的頂部平面圖；
[0012]圖2是通過被使用來包封半導(dǎo)體芯片的圖1的模制模具的線2-2截取的截面圖；
[0013]圖3是通過圖1的模具模制來包封半導(dǎo)體芯片的樹脂流的示意透視圖；以及
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的模制模具的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參考附圖，其中在若干附圖中使用相同附圖標(biāo)記來指示相同的部件，圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的模制模具10。使用模制模具10來將模制化合物12應(yīng)用到半導(dǎo)體芯片14。半導(dǎo)體芯片14可以由常規(guī)的半導(dǎo)體材料或材料組合制成，諸如，砷化鎵、硅鍺、絕緣體上硅(SOI)、硅、單晶硅等，以及上述的組合，并且半導(dǎo)體芯片14可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)接合線18連接到基板16。與圖1和2中的模制模具10 —起使用的裝置優(yōu)選是常規(guī)的球帶格柵陣列(TBGA)封裝件。然而，模制模具10也可以與其它配置一起使用(見，例如，圖4)。
[0016]模制模具10包括側(cè)墻20，其形成用于容納半導(dǎo)體芯片14的空腔22。側(cè)墻20具有第一和第二軸向末端20a、20b,其被布置為彼此相反，并且側(cè)墻20包括在第一軸向末端20a處的第一開口 24a以及在第二軸向末端20b處的第二開口 24b。第一和第二開口 24a、24b中的每一個(gè)接入空腔22。優(yōu)選地，半導(dǎo)體芯片14被通過第二開口 24b容納在空腔22中。還優(yōu)選的，在使用中，側(cè)墻20的第二軸向末端20b靠在基板16的主表面上，但是也構(gòu)思側(cè)墻20的第二軸向末端20b可以替代地靠在其它表面上以容納半導(dǎo)體芯片14，和/或也可以容納基板的至少一部分。
[0017]優(yōu)選的，側(cè)墻20相對(duì)于在第一和第二軸向末端20a、20b之間延伸的縱軸A成角度，從而使得第二開口 24b大于第一開口 24a。然而，側(cè)墻20也可以與縱軸A平行地延伸，從而使得第一和第二開口 24a、24b大小等同，或者，成角度以使得第一開口 24a大于第二開口 24b。
[0018]還優(yōu)選地，側(cè)墻20繞其周緣連續(xù)，即，在側(cè)墻20中，沒有除第一和第二軸向末端20a、20b處的第一和第二開口 24a、24b以外的開口或裂口。然而，也構(gòu)思在對(duì)于工具放置、或通氣等必要時(shí)，側(cè)墻20可以包括形成在其中的另外的開口。
[0019]優(yōu)選地，在沿著縱軸A在任何部分處從第一或第二軸向末端20a、20b中的一個(gè)觀看時(shí)，側(cè)墻20大體具有方形或矩形的形式。以這樣的形式，側(cè)墻20將具有至少四個(gè)不同的側(cè)邊，其可以全部由單件材料形成，或者可以是彼此焊接或以另外的方式附接的分立件以形式完整的側(cè)墻20。然而，側(cè)墻20也可以形成其它形狀，以用于形成所完成的半導(dǎo)體芯片封裝件(未示出)的期望的形狀。
[0020]模制模具10還包括主墻26，其耦接側(cè)墻20于其第一軸向末端20處。主墻26跨第一開口 24a，從而關(guān)閉側(cè)墻20的第一軸向末端20a，除了在下面更詳細(xì)描述的例外。優(yōu)選地，主墻26的中心與縱軸A對(duì)準(zhǔn)，并且主墻26限定相對(duì)于側(cè)墻20的縱軸A基本垂直取向的平面。
[0021]主墻26和側(cè)墻20可以由單件材料形成，諸如通過模制等，或者，主墻26可以機(jī)械地或化學(xué)地附接到側(cè)墻20，通過焊接、膠粘、或緊固件等耦接。
[0022]優(yōu)選地，主墻26與側(cè)墻20在第一軸向末端20a處的形狀大體匹配，例如，在優(yōu)選實(shí)施例中為方形或矩形。因此，主墻26可以具有四個(gè)角部28a-28d。圖1中四個(gè)角部28a_d被示出為被倒角，但是四個(gè)角部28a-28d也可以形成為直角或圓角的等等。根據(jù)主墻26的形狀，可以采用更少或更多的角部28。
[0023]第一和第二閘道30、32被形成穿過主墻26以接入空腔22?？梢裕纾鳛橹鲏?6的模制工藝的一部分，來形成模制閘道30、32，或者，可以后來從主墻26的材料切割或穿孔出模制閘道30、32。
[0024]不同于現(xiàn)有技術(shù)，第一和第二閘道30、32優(yōu)選形成為偏離中心并且彼此對(duì)角線地相反，而不是形成在該主墻26的中心處。例如，優(yōu)選地，第一和第二閘道30、32限定位于主墻26的所述平面中的第一線34，并且該主墻26的中心位于第一和第二閘道30、32之間在第一線34上。
[0025]優(yōu)選地，第一和第二閘道30、32每一個(gè)與該主墻26的中心分隔開相等的距離，但是也可以使用不同的距離。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選地，第一和第二閘道30、32與主墻的相反的角部28對(duì)準(zhǔn)，并且可以被形成為臨近所述相反的角部28。例如，如圖1中所示，第一線34優(yōu)選與彼此對(duì)角線地相反的兩個(gè)角部28a、28c相交。第一閘道30優(yōu)選形成為臨近第一角部28a，第二閘道32優(yōu)選形成為臨近相反的角部28c。然而，在需要時(shí)，第一和第二閘道30、32也可以形成為更接近于該主墻26的中心。優(yōu)選地，主墻26被配置為使得在半導(dǎo)體芯片14被容納在空腔22中時(shí)，半導(dǎo)體芯片14的第一角部14a和第二角部14b與第一線34對(duì)準(zhǔn)(例如，見