具有嵌入式管芯的模制引線框架封裝的制作方法
【專利說明】具有嵌入式管芯的模制引線框架封裝
[0001]相關(guān)申請
本專利申請要求來自2013年8月29日提交的、題為“MOLDED LEAD FRAME PACKAGEWITH EMBEDDED DIE”的臨時美國專利申請N0.61/871，366的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在其整體上通過引用并入本文。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及用于創(chuàng)建半導(dǎo)體封裝基板的方法。在固態(tài)電子器件中，半導(dǎo)體封裝基板是用于做出半導(dǎo)體管芯和其他電路之間的電連接的機械載體。半導(dǎo)體管芯是用作在其上放置電子器件(諸如晶體管、二極管以及集成電路)的基礎(chǔ)的薄切片材料，例如硅、鍺、或砷化鎵。在一些實施方式中，半導(dǎo)體基板是通過在塑料中嵌入金屬引線框架來構(gòu)成。在其他實施方式中，半導(dǎo)體基板是通過結(jié)合到有機膜的圖案化銅層構(gòu)成。半導(dǎo)體管芯結(jié)合到半導(dǎo)體封裝基板以形成多個半導(dǎo)體管芯和其他無源電路之間的電連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了用于創(chuàng)建將嵌入式管芯和引線框架結(jié)構(gòu)并入單個基板的模制封裝基板的方法。該基板概念適合于在芯片和導(dǎo)線或倒裝芯片配置中的麥克風(fēng)和非麥克風(fēng)封裝二者。
[0004]本發(fā)明還提供了并入許多關(guān)鍵設(shè)計要求的模制封裝基板設(shè)計。該設(shè)計要求包括管芯到半導(dǎo)體基板中的低成本嵌入，任意兩個半導(dǎo)體管芯之間的高密度互連，用于在單個封裝中的兩個堆疊的管芯的低熱阻通路，和引線框架的雙側(cè)半蝕刻，該雙側(cè)半蝕刻產(chǎn)生與用于組裝這樣的設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)表面安裝設(shè)備工藝兼容的隔離端口孔和密封環(huán)。
[0005]本發(fā)明進一步提供了一種半導(dǎo)體封裝。半導(dǎo)體封裝包括第一側(cè)、第二側(cè)、模制基板、管芯和引線框架。半導(dǎo)體封裝的第二側(cè)與半導(dǎo)體封裝的第一側(cè)相對。管芯和引線框架被嵌入到模制基板中。管芯包括被定位在管芯的第一側(cè)上的第一電接觸表面。引線框架也被定位在半導(dǎo)體封裝的第一側(cè)和第二側(cè)之間，以提供半導(dǎo)體封裝的第一側(cè)和第二側(cè)之間的第一電連接。
[0006]本發(fā)明附加地提供了一種制造半導(dǎo)體封裝的方法。半導(dǎo)體封裝包括第一側(cè)和第二側(cè)。半導(dǎo)體封裝的第二側(cè)與半導(dǎo)體封裝的第一側(cè)相對。該方法包括提供模制基板，將管芯嵌入到模制基板中，以及將引線框架嵌入到模制基板中。管芯包括被定位在管芯的第一側(cè)上的第一電接觸表面。引線框架被定位在半導(dǎo)體封裝的第一側(cè)和第二側(cè)之間，以提供半導(dǎo)體封裝的第一側(cè)和第二側(cè)之間的第一電連接。
[0007]本發(fā)明的其他方面通過考慮詳細描述和附圖將變得清楚。
【附圖說明】
[0008]圖1A圖示了半導(dǎo)體封裝的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0009]圖1B圖示了在圖1A中的半導(dǎo)體封裝的俯視圖。
[0010]圖1C圖示了在圖1A中的半導(dǎo)體封裝的橫截面俯視圖。
[0011]圖2圖示包括圖1A中的半導(dǎo)體封裝的組裝后的封裝的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0012]圖3A圖示了麥克風(fēng)封裝的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0013]圖3B圖示在圖3A中的嵌入式管芯的俯視圖。
[0014]圖3C圖示了在圖3A中的麥克風(fēng)封裝的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0015]圖3D圖示了在圖3A中的麥克風(fēng)封裝的俯視圖。
[0016]圖3E圖示了在圖3A中的麥克風(fēng)封裝的仰視圖。
[0017]圖4圖示包括在圖3A中的麥克風(fēng)封裝的組裝后的麥克風(fēng)封裝。
[0018]圖5圖示組裝后的麥克風(fēng)封裝。
【具體實施方式】
[0019]在詳細解釋本發(fā)明的任何實施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不在其應(yīng)用方面被限制到在以下描述中闡述或在所附的附圖中圖示的構(gòu)造和組件布置的細節(jié)。本發(fā)明能夠有其他實施例并且以各種方式被實踐或?qū)嵭小?br>[0020]此外，應(yīng)當(dāng)理解，本文使用的措辭和術(shù)語是為了描述的目的，而不應(yīng)被視為限制?！鞍ā薄ⅰ鞍被颉熬哂小奔捌渥凅w的使用意指涵蓋其后列出的項目及其等同物以及附加項目。術(shù)語“安裝”、“連接”和“耦合”被廣義地使用并且涵蓋直接和間接的安裝、連接和耦合。此外，“連接”和“親合”不局限于物理或機械連接或耦合，且可包括電連接或耦合，無論是直接還是間接的。
[0021]在一些實施方式中，半導(dǎo)體封裝100包括，除其他組件外，第一側(cè)102、第二側(cè)104、模制基板110、具有第一側(cè)122和第二側(cè)124的引線框架120、嵌入式管芯130，以及第一多個柱凸塊140，如圖1A-1C所示的。半導(dǎo)體封裝100的第一側(cè)102與半導(dǎo)體封裝100的第二側(cè)104相對。
[0022]嵌入式管芯130被嵌入在模制基板110中。在一些實施方式中，嵌入式管芯130是專用集成電路。在一些實施方式中，嵌入式管芯130是硅管芯。嵌入式管芯130包括多個暴露的電接觸(即，連接)表面132，其被定位在嵌入式管芯130的第一側(cè)134上。在一些實施方式中，嵌入式管芯130還包括第二多個暴露的電接觸表面(未示出)，其被定位在嵌入式管芯130的第二側(cè)136上。嵌入式管芯130的第二側(cè)136與嵌入式管芯130的第一側(cè)134相對。
[0023]引線框架120也嵌入模制基板110中。引線框架122的第一側(cè)被半蝕刻。引線框架120提供了半導(dǎo)體封裝100的第一側(cè)102和第二側(cè)104之間的電連接。由引線框架120所形成的電連接的熱和應(yīng)力特性至少部分基于引線框架120的尺寸和材料而變化。
[0024]第一多個柱凸塊140提供在半導(dǎo)體封裝102的第一側(cè)和嵌入式管芯130的第一側(cè)134之間的電連接。由多個柱凸塊140形成的電連接的熱和應(yīng)力特性至少部分基于多個柱凸塊140的尺寸、材料和數(shù)量而變化。在一些實施方式中，多個柱凸塊140由銅制成。在一些實施方式中，多個柱凸塊140是由金、鉑或本領(lǐng)域中已知的任何其他電鍍金屬制成。
[0025]如圖2所示，組裝后的半導(dǎo)體封裝200包括，除其他組件外，圖1A-1C的半導(dǎo)體封裝100、第二管芯210、第二多個柱凸塊220和第三多個柱凸塊230。第二管芯210包括，除其他組件外，第一多個暴露的電接觸表面212和第二多個暴露的電接觸表面214，這兩者都定位在第二管芯210的第一側(cè)216上。第二多個柱凸塊220結(jié)合到引線框架120的第一側(cè)122和第二多個暴露的電接觸表面214，以便提供第二管芯210和半導(dǎo)體封裝104的第二側(cè)之間的電連接。第三多個柱凸塊230結(jié)合到第一多個柱凸塊140和第一多個暴露的電接觸表面212，以提供第二管芯210和嵌入式管芯130之間的電連接。在一些實施方式中，第二管芯210是微機電系統(tǒng)(“MEMS”)管芯。
[0026]在一些實施方式中，麥克風(fēng)封裝300包括，除其他組件外，第一側(cè)302、第二側(cè)304、模制基板310、引線框架320、嵌入式管芯330，第一多個柱凸塊340和聲學(xué)端口孔350，如在圖3A的橫截面?zhèn)纫晥D中所示的。麥克風(fēng)封裝300的第一側(cè)302與麥克風(fēng)封裝300的第二側(cè)304相對。
[0027]嵌入式管芯330包括第一多個暴露的電接觸表面332，其定位在嵌入式管芯330的第一側(cè)334和第二側(cè)336上，如圖3A所示。嵌入式管芯330的第二側(cè)336與嵌入式管芯330的第一側(cè)334相對。嵌入式管芯330還包括第二多個暴露的電接觸表面338，其定位在嵌入式管芯330的第一側(cè)334上，如圖3B所示。圖3B是嵌入式管芯330的第一側(cè)334的側(cè)視圖。在一些實施方式中，第二多個暴露的電接觸表面338被定位為平行于第一多個暴露的電接觸表面332，也如圖3B所示。在一些實施方式中，嵌入式管芯330還包括第三多個暴露的電接觸表面(未示出)，其被定位在嵌入式管芯330的第二側(cè)336上。
[0028]引線框架320被半蝕刻在第一側(cè)321和第二側(cè)322上，以形成端口孔結(jié)構(gòu)324和密封環(huán)結(jié)構(gòu)325，如在圖3C的橫截面?zhèn)纫晥D中所示的。引線框架320的第二側(cè)322與引線框架320的第一側(cè)321相對。半蝕刻引線框架320的第一側(cè)321和第二側(cè)322允許模制基板310形成在密封環(huán)結(jié)構(gòu)325之間的焊料壩以允許回流焊料附著，而沒有由于端口孔結(jié)構(gòu)324的焊料潤濕所致的堵塞端口孔350的風(fēng)險。在一些實施方式中，除了圓形以外的其他形狀被用于端口孔結(jié)構(gòu)324。
[0029]蝕刻在微制造中用于在制造期間從引線框架的表面化學(xué)地去除層。徹底蝕刻包括完全徹底從一側(cè)到相對側(cè)去除引線框架的一部分。半蝕刻(即，局部蝕刻)包括從一側(cè)到相對側(cè)未完全徹底去除引線框架的一部分。圖3C圖示了分別通過半蝕刻引線框架320的第一偵021和第二側(cè)322創(chuàng)建的腔326、327。通過半蝕刻每一側(cè)在引線框架的相對側(cè)上形成不同的圖案。此外，利用