具有在焊球处耦合的单独模制的引线框和裸片的半导体封装制造技术

本公开涉及具有在焊球处耦合的单独模制的引线框和裸片的半导体封装。根据本文教导的原理，提供了用于半导体裸片的引线框阵列，其具有接收焊球的位置。然后，焊球被施加于引线框阵列，此后引线框阵列和焊球组合被置于第一模具中并且在第一模塑料中被包围。在固化模塑料之后，去除模塑料的层以露出焊球。此后，半导体裸片电连接至露出的焊球。组合的半导体裸片和引线框被置于第二模具中，并且注入第二模塑料。第二模塑料在半导体裸片和引线框组合周围流动，完全包围引线框和半导体裸片之间的电连接，利用两次模制的配置来制造最终的封装。此后，在适当的位置处切割两次模制的半导体封装阵列，以将封装单一化为独立的产品。

Semiconductor Package with Single-mode Lead Frame and Bare Sheet Coupled at Welding Ball

The present disclosure relates to semiconductor packaging with single-mode lead frames and bare sheets coupled at solder balls. According to the principles taught in this paper, a lead frame array for semiconductor bare sheets is provided, which has the position of receiving solder balls. Then, the solder ball is applied to the lead frame array, after which the lead frame array and the solder ball combination are placed in the first die and surrounded by the first die plastic. After curing the moulding plastics, remove the layer of the moulding plastics to expose the welding balls. Thereafter, the bare semiconductor sheet is electrically connected to the exposed solder ball. The combined semiconductor die and lead frame are placed in the second mold and injected into the second mould plastic. The second mode plastic flows around the semiconductor die and lead frame assembly, which completely surrounds the electrical connection between the lead frame and the semiconductor die, and uses the two die configuration to make the final package. Thereafter, the semiconductor packaging arrays are cut twice at the appropriate positions to simplify the packaging into separate products.

【技术实现步骤摘要】
具有在焊球处耦合的单独模制的引线框和裸片的半导体封装
本公开涉及半导体封装领域，并且具体地，涉及一种半导体封装，其中引线框和半导体封装均被分别模制，然后利用焊球接合到一起。
技术介绍
半导体封装必须保护半导体裸片免受外部环境的影响，同时在输出处提供电信号用于被其他电路使用。因此，封装必须具有足够的保护性和坚固性来防止对半导体裸片的损坏，同时提供电连接使得可以通过半导体裸片接收信号以及从半导体裸片发送信号。传统地，半导体裸片被置于引线框或其他衬底上，然后通过接合线、焊球或其他电耦合来电连接至该引线框。此后，组合物被置于模具中，并且模塑料被注入到模具中以完全包围裸片，但是露出一些电连接使其可以连接至外部环境。虽然在许多情况下是有利的，但这种方法具有安全地包围半导体裸片同时确保露出给远离半导体裸片延伸的电连接的目标。封装工艺及其终端封装的改进将提供在操作中更加可靠地实现裸片长期使用以及在半导体封装工艺期间具有较少故障的优势。
技术实现思路
根据本文教导的原理，提供了用于半导体裸片的引线框阵列，其具有接收焊球的位置。然后，焊球被施加于引线框阵列，此后引线框阵列和焊球组合被置于第一模具中并且在第一模塑料中被包围。在一个实施例中，焊球被完全包围在模塑料中以完全被模塑料环绕。在固化模塑料之后，去除模塑料的层以露出焊球。此后，半导体裸片电连接至露出的焊球。组合的半导体裸片和引线框被置于第二模具中，并且注入第二模塑料。第二模塑料在半导体裸片和引线框组合周围流动，完全包围引线框和半导体裸片之间的电连接，利用两次模制的配置来制造最终的封装。此后，在适当的位置处切割两次模制的半导体封装阵列，以将封装单一化为独立的产品。本方法允许在引入半导体裸片之前，在单独的生产线中完全构造、密封引线框阵列并且提供有电连接。仅在引线框阵列被密封之后将半导体裸片连接至引线框，由此提供更加快速以及更低成本的技术来用于将裸片附接至引线框。引线框是引线框的阵列，其具有几百或几千个的位置来用于裸片。因此，封装可以被大批生产，其中几千个半导体裸片附接至引线框的阵列，此后组合物被置于第二模具中，在第二模塑料中被密封，然后被单一化。附图说明图1是根据本文公开的原理的完整的半导体封装的截面图。图2是根据本文公开的原理的半导体封装的备选实施例的截面图。图3是根据本文公开的原理的半导体封装的又一备选实施例的截面图。图4至图8是根据本文教导的原理的用于制造半导体封装的工艺步骤的截面图；图9是在图8的最终步骤之后的终端封装的截面图。图10是制造两次模制的封装的序列的流程图。具体实施方式图1是根据本文教导的原理的两次模制的半导体芯片封装10的截面图。封装10包括在模塑料16中包围的半导体裸片12。焊料凸块14从半导体裸片12上的焊盘延伸以提供与其上电路的电连接。引线框18单独包围在其自身的模塑料24中。引线框18具有焊球22，其电连接至从半导体裸片12延伸的焊料凸块14。导电层20沿着引线框18的露出表面延伸，层20由导电的一个或多个材料层组成，并且在许多实施例中提供可焊接金属，以将两次模制的封装10焊接至印刷电路板或者用于较大电路的其他衬底。从图1可以看出，从半导体裸片12延伸的焊料凸块14以及从引线框18延伸的焊球22接合为整体的、单一焊球28，其提供半导体裸片22与引线框18之间的连续单个金属连接。通过在接近其熔点的温度下将焊料凸块14和22回流到一起来实现单个电连接28，以将它们接合为单个的、连续的焊球连接。在图1的实施例中，模塑料16完全包围并且完全围绕半导体裸片12。这将半导体裸片12与外部环境隔离，阻挡电访问、湿气侵入，并且提供与引线框模塑料24的机械耦合。图2示出了低轮廓封装(low-profilepackage)11，其是图1的两次模制的半导体封装10的备选实施例。图2示出了半导体裸片12以与图1所示的封装类似的方式耦合至引线框18。在图2的实施例中，模塑料16沿着半导体裸片12的侧面延伸但是没有完全环绕或包围半导体裸片12。此外，模塑料16在半导体裸片12和引线框18之间并且沿着半导体裸片的侧壁完全延伸，但是不覆盖裸片12的后侧。如图2所示，封装11具有可以制造得明显薄于图1的封装的优势。在这些实施例中期望低轮廓封装是有用的。如图2所示，可以通过多种不同的技术来制造低轮廓封装11。可以使用本文解释的图4至图8所示的工艺来制造，修改在于当接合裸片和引线框组合被置于模具中时，模具的形状确保模塑料16仅沿着裸片12的侧壁延伸并且阻挡到达裸片12的背面。用于制造图2的低轮廓封装11的备选方法遵循制造图1的封装所使用的相同方法步骤，并且在完全完成封装之后，研磨掉半导体裸片12的顶部以及模塑料27。即，当制造工艺处于图8所示的阶段时，后续步骤为去除封装的顶部。这可以通过锯切、研磨、磨削、抛光、使用CMP或其他可接受的技术来进行，以执行模塑料27顶部的毯式去除，然后去除模塑料16的所有顶层，然后在露出半导体裸片12时终止模塑料27的去除。因此，半导体裸片12的露出可以用作其上发生模塑料16的去除的停止层。备选地，如果期望超薄、极端低轮廓的封装11，则当露出半导体裸片12之后可以继续封装的去除，以与模塑料27一起去除半导体裸片12的大部分。即，封装的顶侧的毯式去除可以继续，以与模塑料27一起显著去除半导体裸片12的高度，从而显著降低总体封装的轮廓。在该实施例中，可以得到超薄封装，其中半导体裸片12具有其标准高度的近似一半或者甚至三分之一，并且如图2所示，模塑料27与最终超薄封装11中的半导体裸片12的顶部平齐。图3示出了最低限度模制的封装13的又一备选实施例，其具有耦合至引线框18的半导体裸片12。在最低限度模制的两次封装13中，如图3所示，半导体裸片12通过薄底部填充物31耦合至引线框18和模塑料24，底部填充物31仅在裸片12和模塑料24之间延伸。在图3的封装的实施例中，底部填充物31不沿着裸片12的侧壁或背部延伸，而是仅在裸片12和模塑料24之间延伸，以完全包围和保护焊料凸块14。图3的引线框部分类似于图1所解释的，即具有第一金属(诸如铜)的引线框18、第二金属(诸如镍或者镍、钯和金的组合)的涂层20以及焊球22。模塑料24包围焊球22和引线框18。从半导体裸片12延伸的焊料凸块14被回流，与焊球22创建从半导体裸片12延伸到引线框18的单个整体焊球28。图2和图3的实施例在一些特定环境(期望露出半导体裸片12的一些部分)中是有利的。在一些封装(诸如气体组成传感器、温度传感器、光学读取器、指纹读取器、电容传感器和其他设计)中，期望使半导体裸片12上的电路的一些部分露出给外部环境。图2和图3的实施例提供了两次模制的密封封装，其还允许半导体裸片12的一个或多个表面露出给周围大气，由于裸片12的设计或功能，在这些实施例中是期望的。它们还提供超薄封装的实施例，其具有在一些终端产品(诸如腕表、可佩戴织物、眼镜配件、信用卡)或者期望低轮廓封装的半导体芯片的其他超薄环境中期望的低轮廓。图4至图8示出了制造图1所示的两次模制半导体封装10以及图2和图3所示的封装11和13的备选实施例的一种方法。图4示出了由第一金属制成的引线框阵列18，在其露出表面上的选定位置处具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造半导体裸片封装的方法，包括：在引线框阵列的第一表面中形成凹部；在所述引线框阵列的所述凹部中放置焊料，以形成焊球；将组合的所述引线框阵列和所述焊球放入模具中；向所述模具中注入模塑料，从而足以完全地密封所述焊料和所述引线框阵列的所述第一表面；去除所述模塑料和所述焊球的上部，从而足以露出所述焊料的内表面区域；将半导体裸片附接至露出的所述焊料；将组合的所述半导体裸片和模制的所述引线框阵列放入第二模具中；将第二模塑料注入到所述第二模具中，以密封所述半导体裸片和露出的所述第一模塑料的上表面；以及从两次模制的所述半导体封装阵列中单一化独立的半导体裸片封装。

【技术特征摘要】
2017.07.28 US 15/663,6241.一种用于制造半导体裸片封装的方法，包括：在引线框阵列的第一表面中形成凹部；在所述引线框阵列的所述凹部中放置焊料，以形成焊球；将组合的所述引线框阵列和所述焊球放入模具中；向所述模具中注入模塑料，从而足以完全地密封所述焊料和所述引线框阵列的所述第一表面；去除所述模塑料和所述焊球的上部，从而足以露出所述焊料的内表面区域；将半导体裸片附接至露出的所述焊料；将组合的所述半导体裸片和模制的所述引线框阵列放入第二模具中；将第二模塑料注入到所述第二模具中，以密封所述半导体裸片和露出的所述第一模塑料的上表面；以及从两次模制的所述半导体封装阵列中单一化独立的半导体裸片封装。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在将所述裸片连接至一次封装的所述引线框阵列之前，将焊球附接至所述半导体裸片。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述半导体裸片与一次封装的所述引线框阵列的连接包括以下步骤：使连接至所述半导体裸片的焊料与一次模制的所述引线框阵列的焊料物理接触。4.根据权利要求2所述的方法，还包括：将两次密封的所述半导体裸片阵列加热到足够的温度以回流所述焊料，从而将耦合至所述裸片的焊球与一次封装的所述引线框阵列的焊球融合，从而在所述半导体裸片和所述引线框之间得到整体焊料耦合。5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述半导体裸片被置于所述第二模具中、且在所述第二模具中注入所述第二模塑料之前，执行所述加热步骤。6.根据权利要求4所述的方法，其中在从所述第二模具中已经去除所述半导体裸片、并且对所述半导体裸片进行密封的所述第二模塑料已经被固化之后，执行所述加热步骤。7.根据权利要求5所述的方法，还包括：使耦合至所述半导体裸片的焊料在所述加热步骤中经受第一温度，以将所述裸片的焊料机械且电性地粘附至一次模制的所述引线框阵列的焊料；以及随后执行将所述半导体裸片和所述引线框放入所述第二模具、并且注入所述第二模塑料的步骤，此后通过使两次模制的所述半导体封装阵列经受高于所述第一温度的第二温度来执行第二回流，以执行第二回流，从而使所述半导体裸片的焊球与所述引线框阵列的焊球更加完全地组合。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二模塑料完全密封所述半导体裸片和一次模制的所述引线框阵列的露出部分。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二模塑料完全密封所述半导体裸片与一次模制的所述引...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·塔利多，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：发明
国别省市：菲律宾,PH