半导体封装体及封装方法技术

本发明专利技术涉及半导体封装体及封装方法。一种半导体封装体包括：晶片，其一主表面设置有焊垫阵列；无芯片座的导线阵列，其第一主表面通过倒装封装的方式与所述焊垫阵列通过金球和焊料连接，与所述第一主表面相反的第二主表面上设置有与所述焊垫阵列中的焊垫对应的扇出焊盘的阵列；封装胶体，其包覆所述晶片和导线阵列并暴露出所述扇出焊盘的阵列；其中，所述扇出焊盘的阵列的尺寸和焊盘间距比所述晶片的焊垫阵列尺寸和焊垫间距更大。该半导体封装体可以具有与传统WLCSP技术得到的封装体同样的外观，呈现为无引脚封装，而实际使用的晶片的面积却小得多，从而充分利用了现有IC晶圆的工艺能力，使得一片晶圆的晶片产出数量大为增加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及半导体晶片封装技术。
技术介绍
晶圆片级芯片规模封装(WaferLevel Chip Scale Packaging，WLCSP)，即晶圆级芯片封装方式，不同于传统的芯片封装方式(先切割再封测，而封装后至少增加原晶片20%的平面面积)，此种最新技术是先在整片晶圆上进行大部分封装工艺，最终形成的集成电路(Integrated Circuit，IC)颗粒，因此封装后的平面面积稍大于晶片的原尺寸。 然而，传统的晶圆片级芯片规模封装技术需要经由若干层导线层将晶片的连接垫扇出到封装体表面，导线层在封装体中占据了大部分体积、且成本不菲。
技术实现思路
现有的半导体封装技术仍有待进一步改进。 在本专利技术的一个实施例中，揭示了一种半导体封装体，该半导体封装体包括:晶片，其一主表面设置有焊垫阵列；无芯片座的导线阵列，其第一主表面通过倒装封装的方式与所述焊垫阵列通过金球和焊料连接，与所述第一主表面相反的第二主表面上设置有与所述焊垫阵列中的焊垫对应的扇出焊盘的阵列；封装胶体，其包覆所述晶片和导线阵列并暴露出所述扇出焊盘的阵列；其中，所述扇出焊盘的阵列的尺寸和焊盘间距比所述晶片的焊垫阵列尺寸和焊垫间距更大。 在上述半导体封装体的一个具体实施例中，所述导线阵列包括多个导线单元，所述多个导线单元呈现由中心向四周发散状的排列。 在上述半导体封装体的一个具体实施例中，所述导线阵列包括至少一个与所述晶片的多个焊垫相连接的导线单元。 在上述半导体封装体的一个具体实施例中，所述至少一个导线单元与所述晶片的至少一个中心焊垫及其至少一个相邻的边缘焊垫相连接。 在上述半导体封装体的一个具体实施例中，所述金球具有一球体部及一颈部。更具体地，所述焊料至少包覆所述金球的颈部。 在本专利技术的另一个实施例中，揭示了一种半导体封装方法，该方法包括:提供晶片，所述晶片的一主表面设置有焊垫阵列；为所述晶片的焊垫阵列植上用于焊接的金球；提供导线框架，其每一个网格中包括一无芯片座的导线阵列，所述导线阵列包括第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面，所述第二主表面上设置有与所述焊垫阵列中的焊垫对应的扇出焊盘的阵列，所述扇出焊盘的阵列的尺寸和焊盘间距比所述晶片的焊垫阵列尺寸和焊垫间距更大；在所述导线阵列的所述第一主表面上印刷与所述金球对应的焊料块；将所述晶片倒装焊接于所述导线阵列；灌胶封装所述晶片和导线阵列，并暴露出所述扇出焊盘的阵列；切单。 在上述方法的一个具体实施例中，在将所述晶片倒装焊接于所述导线阵列的步骤之前还包括磨薄所述晶片的步骤。 在上述方法的一个具体实施例中，在所述切单步骤之前还包括为所述扇出焊盘植上用于焊接的金球。 在上述方法的一个具体实施例中，所述导线阵列包括多个导线单元，所述多个导线单元呈现由中心向四周发散状的排列。 在上述方法的一个具体实施例中，所述导线阵列包括至少一个与所述晶片的多个焊垫相连接的导线单元。 在上述方法的一个具体实施例中，所述至少一个导线单元与所述晶片的至少一个中心焊垫及其至少一个相邻的边缘焊垫相连接。 采用本专利技术中的技术方案，得到的半导体封装体可以具有与传统WLCSP技术得到的封装体同样的外观，呈现为无引脚封装，而实际使用的晶片的面积却小得多，从而充分利用了现有IC晶圆的工艺能力，使得一片晶圆的晶片产出数量大为增加。此外，由于避免了传统WLCSP技术中晶圆级扇出的良品率损失，使得整体封装良品率进一步提高。且封装体积比起有引脚的封装要小得多。 【附图说明】 结合附图，以下关于本专利技术的优选实施例的详细说明将更易于理解。本专利技术以举例的方式予以说明，并非受限于附图，附图中类似的附图标记指示相似的元件。 图1是晶圆10的外观不意图； 图2是经过植球之后的晶片100的示意图； 图3示出了封装后的晶片100的局部剖面示意图； 图4示出了与晶片100配合使用的导线阵列200 ； 图5示出了将图2所示晶片100和图3所示导线阵列200通过倒装晶片工艺结合在一起的不意图； 图6示出了与4X4规模的焊盘阵列相对应的一种导线阵列600的平面示意图； 图7示出了本专利技术中一种晶片封装方法700的流程图； 图8示出了一个切单后的封装体800。 【具体实施方式】 附图的详细说明意在作为本专利技术的当前优选实施例的说明，而非意在代表本专利技术能够得以实现的仅有形式。应理解的是，相同或等同的功能可以由意在包含于本专利技术的精神和范围之内的不同实施例完成。 图1是晶圆10的外观示意图。图中所示晶圆10具有若干个呈矩形的晶片100构成的晶片阵列。为简明起见，图中并未示出晶片阵列的焊垫(或称连接垫)。其中每个晶片100的一个主表面上的焊垫可以排布成阵列，例如但不限于3X3、4X4、2X3、3X4等规模的焊垫阵列。 通过对整个晶圆的植球工艺，可以为晶片阵列的焊垫阵列附着用于焊接连接的金属球。为清楚地显示本专利技术，图2仅示出了经过植球之后的晶圆的其中一颗晶片100的示意图。图中所示晶片100的一个主表面上的焊垫阵列为3X3规模，图中还示出了植球工序之后附着于晶片100的焊盘阵列上的金属球121至129 (从角落的金属球开始沿逆时针方向由外圈向内圈、由121至129顺序标号)。 本实施例中，在晶圆上面植球，例如但不限于，采用传统焊线技术的工艺，在晶圆的焊垫上利焊线(金线、铜线或其他金属线)用超音波技术在焊垫上形成金属球(金球、铜球或其他金属球)。现有技术的焊线方法中，焊线会被连接到承载芯片的承载体上。而本实施例中，焊线将在形成金属球后被截断。故本实施例中的金属球并非规则圆形的球状，而是与传统焊线技术在芯片的焊点上形成的焊球形状类似。图3示出了封装后的晶片100的局部剖面示意图。如图3所示，晶片100的表面具有焊垫140，焊垫140上附着有金属球120。该金属球120具有一球体部及一颈部，该颈部相对于球体部具有一向内收缩的结构。焊接材料(例如焊锡)151用于接合金属球120和附着表面153 (例如导线架等)，并包覆金属球120的颈部和球体部的至少一部分。封装材料155填充于晶片100和附着表面153之间，并包裹金属球120和焊接材料151。 图4示出了与晶片100配合使用的导线阵列200(也可以叫做引脚阵列)。在晶片焊接、封胶、切割之前，导线阵列200仍是导线框架的一部分。导线框架还包括网格型边框(图中未示出)，每一个导线阵列200位于其中一个网格并与边框连接在一起。为了清楚地描述本专利技术，本实施仅以导线框架的其中之一导线阵列200为例，本领域技术人员应当了解，在焊接，封胶，切割之前，封装过程还是以导线框架为单位进行的。如图所示，导线阵列200包括八个独立的导线单元211至218(也可以叫引脚单元)，该导线阵列不包含芯片座。在导线阵列200的一侧表面上印刷有与晶片100上的金属球121至129对应的焊料块221至229，因此，导线阵列200上面的焊料块均设置在晶片100的大小范围内，即焊料块所在区域尺寸小于或等于晶片100的尺寸。在导线阵列200的另一侧表面上设置有焊盘阵列，包括焊盘231至239(因角度关系，图中仅示出焊盘231、237、238、239的局部)。导线单元211本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装体，其特征在于，该半导体封装体包括：晶片，其一主表面设置有焊垫阵列；无芯片座的导线阵列，其第一主表面通过倒装封装的方式与所述焊垫阵列通过金球和焊料连接，与所述第一主表面相反的第二主表面上设置有与所述焊垫阵列中的焊垫对应的扇出焊盘的阵列；封装胶体，其包覆所述晶片和导线阵列并暴露出所述扇出焊盘的阵列；其中，所述扇出焊盘的阵列的尺寸和焊盘间距比所述晶片的焊垫阵列尺寸和焊垫间距更大。

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装体，其特征在于，该半导体封装体包括: 晶片，其一主表面设置有焊垫阵列； 无芯片座的导线阵列，其第一主表面通过倒装封装的方式与所述焊垫阵列通过金球和焊料连接，与所述第一主表面相反的第二主表面上设置有与所述焊垫阵列中的焊垫对应的扇出焊盘的阵列； 封装胶体，其包覆所述晶片和导线阵列并暴露出所述扇出焊盘的阵列； 其中，所述扇出焊盘的阵列的尺寸和焊盘间距比所述晶片的焊垫阵列尺寸和焊垫间距更大。2.如权利要求1所述的半导体封装体，其特征在于，所述导线阵列包括多个导线单元，所述多个导线单元呈现由中心向四周发散状的排列。3.如权利要求2所述的半导体封装体，其特征在于，所述导线阵列包括至少一个与所述晶片的多个焊垫相连接的导线单元。4.如权利要求3所述的半导体封装体，其特征在于，所述至少一个导线单元与所述晶片的至少一个中心焊垫及其至少一个相邻的边缘焊垫相连接。5.如权利要求1所述的半导体封装体，其特征在于，所述金球具有一球体部及一颈部。6.如权利要求5所述的半导体封装体，其特征在于，所述焊料包覆所述金球的颈部。7.一种半导体封装方法，其特征在于，该方法包括: 提供晶片，所述晶片的一主表面设置有焊垫阵列；...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪虞，
申请(专利权)人：苏州日月新半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32