一种半导体封装结构制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体封装结构，包括布局走线及设置在布局走线上的引出电极，其中一个引出电极设置芯片，另一个与芯片相邻的引出电极设置导电导热体，芯片与导电导热体的位置对称，导电导热体的厚度与芯片的厚度相同，设置第一塑封体包覆芯片与导电导热体，第一塑封体内部设置互联结构，互联结构将芯片与导电导热体连接，并设置第二塑封体包覆第一塑封体。本发明专利技术在DFN封装内部设置对称的芯片及与其对应的导电导热体，使得DFN封装内部结构处于一个对称平衡的状态，同时增加了散热面积，从而削减内部产生的热机械应力的大小，且产生的热机械应力处于相对平衡的状态，不发生翘曲动作，避免影响良品率与芯片的可靠性。避免影响良品率与芯片的可靠性。避免影响良品率与芯片的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体封装结构


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，更具体地说，是涉及一种半导体封装结构。

技术介绍

[0002]DFN（双面扁平无引脚模块封装）是一种最新的电子封装工艺，采用了先进的双边或方形扁平无铅封装，它的特点是引脚直接暴露出来，方便检测，灵活性高，能够有效地提升用户生产效能以及大幅降低由人工干预造成的应用问题，能够提升用户整体产品的稳定性，其中，DFN3.3
×
3.3，DFN5
×
6，DFN8
×
8等尺寸为市场常见的大DFN封装尺寸。
[0003]DFN产品在SMT（表面贴装技术）的过程中，封装器件需要承受约25
‑
260℃的温度变化，产品的各个部件会因此发生热胀冷缩，且由于不同部件之间的膨胀系数存在较大差异，在热量的作用下产生热机械应力，令部件发生翘曲动作。过大的热机械应力与翘曲动作不仅对芯片的可靠性与SMT贴装良率产生影响，同时也会引起DFN封装结构内部的部分互联区域发生问题，导致产品在应用的过程中失效。

技术实现思路

[0004]为了解决大尺寸DFN封装体因热机械应力造成的产品失效问题，本专利技术提供一种半导体封装结构，在DFN封装内部设置对称的芯片及与其对应的导电导热体，使得DFN封装内部结构处于一个对称平衡的状态，在封装过程中，芯片与导电导热体的受热温度近似，且膨胀系数相近，同时增加了散热面积，从而削减内部产生的热机械应力的大小，且产生的热机械应力处于相对平衡的状态，不发生翘曲动作，从而避免影响SMT贴装良品率与芯片的可靠性，并且也不会造成互联位置的失效，保证芯片与导电导热体，即封装内部电路的引出电极之间的连接稳定性。
[0005]本专利技术技术方案如下所述：一种半导体封装结构，包括布局走线及设置在布局走线上的引出电极，其中一个引出电极设置芯片，另一个与芯片相邻的引出电极设置导电导热体，芯片与导电导热体的位置对称，导电导热体的厚度与芯片的厚度相同，设置第一塑封体包覆芯片与导电导热体，第一塑封体内部设置互联结构，互联结构将芯片与导电导热体连接，并设置第二塑封体包覆第一塑封体。
[0006]在DFN封装内部，芯片与导电导热体作为相邻的、互联的电结构，分别位于DFN封装内部且处于对称的位置上，使得DFN封装内部呈现受力平衡，同时芯片与导电导热体二者处于同等状态，同样位于引出电极与第一塑封体之间，同样被第一塑封体包覆，二者通过互联结构实现电连接，厚度相同，体积相似，兼之膨胀系数相近，故而，在DFN内部，芯片与导电导热体之间无论是受热还是因受热产生的应力，二者都处于一个相互平衡的状态，从而使得整个DFN封装保持平衡，以保证芯片、封装、电连接的稳定。
[0007]第一塑封体的外部在进行第二塑封体的包覆，即，该封装的塑封通过二次塑封完成，第一次塑封作为包覆内部电路结构的保护及绝缘作用，第二次塑封则是对第一次塑封
的补强，增强封装结构强度，同时二次塑封能够保持整体的一致性，不至于会产生分体、脱落的情况发生。
[0008]上述的一种半导体封装结构，芯片与导电导热体二者的体积总和占第一塑封体与第二塑封体二者的体积总和的70%及以上。
[0009]芯片与导电导热体的占比整个塑封体的百分之七十及以上，使得内部的热机械应力作用集中在芯片与导电导热体上，令平衡结构发挥更好的作用，并且尽可能减少导电导热部分与外部塑封体之间的受热产生的热机械应力差，减少应力。
[0010]上述的一种半导体封装结构，芯片通过银胶、锡膏或铜浆连接引出电极，或通过共晶焊连接引出电极。
[0011]上述的一种半导体封装结构，导电导热体与芯片之间的距离为50
‑
500微米。
[0012]导电导热体与芯片不宜相距过远，当然，由于二者分别连接不同的引出电极，故而不可过近，50
‑
500微米最为合适。芯片与导电导热体之间的距离满足该尺寸时，二者所处的环境更为相近，受热及因外部塑封体受到的热机械应力数值相近，令二者保持平衡。
[0013]上述的一种半导体封装结构，第一塑封体为单一的树脂结构，或，第一塑封体包括玻璃纤维布及覆在玻璃纤维布上的树脂层。
[0014]相对于与外部连接的第二塑封体，第一塑封体内部包覆有芯片、导电导热体等产热结构，外部则有第二塑封体的包覆，使得第一塑封体的散热渠道有限，散热空间有限，故而，第二塑封体相对而言因受热产生的热机械应力较小，不做考虑，需要考虑第一塑封体的加强。
[0015]单一树脂结构作为第一塑封体，既能够起到绝缘作用，且在热机械应力的作用下，因其自身模量较高，单一树脂结构的强度足以支撑热机械应力。在此基础上，优选的，选择性替换单一树脂结构的局部材料，将一部分结构更换为玻璃纤维布，局部强度的提升增强了整体的强度，能够大幅提高封装整体的结构刚度。
[0016]上述的一种半导体封装结构，第一塑封体与第二塑封体二者总和的厚度为0.06
‑
1.00毫米。
[0017]上述的一种半导体封装结构，导电导热体为金属块，或硅片，或带互联结构的双面印制电路板结构。
[0018]上述的一种半导体封装结构，在完成第一塑封体后，通过激光微孔技术穿透第一塑封体，使得芯片、导电导热体均与外部连通，通过金属化孔工艺形成互联结构。
[0019]进一步的，金属化孔的工艺为化学沉铜电镀工艺、溅射电镀工艺或电胶填充印刷工艺。。
[0020]对准芯片与导电导热体的所在位置，激光成孔，金属化孔将该孔作为电连接部分，形成塑封体内的电连接所有芯片、导电导热体的互联结构，从而使得双面板状结构一端面上的布局走线连接。
[0021]上述的一种半导体封装结构，布局走线设置双面板结构的一端面，双面板结构的另一端面设置铜层结构，或者，双面板结构的另一端面设置金属结构与包覆金属结构的绝缘体，绝缘体设置若干个导通孔，使得金属结构通过导通孔与外部连通。
[0022]根据上述方案的本专利技术，其有益效果在于，1.将原有芯片连接相邻引出电极的深微金属孔更改为导电导热体（金属铜块、硅
片等），有利于降低该段连接结构的阻值，同时增加了该段连接结构的体积，增加了散热面积，此消彼长，降低了因受热产生的热机械应力，同时平衡了封装结构内部应力。对整体封装器件而言，内部电热产生的部分与外部塑封体的接触面增加，散热面积增加，导致散热效率的大幅提升，并且热量散发的范围更为均匀，封装器件在回流过程中受热均匀，自身热应力均匀。
[0023]2.将原有芯片连接相邻引出电极的深微金属孔更改为导电导热体（金属铜块、硅片等），增大了内部金属结构/硬质结构的体积，在封装尺寸不变的情况下，外部的塑封体体积减小，从而提升整体封装的刚性，兼之该结构在散热、受热方面更为均匀，导致因热产生的热应力均匀，封装器件不存在局部脱层的情况。
[0024]3.塑封体结构为二次塑封形成，起到结构补强的效果，提高封装器件整体刚度。
[0025]4.塑封体结构靠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装结构，其特征在于，包括布局走线及设置在布局走线上的引出电极，其中一个引出电极设置芯片，另一个与芯片相邻的引出电极设置导电导热体，芯片与导电导热体的位置对称，导电导热体的厚度与芯片的厚度相同，设置第一塑封体包覆芯片与导电导热体，第一塑封体内部设置互联结构，互联结构将芯片与导电导热体连接，并设置第二塑封体包覆第一塑封体。2.根据权利要求1中所述的一种半导体封装结构，其特征在于，芯片与导电导热体二者的体积总和占第一塑封体与第二塑封体二者的体积总和的70%及以上。3.根据权利要求1中所述的一种半导体封装结构，其特征在于，芯片通过银胶、锡膏或铜浆连接引出电极，或通过共晶焊连接引出电极。4.根据权利要求1中所述的一种半导体封装结构，其特征在于，导电导热体与芯片之间的距离为50
‑
500微米。5.根据权利要求1中所述的一种半导体封装结构，其特征在于，第一塑封体为单一的树脂结构，或，第一塑封体包括玻璃纤维布及覆在玻璃纤维布上的树脂层，或为开设有孔槽的双面板结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博威，
申请(专利权)人：深圳市芯友微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：