高密度接点的无引脚集成电路元件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无引脚集成电路元件，包括安装在金属引线框上的ＩＣ芯片和大量与ＩＣ芯片电连接的电接点；所述ＩＣ芯片、电接点和部分金属引线框被封装材料所覆盖，而所述电接点的一部分从封装材料的底面引出。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路封装技术，更具体地说，但不仅仅是，具有更高密度的接 点和晶粒粘贴垫的无引脚集成电路元件以及它的相关制造方法。
技术介绍
集成电路(Integrated circuit, IC)封装是IC元件生产过程中的最后几个步骤 之一。在IC封装过程中，一个或多个IC芯片被贴在一个封装基板上，并与电接点连接，然 后又被盖上一层由电绝缘材料(如环氧或有机硅模塑封料)构成的封装材料。最终成型 的形状就是我们通常所说的“IC封装元件”，其可以被安装到印刷电路板(Printed circuit board, PCB)上和/或与其它电气元件连接。在大多数的IC封装元件中，IC芯片被成型材料完全覆盖，而电接点会至少部分外 露，以便它们能被粘贴到其它电子元件上。换句话说，电接点是用来在IC元件内部的IC芯 片和IC元件外部的电子元件之间形成电连接。IC封装中最具有成本效益的做法是用金 属引线框来代替层压板或胶纸材料。金属引线框使用了比层压材料成本更低的铜、镍、其他 金属或合金，且采用的冲压或蚀刻工艺的成本也比多步层压工艺的成本要低得多。最常见 的一种接点设计方式是从成型材料的四周延伸出“引脚”。这些引脚常常向下弯曲，从而可 在印刷电路板上与电子元件连接起来。通常情况下，外部引脚的存在会使IC封装元件的尺寸增大。例如常常由于引脚 的横向延伸而增大了 IC封装元件的长度和宽度。尺寸增大后对PCB空间有限的系统来说 是不利的。另外，由于外部引脚常常沿着IC封装元件的四周排列，所以IC封装元件的引脚 数会受到IC封装元件四周的直线距离的限制。另一个不利之处是，这些引脚还要求额外的 检查步骤来判断平坦度，高低脚和其它尺寸要求(如果检查项目达不到规格，就应重新加 工或废弃)。最终，引脚(从焊接指到外部顶端)长度会加在电信号的总长度中(焊线长度 +引脚长度)，从而影响IC芯片的电气性能。意识到传统IC封装元件中出现的这些问题后，我们的研究人员设计出一种新的 封装方法，即用电接点代替外部引脚，且IC封装元件正面的电接点是被封装材料盖住的， 而底面的接点却外露出来。这样便可使这些接点与位于IC封装元件下方的电子元件连接 起来。这些IC封装元件(即熟称的“无引脚”IC封装元件)跟传统的IC封装元件相比，由 于外部引脚的不复存在而占用了较少的空间。另外，再也不需要通过弯曲引脚来形成电连 接了。专利号6498099和7049177的美国专利分别公开了几种常用的“无引脚” IC封装元 件，在这里引用作为参考。除其他外，这些专利描述并说明了无引脚IC封装元件的设计变 更及制造和使用该无引脚IC封装元件的各种技术。图IA和图IB是无引脚IC封装件的一个实例。图IA是一个IC封装元件100的 仰视图，其拥有一个顶部表面安装了一块IC芯片104(图IA虚线所示)的晶粒粘贴垫(Die attach pad，DAP) 102。可以看到多个接点106被布置在DAP102的周边。在将IC封装元 件100安装到PCB上时，接点106可以用来在IC芯片104和PCB之间形成电连接。DAP102和大量接点106之间可浇注一层封装材料108，例如，用来隔离接点106与DAP102。图IB 是图IA中IC封装元件100在A-A线处的剖面图。IC芯片104可通过导电银胶110贴在 DAP102上。引线112可用于在IC芯片104和多个焊点116之间于端点处形成电连接，端 点与DAP102电隔离。引线114可用于在IC芯片104和多个焊点118之间形成电连接，焊 点118未与DAP102电隔离。由于接点106与DAP102是隔离开的，接点106可以用来在印 刷电路板(图中未显示)和IC芯片104上的输入/输出(I/O)端口之间传递信号。由于 DAP的焊点118未与DAP102隔离开，这些电连接只能用于在IC芯片104的电接地功能。这种IC封装元件的一个局限之处是可用来在IC芯片I/O端口传递电信号的端 点的最大数量受到DAP四周可排布的端点数的限制。如图2所示，人们尝试通过减少端点 的间距来在DAP四周排布更多的端点，以及增加DAP四周可排布端点的行数，以便增加能 够与IC芯片的I/O端口建立电连接的端点数量。然而，增加端点的行数需要通过减少IC 芯片的尺寸或增加IC封装元件的尺寸来实现。此外，端点间距离能够被缩减的量仍然受到 PCB上连接点的间距的限制，而PCB上连接点的间距是比较大的。
技术实现思路
本申请公开的多种实施例是涉及接点密度更高的无引脚集成电路及其制造方法。 在一实施例中，一种无引脚集成电路元件，包括金属引线框；所述金属引线框有顶面和底 面，并包括大量从顶面延伸到底面的端点，每个所述端点都包括位于顶部表面的焊接区、位 于底面的接点区和一连接两者的金属轨迹线；所述无引脚集成电路元件还包括IC芯片；所 述IC芯片安装在金属引线框的顶面，并包括大量焊接盘；所述无引脚集成电路元件还包括 大量引线；所述每根引线都与一焊接区及一焊接盘连接；所述无引脚集成电路元件还包括 封装材料；其覆盖所述IC芯片、所述大量引线和所述大量端点中每个端点的至少一部分； 其特征在于，所述大量端点的接点区没有被封装材料完全封装；所述大量端点中至少有一 个端点包括电连接到焊接区的金属轨迹线，该焊接区从接点区横向延伸；通过金属轨迹线 来对焊接区和接点区进行电连接。在某些实施例中，所述无引脚集成电路元件可能包括接点区，所述接点区位于IC 芯片下方与位于IC芯片周边的焊接区之间形成电连接；该无引脚集成电路元件还包括位 于金属轨迹线和IC芯片之间的粘合层。该金属轨迹线在位于IC芯片下方的接点区和位于 IC芯片周边的焊接区之间形成电连接。在某些实施例中，从接点区延伸来焊接区是以下列 方式中的一种或多种方式实现的相对于IC芯片，从接点区向外排布；相对于IC芯片，从 接点区向内排布；排布在与IC芯片边缘平行的位置。在某些实施例中，所述至少一个端点上焊接区的表面积小于连接到焊接区的接点 区的表面积，且所述大量端点中第一端点焊接区和所述大量端点中第二端点焊接区的中心 距小于所述第一端点接点区和所述第二端点接点区的中心距。在某些实施例中，无引脚 集成电路元件包括所述大量端点中的第一端点；所述第一端点有一连接到第一接点区的 第一焊接区，所述接点区直接位于其底面；该无引脚集成电路元件还包括所述大量端点中 的第二端点；所述第二端点有一连接到第二接点区的第一焊接区，所述接点区直接位于其 底面；以及所述大量端点中的第三端点；所述第三端点有一连接到第三接点区的第一焊接 区；其特征在于，第三焊接区位于第一焊接区和第二焊接区之间；并且所述第三接点区从第一接点区和第二接点区之间的区域横向延伸。其他一些实施例中，可能还包括所述大量 端点中的第四端点；所述第四端点有一连接到第四接点区的第四焊接区；其特征在于，所 述第四焊接区位于第一焊接区和第二焊接区之间；并且所述第四接点区从第一接点区和第 二接点区之间的区域横向延伸。在某些实施例中，无引脚集成电路元件，可能包括所述大量端点中的第一端点； 所述第一端点有一第一接点区；所述大量端点中的第二端点；所述第二端点有一与第一接 点区邻近的第二接点区；以及所述大量端点中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无引脚集成电路元件，包括：　　金属引线框，所述金属引线框有顶面和底面，并包括大量从顶面延伸到底面的端点，每个所述端点都包括位于顶部表面的焊接区、位于底面的接点区和一连接两者的金属轨迹线；　　ＩＣ芯片，所述ＩＣ芯片安装在金属引线框的顶面，并包括大量焊接盘；　　大量引线，所述每根引线都与一焊接区及一焊接盘连接；　　封装材料，其覆盖所述ＩＣ芯片、所述大量引线和所述大量端点中每个端点的至少一部分；　　其特征在于，所述大量端点的接点区没有被封装材料完全封装；　　所述大量端点中至少有一个端点包括电连接到焊接区的金属轨迹线，该焊接区从接点区横向延伸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李同乐，
申请(专利权)人：李同乐，
类型：实用新型
国别省市：HK[]