[發(fā)明專利]芯片上引線半導(dǎo)體封裝及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00102245.8
• 申請日: 2000-02-18
• 公開（公告）號: CN1264176A
• 公開（公告）日: 2000-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃圭成
• 申請（專利權(quán)）人: 三星航空產(chǎn)業(yè)株式會社
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/50;H01L21/60
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王永剛

本發(fā)明涉及芯片上引線(LOC)半導(dǎo)體封裝，特別涉及具有改進(jìn)的引線和芯片連接結(jié)構(gòu)的LOC半導(dǎo)體封裝。

半導(dǎo)體封裝包括具有多個電連接端子的半導(dǎo)體芯片，引線鍵合到芯片端子時支撐半導(dǎo)體芯片的引線框架，以及半導(dǎo)體芯片和引線框架封裝于其內(nèi)的模制材料。

近來，隨著不斷向小而薄半導(dǎo)體封裝趨勢的發(fā)展，引線框架的設(shè)計已極大地改進(jìn)。特別是，在引線框架中不再形成焊盤，在實際中使用芯片由在模制中延伸的內(nèi)引線的指(fingers)支撐的芯片支撐結(jié)構(gòu)。

這種芯片支撐結(jié)構(gòu)用在芯片在粘結(jié)帶貼到內(nèi)引線的上表面且半導(dǎo)體芯片粘結(jié)其上的引線上芯片(COL)封裝中，以及粘結(jié)帶貼到內(nèi)引線的下表面并將芯片的上表面固定到粘結(jié)帶下面的芯片上引線(LOC)封裝中。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的LOC半導(dǎo)體封裝的示意圖。雖然未示出，但半導(dǎo)體封裝10的引線框架是通過沖壓使金屬板原料具有預(yù)定圖形得到的。參考圖1，引線框架的引線部分11在端部有臺階形引線鍵合部分18，不存在潤滑油或有機物質(zhì)。此外，電鍍層17涂覆在臺階形引線鍵合部分18上，在隨后的引線鍵合操作期間增強引線部分11和半導(dǎo)體芯片12之間的導(dǎo)電性。

此外，帶構(gòu)件(member)13介于引線部分11和半導(dǎo)體芯片12之間。帶構(gòu)件13包括通過切割由例如聚酰亞胺形成的樹脂膜得到的帶層13a，以及分別位于帶層13a的兩個相對表面上由如丙烯酸或環(huán)氧樹脂等熱固化樹脂形成的粘結(jié)劑層13b和13c。散發(fā)半導(dǎo)體芯片12產(chǎn)生的熱的散熱層14形成在半導(dǎo)體芯片12的下面。

半導(dǎo)體芯片12和電鍍層17用金線15鍵合，用于相互之間的電連接，之后封裝在模制材料16中。

在現(xiàn)有技術(shù)的LOC半導(dǎo)體封裝11中，介于引線部分11和半導(dǎo)體芯片12之間的帶構(gòu)件13起絕緣和連接引線部分11和半導(dǎo)體芯片12的作用。帶構(gòu)件13僅粘結(jié)到引線部分11下表面與線鍵合部分18相對的那部分。通常，在使電鍍層17的上部齊平以避免不平坦電鍍層表面的壓印工藝之后，通過施加預(yù)定的壓力使帶構(gòu)件13粘貼到引線部分11的下表面。

在帶(taping)工藝期間，由于固有的材料特性通過切割帶構(gòu)件13的帶層13a產(chǎn)生毛邊，使線鍵合失效，在制模工藝中減少了制模材料16和引線框架之間的粘結(jié)力，進(jìn)而導(dǎo)致半導(dǎo)體封裝10龜裂。

由于帶層13a有親水性，這會使引線部分11和帶構(gòu)件13之間產(chǎn)生空隙，或發(fā)生分離。此外，粘結(jié)劑層13c接觸半導(dǎo)體芯片12，當(dāng)施加熱并對粘結(jié)劑層13c施加壓力時，會損傷半導(dǎo)體芯片12表面上的器件。由此，需要減少粘結(jié)層13c和半導(dǎo)體芯片12之間的接觸面積。

在LOC半導(dǎo)體封裝10中，引線部分11和半導(dǎo)體芯片12由帶構(gòu)件13相互隔開差不多帶構(gòu)件13的厚度。所述間隔隨帶構(gòu)件13的厚度而變化。通常，間隔在50和80微米之間。

在制模操作期間隙由模制材料填充。然而，環(huán)氧系列模制材料16使填料保持在幾到幾百微米的數(shù)量級，以阻止環(huán)氧樹脂平穩(wěn)流動，并造成局部不均勻填料分布。由此，由于制模操作中帶構(gòu)件13的熱應(yīng)力和模制材料16的流動壓力，使半導(dǎo)體芯片12的表面很容易龜裂。

要避免這些問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用的另一措施是代替多層帶構(gòu)件13，用液體粘結(jié)劑涂覆引線框架的每個指。

圖2為圖1的引線部分11涂覆有液體粘結(jié)劑12的狀態(tài)示意圖。參見圖2，分料器21設(shè)置在引線部分11上部，引線部分11具有多個相互間隔預(yù)定距離的引線指。分料器21在圖2中箭頭指示從A到A’的方向移動的同時通過它的噴嘴21a將如高分子溶液等的液體粘結(jié)劑22分配到引線部分11的每個引線指上。

粘結(jié)劑層23的平均涂層厚度受分配的液體粘結(jié)劑22的粘度和量的影響，但每個引線指的寬度、各引線指之間的間隔以及噴嘴21a的移動方向和提供順序?qū)σ€部分11的各指上的粘結(jié)劑22的厚度的影響更顯著。

假設(shè)引線部分11的每個引線指有相同的寬度，與其它的引線指相比，較大量的粘結(jié)劑22施加到第一引線指11a，即設(shè)置在引線部分的一端并首先施加液體粘結(jié)劑22的引線指，較少量的粘結(jié)劑22施加到第二引線指11b。然而，液體粘結(jié)劑22的量在最后一個引線指11n處增加。由此，很難通過卸料器(discharger)均勻地將粘結(jié)劑22施加到引線指。