[發明專利]多芯片半導體封裝結構及封裝方法

有效

• 申請號: 200610030626.2
• 申請日: 2006-08-31
• 公開（公告）號: CN101136394A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 王津洲
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00;H01L23/495;H01L21/60
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及多芯片半導體封裝結構及封裝方法，尤其涉及將多個倒裝芯片通過引線框架相互連接的半導體封裝結構及封裝方法。

背景技術

隨著電子元件的小型化、輕量化及多功能化的需求日漸增加，導致半導體封裝密度不斷增加，因而必須縮小封裝尺寸及封裝時所占的面積。為滿足上述的需求所發展出的技術中，多芯片半導體封裝技術對于封裝芯片的整體成本、效能及可靠度有著深遠的貢獻。

然而，在多芯片半導體封裝過程中，芯片間的連接方法對于半導體封裝的尺寸及性能也有重要的影響。根據連接的方法，半導體封裝被分成金屬絲鍵合類型或倒裝芯片鍵合類型。金屬絲鍵合類型的封裝采用導電的鍵合金屬絲，將半導體芯片的電極連接到引線框架的引線；而倒裝芯片類型的封裝采用安置在半導體芯片電極上的導電焊料凸塊，來將半導體芯片連接到引線框架或將半導體芯片直接連接到電路板的連接端子。倒裝芯片鍵合類型的封裝具有比金屬絲鍵合類型封裝更短的電連接路徑，因而提供了優異的熱特性和電特性以及更小的封裝件尺寸。

現有技術多芯片半導體封裝制造方法，如圖1A所示，引線框架包括管芯墊141及多個引線142。第一正裝芯片100基底相對面的焊盤106通過鍵合線146與引線框架的引線142連接；第一正裝芯片100基底面與引線框架的管芯墊141第一表面粘合。第二正裝芯片120基底相對面的焊盤126通過鍵合線146與引線框架的引線142連接；第一正裝芯片120的基底面與引線框架的管芯墊141第二表面粘合。

如圖1B所示，第一正裝芯片100基底面通過粘合劑裝配在管芯墊141第一表面；再通過鍵合線146將第一正裝芯片100基底相對面的焊盤106與引線框架的引線142一一對應連接，例如其中焊盤1與引線b連接，焊盤8與引線c連接，焊盤9與引線e連接，焊盤16與引線g連接。

如圖1C所示，第二正裝芯片120通過粘合劑裝配在管芯墊141第二表面；再通過鍵合線146將第二正裝芯片120上表面的焊盤126與引線框架的引線142一一對應連接，例如其中焊盤1’與引線b連接焊盤8’與引線c連接，焊盤9’與引線e連接焊盤16’與引線g連接。

其中，第一正裝芯片100基底相對面的焊盤106與第二正裝芯片120基底相對面的焊盤126成鏡像對稱的，通過鍵合線連接至同一引線框架的引線上。

現有半導體封裝制造方法如專利號為US?6674173的美國專利公開的技術方案所描述。

雖然，用多芯片半導體封裝方法使封裝的面積減小了，密集度及功能都有所提高。但是由于多個芯片是通過鍵合線將芯片上焊盤分別與引線框架的引線連接，造成接線次數頻繁，導致接線電感較高，進而限制此種封裝的最高運作頻率與速度。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種多芯片半導體封裝結構和封裝方法，防止由于多個芯片是通過鍵合線將芯片上焊盤分別與引線框架的引線連接，造成接線次數頻繁，導致接線電感較高，進而限制此種封裝的最高運作頻率與速度。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體封裝結構，包括：若干個倒裝芯片和引線框架，所述引線框架包括管芯墊和引線，管芯墊上有中間焊盤和邊緣焊盤，中間焊盤與倒裝芯片電連接，邊緣焊盤用于引線和中間焊盤電連接。

所述倒裝芯片包括母芯片和子芯片，母芯片和子芯片分布于引線框架兩側。引線框架為單層結構，管芯墊上的中間焊盤和邊緣焊盤貫穿管芯墊厚度。

母芯片和子芯片上分布有焊盤，用焊料凸塊將子芯片上的焊盤與管芯墊的中間焊盤電連接，用焊料凸塊將母芯片上的焊盤與管芯墊的中間焊盤電連接。

母芯片和子芯片上的焊盤分為功能驅動焊盤和非功能驅動焊盤。子芯片上功能驅動焊盤與母芯片上功能驅動焊盤為鏡像反對稱，連接于管芯墊不同的中間焊盤上，子芯片上非功能驅動焊盤與母芯片上非功能驅動焊盤為鏡像對稱，一一對應連接于管芯墊的中間焊盤上。

為解決上述問題，本發明一種多芯片半導體封裝方法，一種多芯片半導體封裝方法，首先提供若干個倒裝芯片和引線框架，所述引線框架包括管芯墊和引線，管芯墊上有中間焊盤和邊緣焊盤，其特征在于，還包括下列步驟：將管芯墊的中間焊盤和倒裝芯片電連接；將管芯墊的中間焊盤和邊緣焊盤電連接；將管芯墊的邊緣焊盤和引線電連接。

所述倒裝芯片包括母芯片和子芯片，母芯片和子芯片分布于引線框架兩側，引線框架為單層結構，管芯墊上的中間焊盤和邊緣焊盤貫穿管芯墊厚度。

母芯片和子芯片上分布有焊盤，用焊料凸塊將子芯片上的焊盤與管芯墊的中間焊盤電連接，用焊料凸塊將母芯片上的焊盤與管芯墊的中間焊盤電連接。