[發(fā)明專利]高密度封裝引線框架結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111128945A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳勇軍;張春輝
• 申請（專利權(quán)）人: 吳勇軍
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495
• 代理公司: 蘇州華博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32232
• 代理人: 黃麗莉

本發(fā)明公開了一種高密度封裝引線框架結(jié)構(gòu)，包括依次層疊設(shè)置的底部框架、至少一個引線框架和多個用于安裝芯片且具有導(dǎo)電性的焊盤或凸起；每個所述引線框架包括自所述底部框架的頂面依次層疊設(shè)置的緩沖層和RDL線路層，所述焊盤或凸起設(shè)置于最遠離所述底部框架的引線框架的RDL線路層上表面；所述緩沖層為低CTE值絕緣材料層，所述RDL線路層通過導(dǎo)通結(jié)構(gòu)連接于所述底部框架的表面。本發(fā)明通過設(shè)置金屬陶瓷混合型的引線框架結(jié)構(gòu)，極大地解決了由于硅基與金屬基板膨脹系數(shù)差值過大無法高密度安裝芯片的問題，同時可以克服翹曲和均勻性不足這些缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高密度封裝引線框架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

引線框架是半導(dǎo)體封裝的基礎(chǔ)材料，其作為集成電路的芯片載體，借助于鍵合材料(金絲、鋁絲、銅絲)實現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引線的電氣連接，形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，起到和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用。其主要功能就是為電路連接、散熱、機械支撐等作用。

半導(dǎo)體封裝發(fā)展的歷史證明，封裝材料在封裝技術(shù)的更新?lián)Q代過程中具有決定性的作用，基本形成了一代封裝、一代材料的發(fā)展定式。不同的半導(dǎo)體封裝方式需要采用不同的引線框架，因此半導(dǎo)體封裝方式的發(fā)展趨勢決定了引線框架的發(fā)展趨勢。

總體上半導(dǎo)體封裝方式受表面安裝技術(shù)的影響，近年來不斷在向薄型化、小型化方向發(fā)展，因而封裝具有高密度、多功能、優(yōu)性能、小體積、低功耗、快速度、更小延遲、成本不斷降低等優(yōu)勢。但是始終缺乏一種簡單的產(chǎn)品形式和工藝，可以集成QFN、QFP、BGA、FC(Flip chip)、COL(Chip On Lead)、CSP等封裝的優(yōu)勢，同時滿足封裝設(shè)計的靈活性，高I/O，高芯片與封裝體積比，良好的散熱性和導(dǎo)電性，優(yōu)秀的可靠性品質(zhì)；現(xiàn)在一種全新的基于框架基材的全新封裝金屬陶瓷基板，并已具備規(guī)模生產(chǎn)的能力。

然而，傳統(tǒng)EMC預(yù)塑封容易與金屬框架分層；不論是傳統(tǒng)的蝕刻引線框架，還是MIS引線框架，其密度都有限，極限做到75um線寬間距，都必須芯片PAD做RDL設(shè)計；對于系統(tǒng)級封裝，因金屬CTE值比硅基CTE值大很多，封裝時溫度的變化或極端工作環(huán)境容易導(dǎo)致芯片因應(yīng)力拉扯而產(chǎn)生裂紋、漏電、短路等缺陷，特別是陶瓷電容電阻因金屬的脹縮需分層，若采用BT基板，散熱及成本等問題比較大；陶瓷基板的成本遠高于金屬基板，另外陶瓷基板受限于尺寸，本身也比較脆；金屬陶瓷框架是一種革命性的創(chuàng)新技術(shù)，打破了傳統(tǒng)封裝形式的束縛，集合了多種的優(yōu)勢特性，對傳統(tǒng)的QFN，QFP和BGA產(chǎn)品形成強烈的沖擊，并能與COL，F(xiàn)C和銅線球焊等多種行業(yè)趨勢緊密結(jié)合；MIS材料本身相對較薄。但是該類基板在封裝過程中容易出現(xiàn)翹曲及均勻性問題。

因此亟待出現(xiàn)一種能夠保證芯片鍵合密度高，同時克服翹曲和均勻性問題的新型的封裝引線框架。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，一方面，本發(fā)明實施例提供了一種高密度封裝引線框架結(jié)構(gòu)，包括依次層疊設(shè)置的底部框架、至少一個引線框架和多個用于安裝芯片且具有導(dǎo)電性的焊盤或凸起；每個引線框架包括自所述底部框架的頂面依次層疊設(shè)置的緩沖層和RDL線路層，所述焊盤或凸起設(shè)置于最遠離所述底部框架的引線框架的RDL線路層上表面；所述緩沖層為低CTE值絕緣材料層，所述RDL線路層通過導(dǎo)通結(jié)構(gòu)連接于所述底部框架的表面。

作為本發(fā)明實施方式的進一步改進，所述緩沖層的材質(zhì)為低CTE值陶瓷類環(huán)氧樹脂或二氧化硅類樹脂。

作為本發(fā)明實施方式的進一步改進，所述導(dǎo)通結(jié)構(gòu)包括填充銅漿導(dǎo)通孔、填充導(dǎo)熱絕緣材料的導(dǎo)通孔或銅柱。

作為本發(fā)明實施方式的進一步改進，與所述底部框架距離最近的緩沖層為非連續(xù)結(jié)構(gòu)，所述底部框架在框架內(nèi)部形成臺階。

作為本發(fā)明實施方式的進一步改進，所述底部框架遠離所述緩沖層的表面設(shè)置有焊盤層，用于連接所述底部框架和基板。