無基島半導體晶片封裝結構的製作方法

2023-12-05 07:29:56

專利名稱：無基島半導體晶片封裝結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體器件的封裝技術領域，特別^及一種無基島半導體
晶片封裝結構[QFN/ DFN - COL ( Quad Flat No lead ) (Dual Flat No lead ) ( Chip OnLead含義為取消基島，晶片在引腳上封裝)]。
背景技術：
隨著電子產品向小型化方向發展，在手提電腦、CPU電路、微型移動通信 電路(手機等)、數字音視頻電路、通信整機、數位相機等消費類電子領域的 大規模IC和VLSI (超大規模IC )應用電路中，要求半導體晶片的外形做得 更小更薄。
現有技術中，QFN (Quad Flat No lead)是一種方形扁平無引腳半導體晶片 封裝結構，其俯視構造如圖l所示，截面剖視構造如圖2所示。從這兩個視圖 中可以看出，封裝結構是在晶片封裝空間的下部由中央的基島2和圍繞基島 2布置的導電焊盤3構成，基島2上放置晶粒1，晶粒l上的各導電部分別通 過金線4與各導電焊盤3電連接，其餘封裝空間填充環氧樹脂5。圖3為QFN 封裝引線框設計平面圖，圖中有四個晶片的引線框，每個引線框的中央都設有 基島。DFN (Dual Flat No lead)是一種矩形扁平無引腳半導體晶片封裝結構， 其中矩形指的是該晶片在俯視狀態下為長方形，其封裝結構與QFN相同。目 前在QFN和DFN的封裝結構中都需要基島來放置晶粒，基島為引線框的一部 分，由金屬材料製成，其作用一是在封裝中作為晶粒的安置基座，二是具有散 熱功能，三是可以作為接地端使用。但是由於基島在俯視狀態下的尺寸要大於 晶粒的尺寸，因此限制了晶片的封裝尺寸不能進一步縮小。如何解決這一問題 便成為本實用新型研究的課題。 發明內容
本實用新型提供一種無基島半導體晶片封裝結構，其目的是要進一步縮小 現有方形和矩形扁平無引腳半導體晶片封裝尺寸，解決由於基島設計帶來的尺 寸限制性問題。
為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是 一種無基島半導體晶片 封裝結構，包括晶粒、導電焊盤、金線以及環氧樹脂，其創新在於在半導體 晶片封裝空間的下部，沿方形或矩形周邊間隔布置導電焊盤，各導電焊盤從方 形或矩形周邊向中央延伸，並在中央形成一個懸空支撐區，晶粒底面塗有絕緣膠層，晶粒位於該懸空支撐區上方，並通過絕緣膠層與懸空支撐區內各導電焊 盤接觸，晶粒頂面上的各導電部分別通過金線與各導電焊盤電連接，其餘封裝 空間中填充環氧樹脂。
上述技術方案中的有關內容解釋如下
1、 上述方案中，所迷"晶粒"是指製作有半導體集成電路而且未封裝的棵 晶片。所述"導電焊盤"是指表面貼片組裝技術(Surface Mounting Technolegy, 簡稱SMT)中採用的平面型引腳。
2、 上述方案中，所述各導電焊盤下部邊緣設有半腐蝕缺口。這種平面型半 腐蝕引腳可以讓導電焊盤嵌入在環氧樹脂中不易脫落，更加牢固。
總之，本實用新型在引線框設計中，保留導電焊盤，取消基島，並向中央 延伸導電焊盤(半腐蝕引腳)長度。用導電焊盤的延伸段來替代基島，作為晶 粒的封裝支撐體。而晶粒底面通過絕緣膠層與支撐體絕緣接觸，以此達到進一 步縮小晶片封裝尺寸的目的。
由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點
1、 由於取消了基島，方形或矩形晶片長、寬方向的封裝尺寸可以進一步縮 小。對於相同封裝尺寸(長和寬)的半導體晶片封裝體內可以容納更大的晶粒。 對於相同尺寸的晶粒可以獲得更小的封裝尺寸(長和寬)。符合半導體晶片小 型化和薄型化發展趨勢。下面是改進前與改進後方形半導體晶片封裝尺寸的比 較
改進前 改進後 封裝尺寸(長x寬) 2 x 2mm 2 x 2mm
最大晶粒尺寸可容納 0.7x0.7 mm 1.4x1.4 mm
晶粒對封裝尺寸比例 1: 2.86 1: 1.43
2、 由於取消了基島，引線框的設計和製作變得容易。
3、 在本方案實施中，由於晶粒底面的絕緣膠層可以採用圓片背面整體刮膠， 然後切割後得到底面帶絕緣膠層的晶粒。這種晶粒可以直接焊接在引線框上， 不需要點膠焊接，因此工藝更簡單。


附圖1為現有方形扁平無引腳半導體晶片封裝結構俯視附圖3為現有方形扁平無引腳半導體晶片封裝的7l線框設計平面圖； 附圖4為本實用新型矩形扁平無引腳半導體晶片封裝結構俯視圖； 4附圖5為本實用新型矩形扁平無引腳半導體晶片封裝結構截面剖視以上附圖中1、晶粒；2、基島；3、導電焊盤；4、金線；5、環氧樹脂； 6、半腐蝕缺口； 7、絕緣膠層。
具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述 實施例 一種無基島半導體晶片封裝結構
如圖4、圖5所示，該封裝結構由晶粒l、導電焊盤3、金線4、絕緣膠層 7以及環氧樹脂5組成。具體是在半導體晶片封裝空間的下部，沿矩形周邊間 隔布置十個導電焊盤3，各導電焊盤3從矩形周邊向中央延伸，並在中央形成 一個懸空支撐區，晶粒1底面塗有絕緣膠層7,晶粒1位於該懸空支撐區上方， 並通過絕緣膠層7與懸空支撐區內各導電焊盤3接觸，晶粒1頂面上的各導電 部分別通過金線4與各導電焊盤3電連接，其餘封裝空間中填充環氧樹脂5。 所述各導電焊盤3下部邊緣設有半腐蝕缺口 6。
圖6為本實施例引線框設計平面圖，從圖中可以看出，由四個晶片的引線 框組成，其中每個引線框中都取消了基島，用導電焊盤的延伸段來替代基島的 支撐作用。
本實施例可以應用到方形扁平無引腳半導體晶片封裝結構，只是封裝外形 不同，其封裝結構相同，這裡不再重複描述。
上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此 項技術的人士能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用 新型的保護範圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵 蓋在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1、一種無基島半導體晶片封裝結構，包括晶粒(1)、導電焊盤(3)、金線(4)以及環氧樹脂(5)，其特徵在於在半導體晶片封裝空間的下部，沿方形或矩形周邊間隔布置導電焊盤(3)，各導電焊盤(3)從方形或矩形周邊向中央延伸，並在中央形成一個懸空支撐區，晶粒(1)底面塗有絕緣膠層(7)，晶粒(1)位於該懸空支撐區上方，並通過絕緣膠層(7)與懸空支撐區內各導電焊盤(3)接觸，晶粒(1)頂面上的各導電部分別通過金線(4)與各導電焊盤(3)電連接，其餘封裝空間中填充環氧樹脂(5)。
2、 根據權利要求1所述的半導體晶片封裝結構，其特徵在於所述各導電 焊盤(3)下部邊緣設有半腐蝕缺口 (6)。
專利摘要一種無基島半導體晶片封裝結構，本實用新型在引線框設計中，保留導電焊盤，取消基島，並向中央延伸導電焊盤長度。用導電焊盤的延伸段來替代基島，作為晶粒的封裝支撐體，而晶粒底面通過絕緣膠層與支撐體絕緣接觸。與現有方形和矩形扁平無引腳半導體晶片封裝結構相比，進一步縮小了晶片封裝尺寸，解決了以往基島設計帶來的尺寸限制性問題。
文檔編號H01L23/49GK201417765SQ20092004172
公開日2010年3月3日 申請日期2009年4月1日 優先權日2009年4月1日
發明者李國發, 翁加林, 陳俊毅 申請人:蘇州固鎝電子股份有限公司