[发明专利]多芯片半导体封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及多芯片半导体封装结构及封装方法，尤其涉及将多个倒装芯片通过引线框架相互连接的半导体封装结构及封装方法。

背景技术

随着电子元件的小型化、轻量化及多功能化的需求日渐增加，导致半导体封装密度不断增加，因而必须缩小封装尺寸及封装时所占的面积。为满足上述的需求所发展出的技术中，多芯片半导体封装技术对于封装芯片的整体成本、效能及可靠度有着深远的贡献。

然而，在多芯片半导体封装过程中，芯片间的连接方法对于半导体封装的尺寸及性能也有重要的影响。根据连接的方法，半导体封装被分成金属丝键合类型或倒装芯片键合类型。金属丝键合类型的封装采用导电的键合金属丝，将半导体芯片的电极连接到引线框架的引线；而倒装芯片类型的封装采用安置在半导体芯片电极上的导电焊料凸块，来将半导体芯片连接到引线框架或将半导体芯片直接连接到电路板的连接端子。倒装芯片键合类型的封装具有比金属丝键合类型封装更短的电连接路径，因而提供了优异的热特性和电特性以及更小的封装件尺寸。

现有技术多芯片半导体封装制造方法，如图1A所示，引线框架包括管芯垫141及多个引线142。第一正装芯片100基底相对面的焊盘106通过键合线146与引线框架的引线142连接；第一正装芯片100基底面与引线框架的管芯垫141第一表面粘合。第二正装芯片120基底相对面的焊盘126通过键合线146与引线框架的引线142连接；第一正装芯片120的基底面与引线框架的管芯垫141第二表面粘合。

如图1B所示，第一正装芯片100基底面通过粘合剂装配在管芯垫141第一表面；再通过键合线146将第一正装芯片100基底相对面的焊盘106与引线框架的引线142一一对应连接，例如其中焊盘1与引线b连接，焊盘8与引线c连接，焊盘9与引线e连接，焊盘16与引线g连接。

如图1C所示，第二正装芯片120通过粘合剂装配在管芯垫141第二表面；再通过键合线146将第二正装芯片120上表面的焊盘126与引线框架的引线142一一对应连接，例如其中焊盘1’与引线b连接焊盘8’与引线c连接，焊盘9’与引线e连接焊盘16’与引线g连接。

其中，第一正装芯片100基底相对面的焊盘106与第二正装芯片120基底相对面的焊盘126成镜像对称的，通过键合线连接至同一引线框架的引线上。

现有半导体封装制造方法如专利号为US 6674173的美国专利公开的技术方案所描述。

虽然，用多芯片半导体封装方法使封装的面积减小了，密集度及功能都有所提高。但是由于多个芯片是通过键合线将芯片上焊盘分别与引线框架的引线连接，造成接线次数频繁，导致接线电感较高，进而限制此种封装的最高运作频率与速度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种多芯片半导体封装结构和封装方法，防止由于多个芯片是通过键合线将芯片上焊盘分别与引线框架的引线连接，造成接线次数频繁，导致接线电感较高，进而限制此种封装的最高运作频率与速度。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体封装结构，包括：若干个倒装芯片和引线框架，所述引线框架包括管芯垫和引线，管芯垫上有中间焊盘和边缘焊盘，中间焊盘与倒装芯片电连接，边缘焊盘用于引线和中间焊盘电连接。

所述倒装芯片包括母芯片和子芯片，母芯片和子芯片分布于引线框架两侧。引线框架为单层结构，管芯垫上的中间焊盘和边缘焊盘贯穿管芯垫厚度。

母芯片和子芯片上分布有焊盘，用焊料凸块将子芯片上的焊盘与管芯垫的中间焊盘电连接，用焊料凸块将母芯片上的焊盘与管芯垫的中间焊盘电连接。

母芯片和子芯片上的焊盘分为功能驱动焊盘和非功能驱动焊盘。子芯片上功能驱动焊盘与母芯片上功能驱动焊盘为镜像反对称，连接于管芯垫不同的中间焊盘上，子芯片上非功能驱动焊盘与母芯片上非功能驱动焊盘为镜像对称，一一对应连接于管芯垫的中间焊盘上。

为解决上述问题，本发明一种多芯片半导体封装方法，一种多芯片半导体封装方法，首先提供若干个倒装芯片和引线框架，所述引线框架包括管芯垫和引线，管芯垫上有中间焊盘和边缘焊盘，其特征在于，还包括下列步骤：将管芯垫的中间焊盘和倒装芯片电连接；将管芯垫的中间焊盘和边缘焊盘电连接；将管芯垫的边缘焊盘和引线电连接。

所述倒装芯片包括母芯片和子芯片，母芯片和子芯片分布于引线框架两侧，引线框架为单层结构，管芯垫上的中间焊盘和边缘焊盘贯穿管芯垫厚度。

母芯片和子芯片上分布有焊盘，用焊料凸块将子芯片上的焊盘与管芯垫的中间焊盘电连接，用焊料凸块将母芯片上的焊盘与管芯垫的中间焊盘电连接。