[发明专利]半导体封装结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件，尤其是半导体封装及其组装方法。

背景技术

在便携电子产品微型化的趋势下，手持消费产品市场迅猛增长。在手机和数字助理市场的驱动下，这些设备的制造商面临着缩小尺寸和更多的类似PC功能需求的挑战。这种挑战对表面安装元件制造商中施加了压力以设计他们的产品支配尽可能最小的面积。由此，将允许便携电子产品设计者在一个设备中整合附加功能而又不用增加整个产品的尺寸。

在芯片规模封装(CSP)工艺中，制造商们努力使封装尺寸尽可能的接近半导体芯片的尺寸。电子工业已经接受电子元件工业联合会(JEDEC)定义的方形扁平无引线封装(QFN)的概要来作为低成本芯片规模封装的良好替代。在典型的QFN封装中，半导体芯片的下侧与金属引线管芯固定盘相连接。导线键合然后被用来连接置于芯片前侧的电路和引线。芯片和引线框架被环氧树脂覆盖来形成一组装元件。然后，管芯固定盘和引线与下一级组件连接，比如说印刷电路板。

图1表示包括引线框架11的传统QFN封装10的剖视图。引线框架11包括一个金属块、标志或者管芯固定部分13来支撑半导体芯片14和引线16。导线键合17将半导体芯片14和引线16相连接。在标志13较低的部分和引线16露出的同时，环氧树脂层19覆盖半导体芯片14和部分引线框架11。在QFN封装中，引线16在封装的边缘终止来提供一个较小的封装印迹(footprint)。典型的QFN封装是正方形的，在封装下表面的四个侧面具有引线16。图1示出了封装10附加在印刷电路板21上，该印刷电路板包括连接或键合焊盘22。图2和图3分别是封装10的等距顶视图和底视图。如图3所示，金属块13和引线16都暴露在封装10的底部或下表面用于与印刷电路板21连接。

QFN封装具备很多优点，包括小封装印迹、使组装更容易的矩阵引线框架陈列、以及已建立的自动组装工具。然而，这种封装随之带来很多问题，包括高功率器件应用时产生的不良导热能力。特别地，在设备10中，金属块13放置在印刷电路板21旁边或者与其邻近，这就必须提供散热。这将导致无效散热和热传导问题，以至影响设备性能、可靠性和产品寿命。

因此，在封装结构和组装方法中存在提供增强的散热能力的需要。需要上述结构和组装方法通过使用例如现有的组装工艺技术而成本高效。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种半导体封装，其特征在于：导电金属块，该导电金属块具有附加到一个表面上的电子芯片；多个柱形引线，该多个柱形引线与导电金属块成隔开的关系，其中该多个柱形引线包括键合凸出部分；导电连接结构，该导电连接结构将电子芯片电耦合到键合凸起部分；和密封层，该密封层覆盖部分导电金属块、多个柱形引线和电子芯片，其中柱形引线的其他部分在半导体封装的第一个表面上露出，并且其中导电金属块在与第一表面相反的半导体封装的第二个表面上露出。

根据本发明的另一方面，提供一种模制半导体封装结构，其特征在于：标志，该标志具有附加到一个表面的半导体器件；多个导电柱，该多个导电柱与该标志成隔开的关系，其中每一个导电柱包括键合延伸部分；导电连接结构，将半导体器件电耦合到键合延伸部分；和密封层，该密封层覆盖部分模制半导体封装结构，其中所述多个导电柱在模制半导体封装结构的第一主要表面露出，并且其中该标志在与第一主要表面相反的第二主要表面露出，使得该模制半导体封装结构被配置成在将其附加到下一级组件时该模制半导体封装结构按金属块向上取向的方式安装。

根据本发明的又一方面，提供一种形成模制半导体封装结构的方法，其特征在于包括以下步骤：提供具有标志和与该标志成隔开关系的多个导电柱的引线框架，其中每一个导电柱包括键合延伸部分将半导体器件附加到该标志的一个表面；将导电连接结构附加到半导体器件和键合延伸部分；以及形成覆盖部分模制半导体封装结构的密封层，其中所述多个导电柱在模制半导体封装结构的第一主要表面露出，并且其中该标志在与第一主要表面相反的第二主要表面露出，使得该模制半导体封装结构被配置成在将其附加到下一级组件时该模制半导体封装结构按金属块向上取向的方式安装。

附图说明

图1是现有技术中方形扁平无引线封装(QFN)的剖视图；

图2是图1中现有技术的QFN封装等距顶视图；

图3是图1中现有技术的QFN封装等距底视图；

图4是根据本发明的半导体封装剖视图；

图5是图4中的半导体封装等距顶视图；

图6是图4中的半导体封装等距底视图；