[发明专利]减少铸模溢料和辅助热嵌条组装的磁助加工

说明书

技术领域

【001】本发明一般涉及半导体器件和工艺，更具体地说涉及组装具有热扩散器的半导体封装的系统和方法，该半导体封装具有减少的铸模溢料(flash)。

背景技术

【002】在半导体产业中，集成电路(IC)的速度和密度持续增长，而对改进热性能(例如，改进的热耗散)的需求已变得越来越重要。例如，图1展示了传统的半导体封装10，其利用引线框架15作为集成电路或芯片20(例如，半导体管芯)的载体。芯片20被装配在引线框架15的管芯座25上并通过键合引线30与之电耦合，键合引线30被用于电连接该引线框架的引脚35到该芯片上所选择的焊盘(未图示)。该芯片进一步在模制工艺中被塑料或树脂40封装。因此，该塑料或树脂40一般定义出封装体45，其中引线框架15的引脚35被部分地暴露在该封装体的外面以便电耦合到外部的印刷电路板(未图示)。但是，这种类型半导体封装结构的一个缺点是由于整体芯片20和管芯座25一般被封装在封装体45中，因此来自芯片周围的区域的热耗散相当低。

【003】解决热耗散问题的一个传统的方案是在半导体封装中放入热扩散器(也被称为散热片或热嵌条)，其中该热扩散器有助于提高半导体封装的热耗散效率。图2展示了包括热扩散器55的典型的半导体封装50，其中热扩散器被设定为与管芯座25相接触从而辅助耗散来自管芯座和芯片20的热量。图3展示了传统的两部分铸模60的截面图，该铸模用来形成图2中的典型的半导体封装50，其中在封装之前将热扩散器55、引线框架15和芯片20安置于铸模60的模腔65中。一般，热扩散器55“落入(dropped in)”到模腔65中以便热扩散器的底部部分70与铸模60的铸模接触面75相接触。在之前的操作中，例如，芯片20被附着到引线框架15的管芯座25上，而键合引线30被连接到引线框架的引脚35与芯片上所选择的焊盘(未图示)之间。引线框架15、芯片20和键合引线30被安置于模腔65中，以便管芯座25的底盘面80被设定为与热扩散器55的上表面85相接触。然后将铸模60的两个半铸模90A和90B合在一起，并将封装材料(未图示)传送到模腔65中直到该腔室被充满。当封装材料固化时，打开铸模60并取出完成的封装。

【004】另一个尝试解决集成电路封装，如图2中的封装50的热耗散问题的改进方法一直尝试将热扩散器55的底部部分70直接暴露于封装50的外面，以便外部散热片(未图示)可以与热扩散器进行热耦合，由此大大降低塑料封装带来的热阻。但是，由于各种加工困难，当连同上述“落入”技术一起使用时，对解决热耗散问题的所有上述尝试有成功的也有失败的。例如，在封装工艺过程中出现在图3的模腔65中的高压和湍流会使热扩散器55在腔室中移动，从而产生各表面之间不是最理想的接触，并导致传热效率降低，或甚至改变每件封装的传热效率。

【005】此外，封装材料的特性(例如，粘度)和每件具体的热扩散器55的尺寸变化的结合在封装过程中产生热扩散器的表面、铸模60的铸模接触面75和管芯座25的底盘面80之间的分离，因此进一步有害地影响传热效率。例如，底盘面80、铸模接触面75和热扩散器55之间的不充分密封一般使得封装材料流入或渗入热扩散器、管芯座25和铸模60之间，从而在热扩散器的表面(多个)形成溢料95(不希望出现的封装材料)，如图2所示，因此有害地影响半导体封装50的传热性能。一般，渗料和溢料95是不希望出现的，这不仅因为它们使得热扩散器55传导来自芯片20的热的热传输能力退化，还因为它们是难看的表面缺陷，客户往往不希望它们出现在成品中。这种不想要的塑料使得必须在后续处理操作之前对暴露出的热扩散器表面进行广泛的、昂贵的清洁和后处理。

【006】因此，当前存在对用于加工具有热扩散器的半导体封装件的可靠工艺的需求，其中传热性能被实质改进，并且其中对热扩散器进行清除渗料(bleed)或溢料的后处理被实质减到最少。

发明内容

【007】本发明通过提供一种改进的模制装置和用于形成集成电路或半导体封装的方法来克服现有技术的局限性，其中利用和模制装置相关的磁场来确定集成电路封装中一个或更多个易受磁场影响的组件的位置。