[发明专利]半导体芯片封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片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，半导体芯片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，半导体芯片封装过程中，由于正装芯片的封装，需要用粘合剂将正装芯片和引线框架连接，并且需要用键合线键合进行封装，而键合线键合类型封装电连接路径长，因而热特性和电特性不佳，不适用于高性能产品。

另外，正装芯片的封装结构中，为了使输入/输出(I/O)引线结合率提高，引线框架上的引脚通常比芯片上的焊盘面积大。为了封装，引线框架上一般需要提供几百个I/O引脚与芯片上的外围焊盘匹配。

但是，由于引线框架的几何尺寸的限制，引线的尺寸及引线间的空间会很小，这样将引线框架上的引线与芯片上焊盘连接的键合线的感应系数会限制芯片封装的电性能。

为解决上述专利号为US5386141的美国专利公开的技术方案描述了将正装芯片堆叠于引线框架上进行封装的方法如图1和2所示，图2为图1中引线框架的俯视图，引线框架10包括承载芯片12的管芯垫14，内引线22以及与内引线22连接的外引线20，其中内引线22与管芯垫14临近；管芯垫14作为第一导电层；外引线20是用来连接功率供应终端的，内引线22由键合线24与管芯垫14连接；另外，管芯垫14四角连接的支撑杆，使管芯垫14不与整个引线框架断开。除上述情况外，内引线22可以延伸直接与管芯垫14连接，替代了采用键合线24进行连接。在图2中，由键合线26将管芯垫14与芯片上焊盘28连接。

再参考图1，管芯垫14上形成有粘合剂层30，聚合物介质层32通过粘合剂层30与管芯垫14粘接。在聚合物介质层32上依次形成有金属层34和导电层36，所述导电层36的材料可以是金，用于焊接芯片12。

参考图2，其中一组引线40连接芯片12上的焊盘42和导电层36；另一组引线48连接适用于芯片12的功率电压源。其中金属层34和导电层36作为管芯垫14以外的导电层，同样具有分配给芯片12功能的作用，管芯垫14与金属层34和导电层36之间没有通孔连接。

此封装方法通过采用金属层和导电层与芯片上的I/O信号焊盘连接，通过采用多个导电层以改善由于功率分布过于集中而导致的电流过大，并且使I/O焊接尺寸增大。

但是上述封装方法比较复杂，花费较高，且无法减小整个封装体的面积。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体芯片封装结构及封装方法，防止制作复杂，成本提高。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体芯片封装结构，包括：引线框架和正装芯片，所述引线框架包括管芯垫和位于管芯垫外围的引线；管芯垫上有与引线对应的通孔且位于管芯垫边缘；正装芯片的基底相对面与管芯垫粘合且由键合线穿过通孔将正装芯片上的信号焊盘与引线框架电连接。

可选的，所述信号焊盘为I/O信号焊盘或接地信号焊盘或参考电压信号焊盘。

可选的，所述信号焊盘与引线框架连接是与引线框架的引线连接或者与引线框架的管芯垫连接或者同时与引线框架的管芯垫和引线连接。

可选的，通孔边缘是封闭的与引线不连通，或者是开放的与引线连通。

可选的，所述键合线的材料是金、铜、铝或铜铝合金。

可选的，正装芯片通过薄膜绝缘隔离物质粘合于管芯垫上。所述薄膜绝缘隔离物质是有机化合物，为环氧树脂或聚酰亚胺。

本发明还提供一种半导体芯片封装方法，包括下列步骤：提供引线框架和正装芯片，所述引线框架包括管芯垫和位于管芯垫外围的引线，其中管芯垫上有通孔且位于管芯垫边缘；将正装芯片的基底相对面粘合于管芯垫上；键合线穿过通孔将正装芯片上的信号焊盘与引线框架电连接；将正装芯片、引线框架封装成型。

可选的，所述信号焊盘为I/O信号焊盘或接地信号焊盘或参考电压信号焊盘。

可选的，所述信号焊盘与引线框架连接是与引线框架的引线连接或者与引线框架的管芯垫连接或者同时与引线框架的管芯垫和引线连接。

可选的，通孔边缘是封闭的与引线不连通，或者是开放的与引线连通。

可选的，所述键合线的材料是金、铜、铝或铜铝合金。

可选的，正装芯片通过薄膜绝缘隔离物质粘合于管芯垫上。所述薄膜绝缘隔离物质是有机化合物，为环氧树脂或聚酰亚胺。