[实用新型]高密度接点的无引脚集成电路元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路封装技术，更具体地说，但不仅仅是，具有更高密度的接点和晶粒粘贴垫的无引脚集成电路元件以及它的相关制造方法。 

背景技术

集成电路(Integrated circuit，IC)封装是IC元件生产过程中的最后几个步骤之一。在IC封装过程中，一个或多个IC芯片被贴在一个封装基板上，并与电接点连接，然后又被盖上一层由电绝缘材料(如：环氧或有机硅模塑封料)构成的封装材料。最终成型的形状就是我们通常所说的“IC封装元件”，其可以被安装到印刷电路板(Printed circuit board，PCB)上和/或与其它电气元件连接。 

在大多数的IC封装元件中，IC芯片被成型材料完全覆盖，而电接点会至少部分外露，以便它们能被粘贴到其它电子元件上。换句话说，电接点是用来在IC元件内部的IC芯片和IC元件外部的电子元件之间形成电连接。IC封装中最具有成本效益的做法是：用金属引线框来代替层压板或胶纸材料。金属引线框使用了比层压材料成本更低的铜、镍、其他金属或合金，且采用的冲压或蚀刻工艺的成本也比多步层压工艺的成本要低得多。最常见的一种接点设计方式是：从成型材料的四周延伸出“引脚”。这些引脚常常向下弯曲，从而可在印刷电路板上与电子元件连接起来。 

通常情况下，外部引脚的存在会使IC封装元件的尺寸增大。例如：常常由于引脚的横向延伸而增大了IC封装元件的长度和宽度。尺寸增大后对PCB空间有限的系统来说是不利的。另外，由于外部引脚常常沿着IC封装元件的四周排列，所以IC封装元件的引脚数会受到IC封装元件四周的直线距离的限制。另一个不利之处是，这些引脚还要求额外的检查步骤来判断平坦度，高低 脚和其它尺寸要求(如果检查项目达不到规格，就应重新加工或废弃)。最终，引脚(从焊接指到外部顶端)长度会加在电信号的总长度中(焊线长度+引脚长度)，从而影响IC芯片的电气性能。 

意识到传统IC封装元件中出现的这些问题后，我们的研究人员设计出一种新的封装方法，即：用电接点代替外部引脚，且IC封装元件正面的电接点是被封装材料盖住的，而底面的接点却外露出来。这样便可使这些接点与位于IC封装元件下方的电子元件连接起来。这些IC封装元件(即熟称的“无引脚”IC封装元件)跟传统的IC封装元件相比，由于外部引脚的不复存在而占用了较少的空间。另外，再也不需要通过弯曲引脚来形成电连接了。专利号6498099和7049177的美国专利分别公开了几种常用的“无引脚”IC封装元件，在这里引用作为参考。除其他外，这些专利描述并说明了无引脚IC封装元件的设计变更及制造和使用该无引脚IC封装元件的各种技术。 

图1A和图1B是无引脚IC封装件的一个实例。图1A是一个IC封装元件100的仰视图，其拥有一个顶部表面安装了一块IC芯片104(图1A虚线所示)的晶粒粘贴垫(Die attach pad，DAP)102。可以看到多个接点106被布置在DAP102的周边。在将IC封装元件100安装到PCB上时，接点106可以用来在IC芯片104和PCB之间形成电连接。DAP102和大量接点106之间可浇注一层封装材料108，例如，用来隔离接点106与DAP102。图1B是图1A中IC封装元件100在A-A线处的剖面图。IC芯片104可通过导电银胶110贴在DAP102上。引线112可用于在IC芯片104和多个焊点116之间于端点处形成电连接，端点与DAP102电隔离。引线114可用于在IC芯片104和多个焊点118之间形成电连接，焊点118未与DAP102电隔离。由于接点106与DAP102是隔离开的，接点106可以用来在印刷电路板(图中未显示)和IC芯片104上的输入/输出(I/O)端口之间传递信号。由于DAP的焊点118未与DAP102隔离开，这些电连接只能用于在IC芯片104的电接地功能。 

这种IC封装元件的一个局限之处是：可用来在IC芯片I/O端口传递电信号的端点的最大数量受到DAP四周可排布的端点数的限制。如图2所示，人们尝试通过减少端点的间距来在DAP四周排布更多的端点，以及增加DAP四 周可排布端点的行数，以便增加能够与IC芯片的I/O端口建立电连接的端点数量。然而，增加端点的行数需要通过减少IC芯片的尺寸或增加IC封装元件的尺寸来实现。此外，端点间距离能够被缩减的量仍然受到PCB上连接点的间距的限制，而PCB上连接点的间距是比较大的。 

实用新型内容