[发明专利]基于薄片的半导体封装

说明书

技术领域

本发明总体涉及集成电路(IC)的封装。更具体地，本发明涉及包含薄片的封装方法和装置(arrangement)。

背景技术

有多种用于封装集成电路(IC)小片(dice)的常规方法。举例来说，许多IC封装使用已经从金属薄片被压印(stamp)或者蚀刻的金属引线框来提供到外部器件的电直连。芯片(die)可以通过接合导线(bonding wire)、焊料块或者其它合适的电连接被电连接到引线框。通常，芯片和部分引线框使用模塑(molding)材料封装来保护芯片的有源面(active side)上的精密的电子部件，与此同时使被选定的部分引线框暴露来辅助到外部装置的电连接。

许多常规的引线框具有大约4-8毫英寸(mil)的厚度。进一步减小引线框的厚度有几种好处，包括能够减小整体封装大小和节省引线框金属。但是，通常越薄的引线框在封装过程中更加倾向于弯曲。诸如带基(backing tape)的支撑结构可以被应用于引线框来降低扭曲的风险。但是，这种结构可能会带来更高的成本。

在不同的时期，封装设计被提议采用金属薄片来取代引线框作为电互连结构。尽管已经开发了多种基于薄片的设计，但是没有一种在工业中达到被广泛接受的程度，部分原因是基于薄片的封装过程往往比常规的引线框封装更加昂贵，而部分原因是大多现有的封装设备不能很好地适用于这种基于薄片的封装设计。

尽管用于制造引线框和使用引线框技术封装集成电路的现有技术较为适用，但是仍需继续的努力来开发用于封装集成电路的更加有效率的设计和方法。

发明内容

所要求保护的发明涉及在集成电路封装中使用薄的薄片来形成电互连的方法和装置。在一个实施例中，薄片载体结构通过将部分导电薄片超声接合到金属载体来形成。接合的部分定义薄片载体结构中的面板。在一些实施例中，薄片载体结构被切割以形成多个隔离的面板，这些面板沿着它们的外围被密封。每一个隔离的面板可以具有和常规的引线框带或者面板差不多的大小。因此，现有的封装设备可以被用于增加小片、接合导线和模塑材料到面板。超声焊接帮助防止在这种处理步骤期间不需要的物质渗入薄片载体结构。在模塑的薄片载体结构的载体部分被移除之后，该结构被单体化(singulate)成集成电路封装。一些实施例涉及使用部分或者全部前述操作的方法。其它实施例涉及新的封装装置。

在本发明的一些方面中，描述了形成前述的薄片载体结构的方法。该方法包括超声接合部分金属薄片到载体。根据特定应用的需要，金属薄片和载体的各自的厚度可以改变。举例来说，薄片厚度的范围大约从0.5到2毫英寸以及载体厚度的范围大约从5到10毫英寸较为适用。超声接合的部分可以形成定义薄片载体结构中的面板的平行的焊接线。在一些实施例中，超声接合的部分围绕每个面板形成连续的周边。

其它金属可以被加入到薄片中以减少电迁移和辅助后面的导线接合。在一些实施例中，方法包括使用诸如银合金的金属对金属薄片的上表面进行点镀(spot plating)来形成多个器件区域。代替点镀，银的连续的层可以被涂覆到薄片的表面。在其它实施例中，镍、钯和/或金被涂覆到薄片的一面或者两面。还可以使用其它薄片金属化层。

在本发明的另一个方面中，描述了封装集成电路器件的方法。该方法涉及将多个小片附着到薄片载体结构上。薄片载体结构可以采取上述的薄片载体结构的形式，尽管这不是必须的。例如，薄片载体结构的一些实施例使用粘合剂来代替超声接合将薄片接合到载体。该方法还包括使用模塑材料封装部分金属薄片和小片，以及移除载体。在载体从模塑的薄片载体结构被移除之后，蚀刻薄片从而暴露一部分模塑材料。蚀刻定义薄片中的器件区域。每个器件区域被配置成电连接到集成电路芯片。在蚀刻步骤之后，该结构被单体化以形成集成电路封装。

还可能有其它特征。封装可以包括以连续带的形式涂覆模塑材料。在一些方面，金属薄片包括贱金属(铜)层和银涂覆层。在其它方面中，金属薄片包括贱金属层和一个或多个钯和镍层。这种层可以以相同的操作被蚀刻以隔离在每个器件区域上的触点引线和接合位置。在一些实施例中，在模塑的薄片被放置在可重用的蚀刻载体的空腔中之后进行蚀刻步骤。

本发明的另一个方面包括适用于封装集成电路小片的装置。该装置包括金属薄片，部分该金属薄片被超声接合到金属载体。这个金属载体结构可以有一个或多个上述的特征。

附图说明

本发明及其优势通过结合附图参考以下说明将更好地被理解，其中：