[发明专利]带有电源环的暴露式管芯垫封装

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年4月8日递交的第61/167,726号美国临时申请的权益。以上申请的公开通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及半导体封装且更特别地涉及包括电源环的暴露式管芯垫封装。

背景技术

此处所提供的背景描述是为了一般介绍本公开的情况的目的。当前的发明者的工作，在所述工作在本背景部分所描述的范围内，连同在申请的时间内可能没有资格作为现有技术的所述描述的多个方面，都既非明确地也非隐含地被承认作为与本申请相抵抗的现有技术。

半导体器件通常被制作在硅晶片上。每个硅晶片经历各种处理步骤以在晶片上制造多个单个的器件。晶片上的每个器件被称作管芯(die)。当晶片完成时，晶片被分成单个的一些管芯(或晶粒(dice))。仅作为例子，这种分割可通过锯割或通过划刻或压制来执行。

晶粒通常易受到其环境的损坏。仅作为例子，晶粒物理上是脆弱的且在被处理时易于碎裂或破碎。另外，晶粒易于通过物理接触以及空中尘粒两种方式受到污染。晶粒还对静电放电很敏感。由于这些以及其他原因，晶粒常被封装起来。被封装的晶粒或芯片更易于处理且可更易于应用例如用于印刷电路板。

封装可包括一个管芯或包括多个晶粒。为了方便说明，以下描述将针对单个管芯，但当前申请也适用于将多个晶粒封装到单个封装中。

示例性的封装包括第一封装件，管芯被安装在所述第一封装件上。第一封装件包括第一面和第二面。第一面包括管芯附着区域，管芯被置于该区域。第二面可包括将封装电连接或机械连接到印刷电路板的特征。引线将电信号从管芯传送到印刷电路板。引线的一些部分可被置于第一封装件的第一面上。

当管芯被固定在第一封装件的管芯附着区域时，线接合(wire bond)可形成在管芯的接合垫和引线之间。引线可被弯曲以使得它们环绕第一面的边并凸出超过第二面。引线因此可被插入到电路板的通孔中。通常，引线被附到第一面的两个相对的边上。这就产生了两行凸出的引线，且封装被称为双列直插引脚(DIP)封装。

通孔可能使得电路板布局更加困难，且可能妨碍部件被置于电路板的两边上。在表面安装技术中，引线不凸出穿过电路板，避免了这些问题。表面安装封装的引线通常被弯曲成平行于第二面，且因此为电路板的相应的接收垫提供平的接触表面。

传统地，引线围绕于封装的周边。这是因为管芯占据封装的中央且接合线从管芯向外连接到封装的周边。表面安装形式的DIP封装是小块集成电路(SOIC)，其中当引线到达第二面时它们向外弯曲以形成鸥翼形状。

当封装的全部四个边都有引线时，封装可被称为四方扁平封装(QFP)。当引线不延伸到封装的边之外时，封装可被称为四方扁平无引线封装(QFN)。一些QFN封装包括第二面上的中央垫，其将封装中的热能散到电路板上。

为了允许有更大的连接密度，引线可在封装的第二面的内部区域形成。封装的内部布线可将信号从连接在第一表面上的封装的周边的接合线选路(route)到封装的第二表面上的内部引线上。

如以上所描述，传统上管芯的面是暴露在外的，且接合线将管芯的暴露的接合垫与封装的引线连接。在倒装芯片封装中，管芯被倒转到封装上，使得管芯的接合垫与封装的第一面接触。然后，管芯可被设计为包括管芯中央的接合垫，其可被置于封装的中央之上。这减少了对封装中特殊导体的需要，该特殊导体将信号从第一面的周边选路到第二面的中央。

在一个例子中，封装引线以引脚的形式存在；这样的封装被称为管脚阵列(PGA)。管脚阵列封装可安装到插座上，该插座被表面安装到电路板上。在另一个例子中，封装包括与电路板上的一组垫相连接的一组垫。焊料球可被置于每个封装垫上；这样的封装被称为球栅阵列(BGA)。

栅格阵列封装(land grid array package)包括与电路板上的垫相接的垫。但是，栅格阵列封装不包括封装垫上的焊料球。而是，电路板可在垫上有焊料层。应用焊料时可使用掩模，将焊料限定在垫位置。一旦封装被定位于电路板上，焊料可被回流，以将每个封装垫固定到电路板的每个接收垫上。

或者，插座可被连接到电路板上。插座可对封装施加夹紧力。这个夹紧力可迫使封装垫接触电路板的垫，或使得封装垫接触插座的垫。插座可使得封装易于更换。

一旦管芯与封装的第一工件机械连接连接和电连接，管芯就被覆盖。这将管芯和任何其他部件(例如接合线)与环境绝缘。管芯可通过将第二封装件(例如盖)附着到封装的第一工件上而被覆盖。第一工件和第二工件可被密封，以防止任何污染物进入管芯所被置于的位置。

发明内容