[发明专利]具有多材料印刷形成的包装部件的引线载体

说明书

技术领域

以下的发明涉及供集成电路芯片用于电气系统中集成电路芯片的有效互连的引线载体包装。更具体地说，本发明涉及引线框架及其它引线载体，在与集成电路的组合、焊线的附连以及不导电材料中的封装之前及其过程中、在隔离成单独的包装以便在诸如印制电路板的电子系统板上使用之前，所述引线框架及其它引线载体在公共组件中作为多个包装地点的阵列来制造。

背景技术

结合如今半导体增加的集成水平，对更小并且更强大、便携式的电子系统的需求推动了对具有更大量输入/输出端子的更小半导体包装的需求。同时，对于降低消费者电子系统的所有部件的成本存在持续的压力。四方扁平无引线（“QFN”）半导体包装系列是所有半导体包装类型中最小和最成本有效的，但是，当利用常规的技术和材料制造时，具有显著的限制。例如，利用QFN技术，I/O端子的个数和该技术可以支持的电气性能是受限的。

QFN包装P（图5-7）常规地在从铜板蚀刻出的区域阵列引线框架（图1和2）上组装。引线框架1可以包含几十至几千个包装地点，每个包装地点由被一行或多行焊线垫4（图2和5-7）包围的管芯附连垫2（图1、2和5-7）组成。所有这些包装P的部件都通过铜块附连到公共的框架1，以维持包装P的部件相对于引线框架1剩余部分的位置，并且提供到所有部件的电气连接，以方便结合和焊接表面的电镀。

这些被连接的结构，通常称为拉杆3（图1、2和5-7）把引线框架1的所有部件短路到一起。因此，这些拉杆3必须设计成使得它们在个体包装P从引线框架1切单的过程中全都可以从公共的短路结构6（图1和2）断开，从而允许每个管芯附连垫2与焊线垫4电隔离。通常，方便把拉杆3电连接到引线框架1的设计涉及把拉杆3连接到刚好在最终包装P的覆盖区外面包围每个包装P地点的铜短路结构6（图1和2）。这种短路结构6在切单过程中被锯掉（沿着图2的线X），从而允许拉杆3在包装P的边缘暴露。

QFN引线框架1提供了包装P中方便固定半导体管芯的部分，其中的半导体管芯诸如包装P中的集成电路芯片7（图5-7）和可以通过焊线8（图5和6）连接到集成电路7的端子。以焊线垫4的形式，端子还提供了通过与焊线8表面相对的表面上的焊点5（图5-7）连接到电子系统板（诸如印制电路板）的手段。

所有包装P部件都要通过金属结构连接到引线框架1的需求严重限制了可以在任何给定的包装P边框中实现的引线数量。例如，焊线垫4可以在包围管芯附连垫2的多行中提供，每一行离管芯附连垫2有不同的距离。对于最外面一行焊线垫4中的任何焊线垫4，拉杆3连接结构必须在外面行的垫4之间路由，使得这种拉杆3会延伸到在包装P隔离（沿线X）外侧的公共短路结构6。这些拉杆3的最小规模使得只有一个拉杆可以在两个相邻的垫4之间路由。因而，只有两行垫4可以在标准的QFN引线框架1中实现。因为目前管芯尺寸与引线计数之间的关系，标准的QFN包装被限于大约一百个端子，大部分包装P具有不多于大约六十个端子。这种限制使得QFN包装不能被许多类型的管芯使用，这些类型的管芯否则将受益于更小尺寸和更低成本的QFN技术。

虽然常规的QFN技术非常成本有效，但是仍然存在进一步降低成本的机会。在集成电路芯片7利用焊线8附连并连接到外部引线焊线垫4之后，多个包装P的组装引线框架1完全被环氧模塑化合物9（图6和7）封装，诸如在转移模制工艺中。因为引线框架1在很大程度上从前向后是打开的，所以在组装工艺之前把一层高温胶带T施加到引线框架1的背面，以便在模制过程中定义每个包装P的背板。因为这种胶带T必须经受高温结合和模制工艺，而没有由于热处理造成的不利影响，所以这种胶带是相当昂贵的。施加胶带T、除去胶带T和除去粘合剂残留物的过程会给处理每个引线框架1添加显著的成本。

个体包装P从引线框架1切单的最常见方法是通过锯（沿着图2的线X）。因为，除切割环氧模塑化合物9之外，锯子还必须除去刚好在包装P边框外面的所有短路结构6，所以，与只切割模塑化合物9相比，这个过程大幅减慢而且刀片寿命显著更短。因为短路结构6一直到切单工艺都不被除去，所以这意味着管芯一直到切单之后才能被测试。处理数以千计的微小包装P，并且确保每个都在正确的朝向呈现给测试者，比能够利用每个包装P处于已知位置地测试整个条昂贵得多。