專利名稱：半導體封裝和固定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體封裝和固定該封裝的方法，尤其涉及通過堆積和固定若干例如具有相同存儲器總線線路的器件能在襯底上有更高集成度的半導體封裝。
在印刷線路板上例如LSI電路元件的固定傳統(tǒng)上包括在同一平面上的諸如方形扁平封裝(QFP)和網(wǎng)格插針陣列(PGA)的固定封裝，因而導致系統(tǒng)錯綜復雜以及襯底表面積增大。
然而，為了滿足近年來對更高集成度的半導體集成電路以及更高集成度的襯底的日益增長的要求，已經(jīng)開發(fā)各種半導體封裝和封裝方法。因為半導體封裝的高度與其表面尺寸相比一般很低，通過將半導體封裝堆積和固定可以達到更高的襯底密度。
日本專利公開No.107675/86公開了半導體封裝的堆積和固定方法的一個例子。
圖1和圖2說明在日本專利公開No.107675/86中公開的半導體封裝的堆積和固定的半導體封裝。在這些圖中使用堆積針框101堆積和固定作為半導體封裝的無引線芯片載體104。
如圖2所示，無引線芯片載體104在矩形封裝的周邊有加工成半圓凹口的多個電極108。堆積針框101在其上表面有導柱105和框架102，導柱105用于使無引線芯片載體104的四角定位，框架102垂直地支承多根柔性的連接針103，連接針103對應于隨后由導柱105定位的無引線芯片載體104的電極108。
利用這種類型的堆積針框101，可以支承多個無引線芯片載體104，并且使它們與連接針103電連接，具體做法是從上面插入無引線芯片載體104，使其被多個連接針103所包圍，同時每個連接針103和電極108相配合。然后，通過把伸出在這堆積針框101的框架102之下的連接針103插入印刷線路板109的穿孔，可以在印刷線路板109上堆積和固定多個無引線芯片載體104。
然而，上述堆積和固定無引線芯片載體的方法需要使用具有比該器件更大平面面積和厚度的堆積針框，因而需要占用固定芯片載體的線路板上方的過多的空間。
此外，這種固定是通過將多個柔性連接針中的每一個插入電極中，以建立與器件的電連接而實現(xiàn)的，從連接可靠性來說與例如焊接方法相比這種連接方法是低劣的。
而且，在這方法中器件插在柔性針之間，由于帶薄膜強度的因素，使用例如帶薄膜的材料來固定半導體封裝是復雜的。
本發(fā)明的目的是提供一種半導體封裝和一種半導體封裝固定方法，它使用堆積和固定，用以在襯底上達到更高集成度，減小固定襯底垂直方向的空間，并且，既保證電連接又保證對固定時的應力的靈活適應。
為了達到上述目的，本發(fā)明的特征在于在帶薄膜上有導電材料的接線圖案的半導體封裝中，在接線圖案的一側(cè)有用于與芯片連接的部分，在接線圖案的另一側(cè)有用于插入導針的孔，借助導針達到與外界的電連接。
在上述半導體封裝中除了孔以外二個側(cè)面最好是絕緣的。
此外，半導體封裝在帶薄膜的外邊緣最好有塑料護環(huán)，用于保護堆積和固定的半導體封裝以及上面和下面器件之間的穩(wěn)定性，而且半導體封裝在護環(huán)的上和下表面上最好有在半導體封裝堆積時相互咬合的凸頭和凹口。
本發(fā)明的特征在于在接線襯底上堆積和固定任何上述半導體封裝時，用于與接線襯底連接的導針首先垂直方向定位，再通過將導針插入半導體封裝的孔，在接線襯底上堆積和固定多個半導體封裝。
此外，本發(fā)明也可以是這樣一種方法導針先附裝在蓋帽上，然后通過將導針從上面插入，穿過半導體封裝的孔，在接線襯底上堆積和固定多個半導體封裝。
依照本發(fā)明的半導體封裝在帶薄膜上具有導電材料構成的接線圖案，在接線圖案的一側(cè)有與芯片連接的部分和在接線圖案的另一側(cè)有用于插入導針的孔。通道首先使用于連接的導針在接線襯底上垂直定位，然后將導針插入半導體封裝的孔，或者先將導針附裝在蓋帽上，通過將導針從上面插入，穿過半導體封裝的孔，在接線襯底上堆積和固定這種半導體封裝。
此外，因為依照本發(fā)明的半導體封裝由帶薄膜構成，所以，所形成的封裝很薄，具有極佳的散熱性，而且有柔軟性；尤其對于具有例如相同存儲器總線的器件來說，當在接線襯底上堆積和固定時，減小了在固定襯底上垂直方向的空間，并且，可以靈活地適應由于如接線襯底的撓曲這樣的因素引起的固定時發(fā)生的應力。
從以下結合


本發(fā)明的最佳實施例的介紹中可以清楚地看到本發(fā)明的上述和其他目的，特點和優(yōu)點。
圖1是日本專利公開No.107675/86中公開的半導體封裝的堆積和固定的先有技術的例子。
圖2是日本專利公開No.107675/86中公開的半導體封裝的堆積和固定的先有技術的例子。
圖3是依照本發(fā)明的半導體封裝的第一實施例的平面圖。
圖4是沿圖3線A-A所取的剖面圖。
圖5是表示圖3所示的半導體封裝在襯底上堆積和固定的剖面圖。
圖6是表示圖3所示的半導體封裝在襯底上堆積和固定的剖面圖。
圖7是依照本發(fā)明的半導體封裝的第二實施例的平面圖。
圖8是依照本發(fā)明的半導體封裝的第三實施例的平面圖。
圖9是沿圖8的線B-B所取的剖面圖。
圖10是表示圖8中所示半導體封裝堆積和固定的剖面圖。
圖11是表示圖8中所示半導體封裝堆積和固定的剖面圖。
圖12是依照本發(fā)明的半導體封裝的第四實施例的縱向剖面圖。
圖13是表示圖12中所示半導體封裝堆積和固定的剖面圖。
圖14是表示圖12中所示半導體封裝堆積和固定的剖面圖。
以下結合

本發(fā)明實施例的結構。第一實施例圖3是依照本發(fā)明的半導體封裝第一實施例的平面圖，圖4是沿圖3線A-A所取的剖面圖，而圖5和圖6是表示圖3中所示的半導體封裝在襯底上堆積和固定。
如圖3所示，這種半導體封裝的結構是由以下各部分構成的矩形帶薄膜1，在帶薄膜上形成并且由導電材料組成的接線構成的接線圖案2，與接線圖案2的一端電連接的半導體芯片3，以及在接線圖案2的另一端形成的供導針(待說明)插入和連接的孔4。
供導針插入的孔4沿帶薄膜1的外邊緣排成一行。如圖4所示，半導體封裝的正面和反面除了導針插入孔4附近以外由保護膜5絕緣，以防止在堆積和固定時發(fā)生短路。在半導體芯片3的正面部分涂以樹脂涂層6。
上述半導體芯片3也可以面朝下，通過例如焊料突起處與薄膜1的接線圖案電連接。如圖5所示，這種類型半導體封裝的堆積和固定可以通過以下步驟來實現(xiàn)首先把用于將各半導體封裝連接在一起的導針9在接線襯底8上垂直定位，然后使導針9穿過半導體封裝7的孔4。這里，導針9和孔4可以通過焊接連接，并且，對于此方法，焊接可以運用激光焊接實現(xiàn)，以克服通常焊料返流引起的困難。導針9突出在一組堆積和固定的半導體封裝7的最上面部分，并且因此使用蓋帽10，來保護和夾緊導針9，防止水平方向位移。
另一種方法是，不用圖5所示的首先使導針9在接線襯底8上垂直定位，導針9可以如圖6所示貼附在蓋帽10上，然后當半導體封裝7為堆積狀態(tài)時，導針從上面穿過孔4和插入接線襯底8。
根據(jù)上述例子，對于具有例如相同存儲器總線的器件，當器件堆積和固定時可以共用同一信號線，并且通過以下方法能夠?qū)崿F(xiàn)襯底上高集成度設置地址線、數(shù)據(jù)線、芯片選擇信號線、以及具有用于將封裝連在一起的多個孔的區(qū)域，并且，通過輸入芯片選擇信號，并譯碼進行操作，對每一器件存取。此外，因為可以簡化接線襯底上每種信號線的圖案的結構，所以，襯底上接線圖案電感也可以減小。
而且，本發(fā)明使半導體封裝的堆積和固定能夠由帶薄膜構成，這是一種更薄的封裝，并且，與例如使用塑料模壓生產(chǎn)的無引線芯片載體相比具有更好的散熱特性。因為塑料無引線芯片載體厚度一般約2mm，而使用帶薄膜作為材料的封裝不到1mm，簡單計算表明固定襯底的垂直方向空間可以減少多達50％。關于散熱特性，因為該半導體封裝不是將整個半導體芯片埋入的結構，其散熱特性的改善預料可達20％的程度。此外，帶薄膜的柔性能夠靈活地適應諸如固定襯底的撓曲之類的變形。第二實施例圖7是依照本發(fā)明的第二實施例的半導體封裝的平面圖。在這圖中，與第一實施例組成元件相同的組成元件標以相同標號。
如圖7所示，在依照這實施例的半導體封裝中供導針插入的孔4沿帶薄膜1的外邊緣部分排列成若干行。這實施例可以獲得與第一實施例相同的效果，而且可以實現(xiàn)具有大量導針的封裝。第三實施例圖8是依照本發(fā)明的第三實施例的半導體封裝的平面圖，圖9是沿圖8線B-B所取的剖面圖，而圖10和11是表示圖8所示的半導體封裝堆積和固定的例子的剖面圖。在這些圖中，與第一實施例中組成元件相同的組成元件標以相同標號。
如圖8和9所示，依照這實施例的半導體封裝在第一和第二實施例的帶薄膜1的外邊緣部分有塑料護環(huán)11。護環(huán)11稍微增大封裝單元厚度，以提供器件之間的絕緣。
護環(huán)可以通過各種方法與帶薄膜的外邊緣部分連接。例如，通過將護環(huán)分為上和下二部分，將帶薄膜夾在二個部分之間，可以把帶薄膜夾持在護環(huán)中。
如圖10和11所示，當這種類型的半導體封裝堆積和固定時，用于把半導體封裝連接在一起的導針9可以首先在接線襯底8上垂直定位，導針9再穿過半導體封裝7的孔4。
在堆積中，上面和下面半導體封裝7的護環(huán)11相互接觸，卡緊半導體封裝7的位置。
除了與第一和第二實施例的半導體封裝具有相同效果外，這實施例包括護環(huán)，護環(huán)增強堆積和固定的半導體封裝的強度，和確保上面和下面器件的相對位置的穩(wěn)定性。第四實施例圖12是依照本發(fā)明的第四實施例的半導體封裝的縱向剖面圖，圖13和14是表示圖12所示半導體封裝的堆積和固定的例子的剖面圖。在這些圖中，與第一實施例組成元件相同的組成元件標以相同標號。
如圖12所示，在這修改的半導體封裝中，護環(huán)12在上和下表面分別有凸頭和凹口，并附著在帶薄膜1的外邊緣位置上。在堆積和固定時，如圖13和14所示凹口咬合凸頭，使得能夠在水平方向上可靠地定位，而且使封裝的正反面清楚地區(qū)別，因而減小固定時發(fā)生錯誤的危險。
正如在上述說明中解釋的，本發(fā)明通過提供在帶薄膜上具有由導電材料構成的接線圖案的半導體封裝而實現(xiàn)襯底的更高集成度，所述帶薄膜具有用于將芯片連接在接線圖案的一側(cè)的部分和在另一側(cè)的用于插入導針的孔，因而對于例如具有相同存儲器總線的器件，導針可用于堆積和電連接多個器件。而且，因為封裝是由帶薄膜構成的，所以，半導體封裝更薄，具有極佳散熱特性，并具有柔性，因此當堆積和固定在接線襯底上時，在垂直于固定襯底的方向的空間可以減小，由于例如固定時接線襯底的撓曲等因素造成的應力可以被靈活地適應。
此外，半導體封裝的正反面除了孔附近以外是絕緣的，因此防止在堆積和固定時短路。
而且，帶薄膜外邊緣上塑料護環(huán)的措施增加堆積和固定的半導體封裝的強度，并且，使上面和下面的器件之間能夠穩(wěn)定地定位。
加之，在堆積半導體封裝時相互咬合的護環(huán)上和下表面的凸頭和凹口的配合措施使得能夠在水平方向上可靠地定位，此外，封裝的正反面明顯區(qū)分，因而減小在堆積時發(fā)生錯誤的危險。
另外，采用以下方法能夠把多個半導體封裝堆積和固定在接線襯底上首先使用于連接的導針在接線襯底上垂直定位，然后，把導針插入半導體封裝中的孔。
而且，通過首先將導針附裝在蓋帽上，然后將導針從上面插入，穿過半導體封裝中的孔，在接線襯底上可以堆積和固定多個半導體封裝。
然而，應理解盡管在上述說明中已描述了本發(fā)明的特性和優(yōu)點，但是，所述公開僅為說明而已，在所附權利要求書范圍內(nèi)在元件結構上可以作出各種變化。
權利要求
1.由帶薄膜構成的半導體封裝，其特征在于所述帶薄膜具有導電材料的接線圖案，所述帶薄膜在所述接線圖案的一端上有用于與芯片連接的部分和在所述接線圖案的另一端上有用于插入導針的孔，以及通過所述導針能與另一電氣元件電連接。
2.依照權利要求1的半導體封裝，其特征在于除了所述孔以外所述半導體封裝的正反面是絕緣的。
3.一種半導體封裝固定方法，其特征在于通過以下步驟而把多個半導體封裝堆積和固定在接線襯底上首先把用于連接的導針在接線襯底上垂直定位，然后，把所述導針插入根據(jù)權利要求2的半導體封裝的孔。
4.一種半導體封裝固定方法，其特征在于通過首先把導針附裝在蓋帽上，然后將所述導針從上面插入，穿過依照權利要求2的半導體封裝中的孔，在接線襯底上堆積和固定多個半導體封裝。
5.由帶薄膜構成的半導體封裝，其特征在于所述帶薄膜具有導電材料的接線圖案，所述帶薄膜在所述接線圖案的一端有用于與芯片連接的部分和在所述接線圖案的另一端有用于插入導針的孔，通過所述導針能與另一電氣元件電連接，以及所述封裝包括沿所述帶薄膜的外邊緣的塑料護環(huán)，用于在堆積和固定時可靠地定位和增大強度。
6.一種半導體封裝固定方法，其特征在于通道首先把用于連接的導針在接線襯底上垂直定位，然后將所述導針插入依照權利要求5的半導體封裝的孔，在接線襯底上堆積和固定多個半導體封裝。
7.一種半導體封裝固定方法，其特征在于通過首先將導針附裝在蓋帽上，然后將所述導針從上面插入，穿過依照權利要求5的半導體封裝中的孔，在接線襯底上堆積和固定多個半導體封裝。
8.依照權利要求5的半導體封裝，其特征在于所述護環(huán)的上和下表面具有在所述半導體封裝時相互咬合的凸頭和凹口。
9.一種半導體封裝固定方法，其特征在于通過首先把用于連接的導針在接線襯底上垂直定位，然后將所述導針插入依照權利要求8的半導體封裝的孔，在接線襯底上堆積和固定多個半導體封裝。
10.一種半導體封裝固定方法，其特征在于通過首先將導針附裝在蓋帽上，然后將所述導針從上面插入，穿過依照權利要求8的半導體封裝中的孔，在接線襯底上堆積和固定多個半導體封裝。
全文摘要
一種半導體封裝，它包括矩形帶薄膜，在帶薄膜上形成的由導電材料的接線構成的接線圖案，電連接到接線圖案的一端的半導體芯片以及在接線圖案的另一端形成的用于插入導針的孔，一種用于在接線襯底上堆積和固定多個半導體封裝的方法，它包括以下步驟首先把導針在接線襯底上垂直定位，然后把這些導針穿過半導體封裝上的孔。
文檔編號H01L21/60GK1148270SQ9610998
公開日1997年4月23日 申請日期1996年8月9日 優(yōu)先權日1995年8月10日
發(fā)明者伊東伸行 申請人:日本電氣株式會社