具有多個(gè)i/o側(cè)面可焊接端子的封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及集成電路(IC)封裝。具體地，本公開涉及無引線封裝半導(dǎo)體器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子工業(yè)一直依賴于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，以在更緊湊的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)更高性能的器件。在很多應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)更高性能的器件要求將大量電子器件集成在單個(gè)硅晶片上。隨著硅晶片的給定面積中器件數(shù)量增加，制造工藝變得更加困難。
[0003]已經(jīng)制造出很多種半導(dǎo)體器件，其在很多學(xué)科具有各種應(yīng)用。這些硅基半導(dǎo)體器件一般包括金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，例如P溝道MOS (PMOS)、n溝道(NMOS)和互補(bǔ)MOS (CMOS)晶體管、雙極晶體管、BiCMOS晶體管。這些MOSFET器件包括位于導(dǎo)電柵極和硅類襯底之間的絕緣材料；因此，這些器件一般稱為IGFET (絕緣柵極FET)。
[0004]在晶片襯底上制造多個(gè)半導(dǎo)體器件后，面臨的具體挑戰(zhàn)是針對(duì)器件給定的目的對(duì)這些器件進(jìn)行封裝。由于器件一般都布置在印刷電路基板上，所以隨著便攜式系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，將存在使尺寸減小、增強(qiáng)電性能以及增強(qiáng)構(gòu)成系統(tǒng)的單個(gè)組件的熱性能的相應(yīng)需要。存在可以解決這些挑戰(zhàn)的封裝的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]已經(jīng)法發(fā)現(xiàn)本公開可以有效解決對(duì)用于便攜式系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件進(jìn)行封裝的挑戰(zhàn)。已知無引線封裝半導(dǎo)體器件比有引線封裝更具優(yōu)點(diǎn)。這些無引線封裝通常焊接在印刷電路板(PCB)子系統(tǒng)上。然而，有時(shí)難以監(jiān)測和控制器件底部I/O端子(這些I/O端子被電鍍以提高可焊接性)和它們的對(duì)應(yīng)PCB焊盤之間的焊接連接的質(zhì)量。通過在I/O端子的可見垂直面上呈現(xiàn)可焊接表面，用戶可以觀察焊料在垂直面上的浸潤，并且當(dāng)焊料冷卻且變硬時(shí)，用戶可以注意到對(duì)具有足夠質(zhì)量的機(jī)械和電學(xué)連接加以表示的半月形焊料。
[0006]通過設(shè)計(jì)確保垂直面不被引線框連接條等阻隔的引線框子組件，并結(jié)合索引的激光，可以制造具有完全暴露I/O端子上的垂直面的器件。索引的激光沿著I/O端子的垂直面形成開口，以便所述垂直面可以與可焊接表面進(jìn)行完全電鍍。開口可以形成在外部I/o端子中，并且通過結(jié)合用于內(nèi)部I/o端子的偏移幾何形狀形成在位于外部端子之間的內(nèi)部I/o端子中。
[0007]在示例性實(shí)施例中，存在一種無引線封裝的半導(dǎo)體器件，具有相對(duì)的頂部和底部主表面以及在其間延伸的側(cè)壁。所述無引線封裝的半導(dǎo)體器件包括引線框子組件，所述引線框子組件具有兩個(gè)或更多個(gè)引線框部分的陣列，每個(gè)引線框部分上布置有半導(dǎo)體管芯。存在至少五個(gè)I/o端子，其中所述端子的每一個(gè)包括相應(yīng)的金屬側(cè)焊盤并且相應(yīng)的金屬側(cè)焊盤布置在凹陷中。
[0008]在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，一種用于在具有引線框組件的無引線芯片載體(LCC)中形成半導(dǎo)體器件的方法，所述引線框組件具有引線框子組件的陣列，每個(gè)引線框子組件上都布置有器件管芯，子組件具有與器件管芯電連接的I/o端子，所述I/O端子通過連接條相互連接，并且位于兩個(gè)其他I/o端子之間的中間I/O端子具有偏移幾何。所述方法包括將引線框組件和I/O端子封裝在模塑料中；沿第一方向在一系列平行切割中，將覆蓋I/O端子的模塑料激光切割至連接條的深度，暴露I/o端子的垂直表面，并且形成包圍每個(gè)I/O端子的凹陷，所述偏移幾何形為所述激光切割提供空間以便使得可以暴露中間I/o端子的垂直表面。對(duì)I/o端子進(jìn)行電鍍以形成電鍍的垂直表面。執(zhí)行附加系列的切割，沿所述第一方向切割，延伸穿過連接條和模塑料；以及執(zhí)行沿第二方向的一系列平行切割，第二方向相對(duì)于第一方向形成角度，第二系列的切割延伸穿過引線框組件和模塑料，將引線框組件單體化為單獨(dú)的器件。
[0009]在示例性實(shí)施例中，一種用于無引線芯片載體(LCC)的引線框子組件包括:第一子組件部分，所述第一子組件部分包括:第一管芯附著連接部(landing);第一組的I/O端子，用于附著到第一管芯附著連接部的IC器件的連接；第一子組件部分的第一連接條邊界，將第一管芯附著連接部和第一組的I/O端子相互機(jī)械和電學(xué)地連接。第二子組件部分包括:第二管芯附著連接部；第二組I/O端子，用于附著到第二管芯附著連接部的另一個(gè)IC器件的連接；第二子組件部分的第二連接條邊界，將第二管芯附著連接部和第二組的I/O端子相互機(jī)械和電學(xué)地連接。中間子組件部分包括:第一中間組的I/O端子，用于到所述IC器件或所述另一 IC器件的連接；第一中間連接條邊界，連接所述組的相應(yīng)中間I/O端子的每一個(gè)，其中第一中間連接條邊界機(jī)械和電學(xué)地連接到第一連接條邊界和第二連接條邊界，第一中間連接條邊界相對(duì)于第一連接條邊界和第二連接條邊界具有朝向子組件的中心點(diǎn)的偏移幾何，并且第一組的I/o端子、第二組的I/O端子和中間組的I/O端子彼此共線，并且第一組、第二組和中間組的I/O端子的垂直面不被阻隔。
[0010]本發(fā)明的上述概述并不意圖表示每一個(gè)公開的實(shí)施例或者本發(fā)明的每個(gè)方面。以下在附圖和【具體實(shí)施方式】中提供其他方面和示例性實(shí)施例。
【附圖說明】
[0011]考慮結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，可以更全面地理解本發(fā)明，其中:
[0012]圖1A-1B是根據(jù)本公開實(shí)施例的具有修改端子互連的引線框的底面圖；
[0013]圖1C-1D是根據(jù)本公開實(shí)施例的具有多個(gè)修改端子互連的引線框的底面圖；
[0014]圖2A-2D是根據(jù)本公開實(shí)施例的制造具有圖1A-1B的引線框的器件的簡化截面圖和透視圖；
[0015]圖3是根據(jù)本公開實(shí)施例的組裝工藝的流程圖；
[0016]圖4A-4F是根據(jù)本公開實(shí)施例的已經(jīng)將器件組裝在引線框中的示例性引線框的多個(gè)視圖；以及
[0017]圖5A-5B示出了根據(jù)本公開組裝的示例性器件的I/O端子的增強(qiáng)可焊接性示例的一對(duì)側(cè)視圖。
[0018]雖然本發(fā)明適于各種修改和備選形式，作為示例，在附圖中示出其細(xì)節(jié)并詳細(xì)描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所描述的具體實(shí)施例。相反，本發(fā)明覆蓋落入由隨附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同和備選。
【具體實(shí)施方式】
[0019]已知本發(fā)明用于解決在便攜式系統(tǒng)中使用的半導(dǎo)體器件封裝時(shí)的挑戰(zhàn)。已知無引線封裝半導(dǎo)體器件比有引線封裝更具優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括減小引線電感而具有更好的電性能、通過使用暴露的熱墊片來改善到PCB(印刷電路板)的熱傳導(dǎo)而得到良好的熱耗散、減小的封裝厚度和更小的占位(footprint)，這減小了 PCB上占用的面積。無引線封裝半導(dǎo)體器件的示例包括QFN(四方扁平無引線器件)和DFN(分立扁平無引線器件)。然而，無引線封裝半導(dǎo)體器件的缺點(diǎn)是，當(dāng)安裝在PCB上時(shí)難以對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查。常規(guī)檢查技術(shù)使用一種名為自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)系統(tǒng)，其中相機(jī)針對(duì)各種缺陷(例如開路連接、短路連接、焊接細(xì)化和不正確放置的器件)，對(duì)安裝在PCB上的無引線封裝半導(dǎo)體器件進(jìn)行掃描。由于半導(dǎo)體器件I/O端子布置在器件底部，并因此當(dāng)器件安裝在PCB上時(shí)無法被看到，所以一般不太可能對(duì)無引線半導(dǎo)體器件使用AOI系統(tǒng)。自動(dòng)X射線檢查(AXI)系統(tǒng)可以允許對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查，但是AXI系統(tǒng)較為昂貴。
[0020]一種允許由AOI系統(tǒng)對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的系統(tǒng)將包括金屬側(cè)焊盤，所述金屬側(cè)焊盤從器件底部的器件I/o端子至少部分地向上延伸至器件外側(cè)壁。典型地，金屬側(cè)焊盤可以由錫、鉛或者錫鉛合金形成。在將器件附著到PCB的焊接過程中，焊料將浸潤器件底部的I/O端子以及金屬側(cè)焊盤。因此，焊接點(diǎn)的一部分將可見，從而允許通過AOI技術(shù)來檢查。即使I/O端子未正確焊接在PCB上，只要金屬側(cè)焊盤是正確焊接的，就可認(rèn)為焊接點(diǎn)是好的。
[0021]除了便于檢查，金屬側(cè)焊盤還可以降低器件安裝在PCB上時(shí)的傾斜度。由于增加了焊接面積，金屬側(cè)焊盤還可提高剪切和彎曲性能。
[0022]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)包括嵌入在封裝層中的器件管芯的陣列。通過任何合適的方式，例如共恪接合(eutectic bond)，將器件管芯連接到引線框。形成這種無引線器件的工藝包括:使用一系列平行行切割和平行列切割將封裝集成電路的二維陣列分割為單獨(dú)半導(dǎo)體器件封裝。第一系列的平行切割完全延伸穿過引線框和封裝層，限定出陣列的行。
[0023]在對(duì)金屬側(cè)焊盤進(jìn)行電鍍后，形成完全延伸穿過引線框和封裝層的第二系列的平行切割。這分離了陣列的列，從而提供單一化的封裝。在這種工藝中，I/O端子暴露，并且由于I/o端子相互電連接，可將暴露的I/O端子電鍍以形成金屬側(cè)焊盤。需要電連接