專利名稱：具有外露晶片座的半導(dǎo)體封裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝件，特別是一種以導(dǎo)線架作為晶片承載件的半導(dǎo)體封裝件。
傳統(tǒng)的以導(dǎo)線架為晶片承載件(Chip Carrier)的半導(dǎo)體封裝件所使用的導(dǎo)線架，系由供晶片黏結(jié)的晶片座及作為晶片與印刷電路板(Printed Circuit Board)電性連接用的導(dǎo)腳所構(gòu)成，晶片黏結(jié)于導(dǎo)線架的晶片座上后，即以封裝樹(shù)脂包覆該晶片與導(dǎo)線架，并令導(dǎo)腳的外導(dǎo)腳伸露出由封裝樹(shù)脂固化成型的封裝膠體外。此種半導(dǎo)體封裝件由于晶片與晶片座俱為封裝膠體所包覆，加的構(gòu)成封裝膠體的樹(shù)脂材料本身的散熱性不佳，由晶片產(chǎn)生的熱量的散熱途徑皆須通過(guò)封裝膠體向外排除，故往往導(dǎo)致晶片產(chǎn)生的熱量蓄積于封裝膠體中而無(wú)法有效地及時(shí)逸散，散熱效率不隹則會(huì)影響至晶片的使用壽命。
因而，為解決這種半導(dǎo)體封裝件的散熱問(wèn)題，因而在半導(dǎo)體封裝件中加設(shè)散熱片(Heat Sink或Heat Slug)的結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生；然而，在半導(dǎo)體封裝件中加設(shè)散熱片雖可有效提高散熱效率，但會(huì)增加半導(dǎo)體封裝件的重量及制造成本，并會(huì)使制作過(guò)程復(fù)雜化，而產(chǎn)生出許多不同的問(wèn)題。針對(duì)于此，將晶片座外露出封裝膠體的半導(dǎo)體封裝件被研制出來(lái)，如美國(guó)專利第5,252,783號(hào)半導(dǎo)體封裝件一案所揭示的。該美國(guó)專利的半導(dǎo)體封裝件示于圖5，其導(dǎo)線架1的晶片座10的底面100外露出封裝膠體2，使黏結(jié)于晶片座10的頂面101上的晶片可產(chǎn)生的熱量得以直接由該晶片座10逸散至大氣，而無(wú)須通過(guò)散熱性差的封裝膠體2，故可免除散熱片的使用。但這種結(jié)構(gòu)仍具有如下缺點(diǎn)一系因該晶片座10的底面100須外露出封裝膠體2且底面100的邊緣在導(dǎo)線架1沖壓(Stamping)成型時(shí)會(huì)形成圓角，在模壓過(guò)程中，該晶片座10的底面100的周圍易發(fā)生溢膠(Flash)而影響到制成品的品質(zhì)；二若要清除晶片座10的底面100上的溢膠，則須在噴砂或激光清洗的后處理(Post-treastment)，此舉不但會(huì)增加制造成本及制作過(guò)程的復(fù)雜性，且亦會(huì)影響到制成品的可靠性；三是這種半導(dǎo)體封裝件無(wú)法適用于大尺寸的晶片，由于須使晶片座10的面積大于晶片3的面積，所以，當(dāng)晶片3的面積愈大，晶片座10的面積亦須增大；然而，晶片座10的面積增大，往往會(huì)在導(dǎo)線架1置于模具中以進(jìn)行模壓作業(yè)時(shí)與模具的退料針(Ejection-Pin)產(chǎn)生干擾，即退料針會(huì)直接頂?shù)种辆?0的底面100上，造成底面100與模具的下模內(nèi)表面間形成間隙，間隙的產(chǎn)生遂會(huì)導(dǎo)致溢膠的發(fā)生；四這種半導(dǎo)體封裝件所使用的外露晶片座，其濕氣侵入的路徑較短易造成濕氣侵入封裝體內(nèi)，降低了制成品的可靠性。因而，是種使晶片座10的底面100直接外露于大氣中的半導(dǎo)體封裝件仍有許多缺點(diǎn)亟待改進(jìn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種具外露晶片座的半導(dǎo)體封裝件，使得有效避免溢膠發(fā)生在晶片座外露的表面上，故不需要溢膠的后處理，而可降低制造成本并簡(jiǎn)化制作過(guò)程；且因其晶片座不會(huì)與封裝用模具的退料針產(chǎn)生干擾，因而可以進(jìn)一步確保晶片座能夠適用大尺寸的晶片；同時(shí)，其晶片座能提供較長(zhǎng)的濕氣入侵路徑，故可提高制成品的可靠性。
為達(dá)到上述及其它的目的，本發(fā)明的具外露晶片座的半導(dǎo)體封裝件系包括一晶片；一由晶片座與導(dǎo)腳構(gòu)成的導(dǎo)線架，該晶片座具有一底面及與其相對(duì)的頂面，該晶片即黏結(jié)到該晶片座的頂面上并與該導(dǎo)腳形成電性連接關(guān)系，該晶片座底面的周緣則形成有連續(xù)的凹部，以在模壓作業(yè)時(shí)，該凹部會(huì)形成為晶片座與封裝模具的模穴內(nèi)表面間的一狹窄流通，使流入該凹部?jī)?nèi)的封裝樹(shù)脂模流因吸收模具熱量的速度變快而增大黏度，從而使模流的流速減緩，故能得避免封裝樹(shù)脂模流溢膠在晶片座的底面上；以及一用以包覆該晶片與導(dǎo)線架的封裝膠體，但包覆方式系使晶片座的底面外露出封裝膠體而直接與大氣接觸。該凹部的形成可以是單階或多階狀，視使用狀況而定。而該凹部的長(zhǎng)度范圍宜為0.4至1.2mm，深度范圍則宜為0.05至0.12mm。
以下以優(yōu)選實(shí)施例配合所附附圖進(jìn)一步詳述本發(fā)明的特點(diǎn)及功效。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例半導(dǎo)體封裝件的剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的導(dǎo)線架黏接有晶片后置于模具內(nèi)進(jìn)行模壓的動(dòng)作示意圖。
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例半導(dǎo)體封裝件的剖面示意圖。
圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例半導(dǎo)體封裝件的剖面示意圖。
圖5是已知半導(dǎo)體封裝件的剖面示意圖。圖示符號(hào)說(shuō)明1、5 導(dǎo)線架2、7 封裝膠體3、4 晶片6 金線8 模具10、51、51a、51b 晶片座50、50b 導(dǎo)腳80 上模81 下模82 模穴83 退料針100、500b、510、510a、510b 底面101、511 頂面502b、512、512a、512b 凹部513 側(cè)邊圖1所示者為本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖面示意圖。
如圖1所示，該第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件具有晶片4，由多個(gè)導(dǎo)腳50與晶片座51構(gòu)成的導(dǎo)線架5，用以電性連接該晶片4與導(dǎo)腳50的多個(gè)金線6，以及包覆該晶片4、金線6與部分導(dǎo)線架5的封裝膠體7。
該導(dǎo)線架5的晶片座51具有底面510及與的相對(duì)的頂面511，該晶片4即用已知的銀膠或聚亞酰胺膠片(Polyimide Tape)黏接至該頂面511上；該底面510的周緣則形成有連續(xù)的凹部512，使該凹部512由晶片座51的側(cè)邊513朝晶片座51的中心的方向延伸，其長(zhǎng)度宜介于0.4至1.2mm間而深度介于0.05至0.12mm間為宜。由于該晶片座51具有凹部512，故在模壓作業(yè)時(shí)，夾置于封裝用模具(第1圖未示)的模穴內(nèi)的晶片座51與模穴的內(nèi)表面間在該凹部512的部位上即形成一狹窄流道，使流入該凹部512內(nèi)的封裝樹(shù)脂(Molding Resin)模流會(huì)因吸收模具熱量的速度變快而增大其黏度，模流的黏度增大即會(huì)導(dǎo)致模流的流速減緩，從而避免模流因流速過(guò)快而溢膠于晶片座51的底面510上的問(wèn)題發(fā)生；且底面510不致有溢膠形成能免除清洗溢膠的后處理，故能降低制造成本與封裝制作過(guò)程，并提高制成品的可靠性。
此外，該凹部512的形成得增加濕氣由外界入侵至封裝膠體7內(nèi)部的路徑，使?jié)駳獠灰兹肭种辆哂须娮恿慵c電子電路的表面上；因而，晶片座51的面積勿須大于晶片4的面積，晶片座51的面積相當(dāng)于或小于晶片4的面積亦可，故能進(jìn)一步降低用材成本。
為使第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件成品的總高度能符合薄形產(chǎn)品的需求，該晶片座51與導(dǎo)腳50形成有高度差(Downset)，即晶片座51于導(dǎo)線架5沖壓成型后，其所在的平面低于導(dǎo)腳50所在的平面，如此，除能降低制成品的總高度外，并能減少金線6的線長(zhǎng)而得降低制造成本。
再參照?qǐng)D2，當(dāng)前述的導(dǎo)線架5黏接有晶片4并焊接金線6以電性連接該晶片4與導(dǎo)腳50后，置于封裝用模具8中，使其夾置于模具8的上模80與下模81間，以使晶片座51、晶片4、金線6及導(dǎo)腳50的內(nèi)端部份收納于模具8的模穴82中，為了進(jìn)行模壓作業(yè)而形成用以包覆該晶片座51、晶片4、金線6及導(dǎo)腳50的內(nèi)端部份的封裝膠體7。一般在此種模壓作業(yè)中使用的模具8具有退料針83，以在模壓作業(yè)完成并開(kāi)模后，使完成封裝的半成品脫離模具8；考慮到制成品的外觀及后續(xù)處理的作業(yè)性，往往使該退料針83的頂端略伸出該下模81的內(nèi)表面810上。由于本發(fā)明所使用的晶片座51底面510上形成有凹部512，可供該退料針83凸露出下模81的內(nèi)表面810上的頂端伸入該凹部512中，而不致直接頂?shù)肿【?1的底面510，因此在該底面510與下模81的內(nèi)表面810間不會(huì)形成間隙而致模流滲入。亦即，本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝在于模壓作業(yè)中，無(wú)晶片座與退料針發(fā)生干擾的問(wèn)題。
如圖3所示為本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖面示意圖，其與前述的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)大致相同，其不同之處在于第二實(shí)施例的晶片座51a的凹部512a為多階狀，而非第一實(shí)施例所示的單階狀。由于凹部512a為多階狀，使模壓時(shí)，模流進(jìn)入凹部512a內(nèi)的空間高度呈階梯狀遞減，使模流吸收模具熱量的速度遞增，從而強(qiáng)化模流流速減緩的效應(yīng)，故可進(jìn)一步確保晶片座51a的底面510a不會(huì)有溢膠的發(fā)生。
圖4所示為本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖面示意圖，其與前述的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)大致相同，不同之處在于該晶片座51b與導(dǎo)腳50b未形成有高度差。在此情況下，該晶片座51b的底面510b與導(dǎo)腳50b的底面500b均外露出封裝膠體7b，因而，除晶片座51b的底面510b的周緣形成有連續(xù)凹部512b外，該導(dǎo)腳50b的底面500b的周緣亦須形成有連續(xù)凹部502b，為了防止溢膠發(fā)生在導(dǎo)腳50b的底面500b上。
上述的具體實(shí)施例僅用以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)及功效，并非用以限定本發(fā)明的可實(shí)施范圍，在未脫離本發(fā)明所揭示的技術(shù)范圍與精神下，任何運(yùn)用本發(fā)明所完成的等效改變與修飾，均為本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種具外露晶片座的半導(dǎo)體封裝件，包括一導(dǎo)線架，它由晶片座與多個(gè)導(dǎo)腳所構(gòu)成，其中，該晶片座具有與底面相對(duì)的頂面，使該底面的周緣形成有連續(xù)的凹部，一晶片，其黏接于該晶片座的頂面上并與該導(dǎo)腳形成電性連接關(guān)系，以及一封裝膠體，用以包覆該晶片與部份導(dǎo)線架，且其包覆方式至少使該晶片座的底面外露出該封裝膠體。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述的凹部為單階狀者。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述的凹部為多階狀者。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述的晶片座與該導(dǎo)腳系形成有高度差(Downset)。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述的導(dǎo)腳復(fù)可使其底面外露出該封裝膠體。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述的導(dǎo)腳的底面周緣系形成有連續(xù)的凹部。
7.如申請(qǐng)專利范圍第1、2或3項(xiàng)的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述的凹部的長(zhǎng)度宜介于0.4至1.2mm間，而深度則介于0.05至0.12mm間。
全文摘要
一種具有外露晶片座的半導(dǎo)體封裝件,包括一晶片;一具有晶片座與導(dǎo)腳的導(dǎo)線架,以及一用以包覆該晶片、電性連接元件與導(dǎo)線架的一部分的封裝膠體;其中,該導(dǎo)線架的晶片座的下表面系外露出該封裝膠體,使晶片產(chǎn)生的熱量得直接由該晶片座逸散至大氣,且該晶片座下表面的周緣形成有凹部,以在模壓時(shí),,使流入該凹部?jī)?nèi)的封裝樹(shù)脂模流因吸收模具熱量的速度變快而增大黏度,從而令模流的流速減慢,故得避免封裝樹(shù)脂模流溢膠于外露出封裝膠體的晶片座的下表面上,而確保封裝成品的品質(zhì)。
文檔編號(hào)H01L23/12GK1354508SQ0013243
公開(kāi)日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2000年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
發(fā)明者黃建屏 申請(qǐng)人:矽品精密工業(yè)股份有限公司