專利名稱：一種芯片的封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電子元器件領(lǐng)域，涉及一種芯片的封裝方式，尤其涉及一種高可靠、高密度芯片的封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)，該芯片封裝能夠應(yīng)用于任何計(jì)算機(jī)、筆記本、工作站以及其他使用半導(dǎo)體器件的電子應(yīng)用產(chǎn)品中，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器或其它半導(dǎo)體芯片的高密度封裝，即更小的引腳、更好的穩(wěn)定性以及更優(yōu)秀的熱性能。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用單獨(dú)的芯片封裝，即單個(gè)半導(dǎo)體芯片封裝或所謂的多芯片封裝。如今的多芯片封裝都采用以下兩種方式其中的一種1)半導(dǎo)體芯片安裝在一個(gè)共享的基板上，而且它們?cè)诖怪钡姆较蛏喜](méi)有重疊，這是相對(duì)于傳統(tǒng)PCB板(printed circuit board印刷電路板)的一種排布方式；2)半導(dǎo)體芯片相互層疊放置，相對(duì)于水平面積的整個(gè)封裝焊接或者安放在應(yīng)用電路板上。這種情況下，通常在垂直方向上放置四個(gè)芯片。上述的這兩種方式存在很大的缺點(diǎn)任何類似1)共享相同基板的排布形式需要很大面積的引腳?；宓某杀竞芨?、信號(hào)的特性很差，因?yàn)樾盘?hào)需要從半導(dǎo)體芯片下面連接到封裝外部。這種封裝的穩(wěn)定性也不是很高，因?yàn)樾酒宓拿娣e很大，芯片和基板的溫度系數(shù)不匹配，容易使封裝變形扭曲(見(jiàn)圖1)?；?)的布局也有類似的缺點(diǎn)。引腳面積雖然小但是封裝容易變形扭曲，而且因?yàn)槎鄬拥寞B加和粘合穩(wěn)定性更差。焊盤連接到單個(gè)芯片的外面被用于鍵合連接。因?yàn)橹虚g的芯片被隔離，并用很小的引線連接，不能有很好的導(dǎo)熱性，因此它的溫度性能會(huì)很差(見(jiàn)圖2)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可避免封裝變形、封裝穩(wěn)定性高、電氣性能好以及應(yīng)用范圍廣的芯片的封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)。一種芯片的封裝方法，包括以下步驟1)將芯片安裝在單獨(dú)的芯片引線框或基板上；2)將步驟1)所得到的芯片引線框或基板的一邊連接到外部封裝基板。上述步驟2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是芯片引線框或基板通過(guò)設(shè)置在芯片引線框或基板上的金屬引腳穿過(guò)設(shè)置在封裝基板引腳孔直接作為外部封裝引腳使用。 上述步驟2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是芯片引線框或基板通過(guò)連線連接到外部封裝基板的焊球上。上述芯片弓I線框或基板是一個(gè)或多個(gè)。上述引線框或基板垂直連接在外部封裝基板的平面上。上述芯片引線框或基板是多個(gè)時(shí)，所述多個(gè)引線框或基板相互平行設(shè)置。上述引線框或基板之間進(jìn)行化合物填充。
一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特殊之處在于所述芯片的封裝結(jié)構(gòu)包括芯片、芯片引線框或基板以及外部封裝基板；所述芯片安裝在芯片引線框或基板上；所述芯片引線框或基板的一邊連接到外部封裝基板。上述芯片引線框或基板與外部封裝基板是通過(guò)圓形末端或非圓形末端進(jìn)行連接。上述芯片引線框或基板與外部封裝基板連接的部分是非圓形末端時(shí)，所述通過(guò)設(shè)置在芯片引線框或基板上的金屬引腳穿過(guò)設(shè)置在封裝基板引腳孔直接作為外部封裝引腳使用。上述芯片引線框或基板與外部封裝基板連接的部分是圓形末端時(shí)，所述圓形末端通過(guò)封裝基板上的連線連接到外部封裝基板的焊球上。上述芯片引線框或基板垂直連接在外部封裝基板上；所述芯片引線框或基板是一個(gè)或多個(gè)，所述芯片引線框或基板是多個(gè)時(shí)，所述多個(gè)芯片引線框或基板之間相互平行。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、可避免封裝變形，封裝穩(wěn)定性高。本發(fā)明所提供的芯片封裝方法，是將芯片垂直的連接底部基板上而且芯片本身并沒(méi)有垂直的重疊，每個(gè)芯片都是通過(guò)引線框或金屬引腳直接連接到外部封裝基板上，非常牢固的可以避免封裝變形，完全可靠，封裝穩(wěn)定性高。2、電氣性能好。本發(fā)明所提及的這種芯片的封裝方法是將另外一個(gè)封裝基板可以放在這個(gè)封裝的頂部，這將會(huì)更好的對(duì)稱而沒(méi)有任何變形，散熱保護(hù)更好。同時(shí)，單個(gè)的芯片安裝在單獨(dú)的芯片引線框或基板上，這些引線框或基板直接的連接在底部基板上，并不需要連線連接到底部基板上，芯片引線框或基板是非常簡(jiǎn)單的，連線也很短，其成本低廉， 電氣性能好。3、應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明所提及的芯片封裝方法能夠應(yīng)用于任何計(jì)算機(jī)、筆記本、工作站以及其他使用半導(dǎo)體器件的電子應(yīng)用產(chǎn)品中，能夠?qū)崿F(xiàn)存儲(chǔ)器或其它半導(dǎo)體芯片的高可靠性、高密度封裝，應(yīng)用范圍非常廣闊。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中芯片在共享基板上的布局示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中芯片水平重疊布局示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中芯片安放在引線框上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是基于本發(fā)明所提供封裝方法的芯片安放在具有非圓形末端單邊引線框第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是基于本發(fā)明所提供封裝方法的芯片安放在具有圓形末端的單邊引線框第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是現(xiàn)有技術(shù)中芯片安放在基板上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是基于本發(fā)明所提供封裝方法的芯片安放在具有非圓形末端單邊基板上第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是基于本發(fā)明所提供封裝方法的芯片安放在具有圓形末端的單邊基板上第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是基于圖4或圖7而實(shí)現(xiàn)芯片的高密度封裝的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是基于圖5或圖8而實(shí)現(xiàn)芯片的高密度封裝的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-芯片；2-引線；3-引線框；4-基板；5-焊球；6_外部封裝基板；7_封裝焊球； 8_封裝基板上的連線；9-封裝殼；10-封裝基板的引腳孔。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種芯片的封裝方法，該方法包括以下步驟1)將芯片1安裝在單獨(dú)的芯片引線框或基板(引線框3或基板4)上；2)將步驟1)所得到的芯片引線框或基板的一邊連接到外部封裝基板6，芯片引線框或基板是一個(gè)或多個(gè)。芯片引線框或基板通過(guò)設(shè)置在芯片引線框或基板上的金屬引腳穿過(guò)設(shè)置在封裝基板引腳孔直接作為外部封裝弓I腳使用，或者芯片引線框或基板通過(guò)連線連接到外部封裝的焊球5上。3)對(duì)步驟2)中的芯片引線框或基板進(jìn)行化合物填充。芯片引線框或基板是多個(gè)時(shí)，芯片引線框或基板垂直的安放在外部封裝的平面上；多個(gè)芯片引線框或基板之間相互平行設(shè)置。一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，該芯片的封裝結(jié)構(gòu)包括芯片1、芯片引線框3或基板4以及外部封裝基板6 ；芯片1設(shè)置于芯片引線框3或基板4上并通過(guò)引線2與芯片引線框3或基板4的金屬引腳連接；芯片引線框3或基板4的一邊連接到外部封裝基板6。芯片引線框3或基板4通過(guò)設(shè)置在芯片引線框3或基板4上的金屬引腳穿過(guò)設(shè)置在封裝基板引腳孔直接作為外部封裝引腳使用。芯片引線框3或基板4與外部封裝基板6的封裝焊球7連接時(shí)，芯片引線框3或基板4與外部封裝基板6連接的部分呈圓形末端。引線框3或基板4與外部封裝基板6連接的部分是圓形末端或非圓形末端，當(dāng)引線框3或基板4與外部封裝基板6連接的部分是非圓形末端時(shí)，引線框3或基板4的引腳直接作為外部封裝的引腳使用；引線框3或基板4的引腳通過(guò)設(shè)置在外部封裝基板6上的封裝基板的引腳孔10直接作為外部封裝引腳使用。當(dāng)引線框3或基板4金屬引腳與外部封裝基板6連接的部分是圓形末端時(shí)，圓形末端通過(guò)外部封裝基板上的連線8連接到封裝焊球7上。芯片引線框3或基板4是一個(gè)或多個(gè)，芯片引線框3或基板4垂直設(shè)置在外部封裝基板6上；芯片引線框3或基板4是多個(gè)時(shí)，多個(gè)芯片引線框3或基板4相互平行。為了實(shí)現(xiàn)上述的封裝形式，芯片1首先需要安裝在單獨(dú)的芯片引線框或基板上， 這類似于之前的技術(shù)。圖3和圖6顯示了之前技術(shù)的布局。一個(gè)芯片1安裝在引線框3上或者基板4上(芯片引線框或基板)。先前的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)所提出的高密度、高可靠性的封裝，這是顯而易見(jiàn)的。對(duì)于新的封裝形式，所有芯片1的引腳都連接到外部的封裝基板6 的一邊。通過(guò)使用圖4、圖5、圖7和圖8的芯片引線框或基板布局可以實(shí)現(xiàn)新的封裝形式。 如果引線框金屬和其它的引腳可以連接到外部封裝的引腳，兩種構(gòu)造都是可能的引線框 3或基板4的金屬引腳穿過(guò)設(shè)置在封裝基板上的引腳孔直接作為外部封裝引腳使用。這種情況下，引線框3或基板4的金屬引腳直接作為外部封裝引腳使用，如圖10所示。另外一種構(gòu)造如圖9所示。外部引腳位于外部封裝基板6上，即典型的封裝焊球7形式。
上述兩種情況，芯片引線框或基板的垂直布局的模具可以插入芯片封裝的模具中，這樣可以作為高密度芯片模組使用。例如，多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片可以放到高密度存儲(chǔ)構(gòu)造中，最后經(jīng)過(guò)封裝殼9進(jìn)行封裝。相對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)，這種方法還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樾酒前惭b在單個(gè)的芯片引線框或基板上，在最終安裝在外部封裝基板和模具之前，它們能夠被單個(gè)的處理和測(cè)試。這樣有缺陷的芯片可以更早的發(fā)現(xiàn)和替換。圖9和圖10顯示了新的封裝的全部構(gòu)造。芯片是垂直的放在底部封裝基板上但是芯片1本身并沒(méi)有垂直的重疊。這有很好的熱傳導(dǎo)性能，因?yàn)槊總€(gè)芯片都是通過(guò)引線框3 或基板4直接連接到底部封裝基板6上。另外，這種布局是非常牢固的可以避免封裝變形， 完全可靠的。為了更好的對(duì)稱和更好的散熱保護(hù)，另外一個(gè)封裝基板可以放在這個(gè)封裝的頂部，這將會(huì)更好的對(duì)稱而沒(méi)有任何變形。單個(gè)的芯片安裝在單獨(dú)的芯片引線框或基板上， 這些引線框或基板直接連接在底部封裝基板6上，并不需要基板上的連線連接到底部封裝基板上，芯片引線框或基板是非常簡(jiǎn)單的，連線也很短。這樣的結(jié)果是，成本很低、電氣性能很好。
權(quán)利要求
1.一種芯片的封裝方法，其特征在于所述方法包括以下步驟1)將芯片安裝在單獨(dú)的芯片引線框或基板上；2)將步驟1)所得到的芯片引線框或基板的一邊連接到外部封裝基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片的封裝方法，其特征在于所述步驟2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是芯片引線框或基板通過(guò)設(shè)置在芯片弓I線框或基板上的金屬引腳穿過(guò)設(shè)置在封裝基板引腳孔直接作為外部封裝引腳使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片的封裝方法，其特征在于所述步驟2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是所述芯片引線框或基板通過(guò)連線連接到外部封裝基板的焊球上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的芯片的封裝方法，其特征在于所述芯片引線框或基板是一個(gè)或多個(gè)；所述芯片引線框或基板是多個(gè)時(shí)，所述多個(gè)引線框或基板相互平行設(shè)置； 所述引線框或基板垂直連接在外部封裝基板的平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片的封裝方法，其特征在于所述芯片的封裝方法還包括3)引線框或基板之間進(jìn)行化合物填充。
6.一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片的封裝結(jié)構(gòu)包括芯片、芯片引線框或基板以及外部封裝基板；所述芯片安裝在芯片引線框或基板上；所述芯片引線框或基板的一邊連接到外部封裝基板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片引線框或基板與外部封裝基板是通過(guò)圓形末端或非圓形末端進(jìn)行連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片引線框或基板與外部封裝基板連接的部分是非圓形末端時(shí)，所述通過(guò)設(shè)置在芯片引線框或基板上的金屬引腳穿過(guò)設(shè)置在封裝基板引腳孔直接作為外部封裝引腳使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片引線框或基板與外部封裝基板連接的部分是圓形末端時(shí)，所述圓形末端通過(guò)封裝基板上的連線連接到外部封裝基板的焊球上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片引線框或基板垂直連接在外部封裝基板上；所述芯片引線框或基板是一個(gè)或多個(gè)，所述芯片引線框或基板是多個(gè)時(shí)，所述多個(gè)芯片引線框或基板之間相互平行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種芯片的封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)，該芯片的封裝方法包括以下步驟1)將芯片安裝在單獨(dú)的芯片引線框或基板上；2)將步驟1)所得到的芯片引線框或基板的一邊連接到外部封裝基板。本發(fā)明提供了一種可避免封裝變形、封裝穩(wěn)定性高、電氣性能好以及應(yīng)用范圍廣的芯片的封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102332410SQ20111029347
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者濮必得 申請(qǐng)人:山東華芯半導(dǎo)體有限公司