專利名稱：芯片座具凹部的半導體封裝件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種半導體封裝件，特別是關于一種以導線架的芯片座為芯片承載件且該芯片座形成有開孔的半導體封裝件。
背景技術：
以導線架(Lead Frame)為芯片承載件的半導體封裝件常見的問題在于導線架的芯片座(Die Pad)的面積大，且其與用以包覆粘設于該芯片座上的芯片的封裝膠體間的粘接性較差，使該芯片座與封裝膠體間在可靠性測試或?qū)嶋H工作中的溫度變化下產(chǎn)生分層(Delamination)，致使此種半導體封裝件的可靠性及品質(zhì)受到影響。且這種半導體封裝件的芯片座與芯片間的粘接面積較大，使芯片在制造過程中，在溫度循環(huán)下會受到較大的芯片座產(chǎn)生的熱應力效應，而導致芯片與芯片座間產(chǎn)生分層或芯片碎裂的情況。
為解決上述問題，美國專利第5,233,222號案提出一種芯片座具凹部的半導體封裝件，如附圖4A所示。該種半導體封裝件3的芯片座30形成有一開孔300，以在一芯片31借銀膠(Silver Paste)32粘接至該芯片座30上后，該芯片31遮覆住該開孔300，且芯片31的底面310的部分外露出該開孔300，使該芯片31與芯片座30間的粘接面積顯著減少，可有效降低芯片座30對芯片31產(chǎn)生的熱應力效應，而避免兩者間的分層發(fā)生及芯片碎裂的狀況，同時，該開孔300的形成，進一步提升用以包覆該芯片31的封裝膠體33及芯片座30間的粘接性。同理，美國專利第5,327,008號案亦提出一種芯片座大致呈X型的半導體封裝件，其旨在減少芯片與芯片座間的粘接面積，由于其所能達成的功效類同于前者，故不予圖標。
上述二件美國專利雖具有若干優(yōu)點，但在涂布用以粘接芯片至芯片座上的銀膠時，須嚴格地控制銀膠的涂布量。當銀膠涂布過量時，如附圖4B所示，會發(fā)生過量的銀膠32由芯片座30的開孔300邊緣往下溢流的狀況；一旦銀膠32往下溢流，會污染到設備及產(chǎn)品本身；但當銀膠的涂布不足時，如附圖4C所示，則易于芯片31與芯片座30間近開孔300的邊緣處留下間隙301，該間隙301的大小通常約為25.4μm(1mil)，由于用以形成封裝膠體33的封裝樹脂的樹脂粒徑(FillerSize)則有大于25.4μm者，使封裝樹脂于模壓作業(yè)時有無法順利流入該間隙301中的狀況，導致間隙301中的空氣無法排出而導致氣洞(Voids)產(chǎn)生；氣洞產(chǎn)生后，易在后續(xù)的制造過程中，令芯片31于對應于氣洞形成處發(fā)生裂損(Crack)。因而，無論是溢膠或氣洞形成，均會影響到制成品的可靠性與優(yōu)良率；但若嚴格地控制銀膠的涂布量，則會造成制造成本的增加并提高制造過程的復雜性，但往往還不會完全避免銀膠涂布量的不足或過量問題發(fā)生。
有鑒于此，美國專利第4,942,452號案及第5,150,193號案先后提出一種于芯片座上形成溝槽的半導體封裝件，以有效解決上述問題。如附圖5所示，該半導體封裝件4的芯片座40于近開孔400處開設有溝槽401，該溝槽401的形成是用以避免銀膠42涂布于芯片座40上后，因過量而導致溢膠的問題出現(xiàn)，其雖可有效阻止銀膠42溢流至開孔400中，只有當銀膠42的涂布量不足時，氣洞仍會形成于芯片41與芯片座40間未涂布有銀膠42的間隙402中，而無法解決氣洞形成的困擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在提供一種有效避免氣洞形成與銀膠發(fā)生溢流的問題的半導體封裝件。
本發(fā)明的另一目的則在于提供一種有效避免氣洞形成與銀膠發(fā)生溢流問題的半導體封裝件的制法。
為達到上述及其它目的，本發(fā)明的半導體封裝件是包括一具有一芯片座及多條管腳的導線架，該芯片座并開設有至少一開孔，該芯片座于開孔的邊緣處且自芯片座的頂面下凹而形成一與該開孔連通的凹部；一粘設至該芯片座上的芯片，該芯片與芯片座粘接后，使該芯片封蓋住該開孔的一端；多條用以電性導接該芯片與管腳的焊線；以及一用以包覆該芯片、芯片座、焊線及管腳部份的封裝膠體，且用以形成該封裝膠體的封裝樹脂是完全充填至該凹部中。
該芯片座的開孔大小與形狀無特定限制，只要能使芯片與芯片座間的粘接面積減少并提供該芯片充分的支撐即可。
至于該芯片座的凹部的形成，則只要控制其深度大于封裝樹脂的最大粒徑即可，以使封裝樹脂在模壓作業(yè)完成時將該凹部內(nèi)的空氣完全排出并充填于其中，從而避免氣洞的形成，但凹部的深度仍宜大于1mil，而較宜大于3mil。同時，該膠黏劑的用量宜控制于該芯片粘接至芯片座上后，膠黏劑微量溢流至該凹部中，以確保芯片與芯片座粘接的表面間無空氣存在，從而完全避免氣洞的形成，且溢流至凹部中的膠黏劑應該只存在于該凹部中而不致過量溢流至芯片座的下方表面，故無污染封裝設備及制成品之虞。
為進一步確保膠黏劑不致發(fā)生溢流狀況，該凹部的底面自外向內(nèi)傾斜，以使該凹部的深度是自內(nèi)向外遞減，使溢流至該凹部內(nèi)的膠黏劑大致得貯留于凹部中較深的部位中。同樣地，該凹部的底面內(nèi)部上還可形成一溝槽，以借該溝槽的形成更為有效地阻滯溢流至該凹部內(nèi)的膠黏劑。
該凹部的形成則可用現(xiàn)有的半蝕刻、沖壓及彎折等方式實現(xiàn)。


以下以較佳實施例配合附圖進一步詳述本發(fā)明的特點及功效附圖1是本發(fā)明的半導體封裝件的剖視圖；附圖2A至附圖2E是本發(fā)明的半導體封裝件的制造流程圖；附圖3A至附圖3H是本發(fā)明的半導體封裝件所用的導線架的其它符號說明1半導體封裝件10導線架100芯片座100a開孔100b頂面 100c底面100d凹部 101管腳11芯片 110底面12焊線 13封裝膠體14膠黏劑 3半導體封裝件30芯片座 300開孔301間隙 31芯片310底面 32銀膠33封裝膠體 4半導體封裝件
40芯片座 400開孔401溝槽42銀膠具體實施方式
實施例1如附圖1所示，本發(fā)明的半導體封裝件1是由一導線架10，一粘接至該導線架10上的芯片11，多條用以導電連接該芯片11與導線架10的焊線12，以及一用以包覆該芯片11、焊線12及部份導線架10的封裝膠體13所構(gòu)成。
該導線架10是具有一芯片座100及多條設于該芯片座100外側(cè)的管腳101。該芯片座100并形成有一開孔100a，使該開孔100a分別貫穿該芯片座100的頂面100b及底面100c；同時，該芯片座100所形成的開孔數(shù)量可以是一個或多個，且形狀無特定限制，只要能使該芯片11借現(xiàn)用的如銀膠等的膠黏劑14粘接至該芯片座100的頂面100b上后，該芯片11得完全封蓋住開孔100a位于芯片座100的頂面100b上的孔端，而使芯片11的底面110對應至該開孔100a的部位外露于該開孔100a中即可。
在該芯片11于開孔100a的邊緣處并形成有一自該頂面100b下凹并與該開孔100a通連的凹部100d。該凹部100d的深度須大于用以形成該封裝膠體13的封裝樹脂中的填充顆粒的最大粒徑，以在該芯片11粘接至芯片座100上后，于模壓制造過程中，該封裝樹脂可無阻礙地流入該凹部100d，并完全充填該凹部100d，以將凹部100d內(nèi)的空氣排出，在封裝膠體13成型后，不會有氣洞形成于該凹部100d中，故不會有氣爆的問題發(fā)生。該凹部100d的深度較宜大于約1mil，而大于3mil則更佳。
該膠黏劑14的涂布須控制在該芯片11粘接至芯片座100上時，該膠黏劑14得微量溢流至該凹部100d中，以確保芯片11與芯片座100粘接的表面間無空氣存在，從而完全避免氣洞的形成，且溢流至凹部100d的膠黏劑14只存留于該凹部中而不致過量溢流至芯片座100的下方表面，因此可有效避免膠黏劑14于芯片接合(Die Bonding)過程中污染到設備與半成品。
該半導體封裝件1的制造方法是如附圖2A至附圖2E所示。于附圖2A中，先準備一由芯片座100與多條管腳101所構(gòu)成的導線架10，該芯片座100并開設有一貫穿該芯片座100的頂面100b及底面100c的開孔100a，且該芯片座100的開孔100a的邊緣處并自該頂面100b向下凹設一與該開孔100a通連的凹部100d，該凹部100d的形成可以半蝕刻或沖壓等現(xiàn)有方式為之；由于半蝕刻或沖壓方法為現(xiàn)有技術，故在此不為文贅述的。
如附圖2B所示，于該芯片座100的頂面100b上以現(xiàn)有方式適量涂布一由銀膠構(gòu)成的膠黏劑14，該膠黏劑14的用量是控制在芯片11粘接至該芯片座100上(示于附圖2C)后，該膠黏劑14得微量溢流至該凹部100d中且不致繼續(xù)向下溢流至芯片座100的下方表面上。
如附圖2C所示，將一芯片11置于該芯片座100的頂面100b上，使該芯片11借該膠黏劑14而粘接至芯片座100上，而令芯片11的底面110外露于開孔100a中，并封蓋住該開孔100a位于芯片座100的頂面100b的孔端；由于該膠黏劑14的涂布足以完全充填于芯片11與芯片座100間并微量下流至該凹部100d中，故芯片11與芯片座100粘接后，兩者間的空氣得完全排出而無氣洞生成之虞；同時，膠黏劑14于此一芯片接合(上片)制造過程中僅會微量溢流至凹部100d中，而不致繼續(xù)下流至芯片座100的下方表面，使本發(fā)明的芯片接合(上片)制造過程完成后無設備或半成品遭受膠黏劑14污染之虞。
如附圖2D所示，對粘接有芯片11的導線架10進行焊線作業(yè)(WireBonging)，以金線12電性連接該芯片11至各對應的管腳101上。由于此一焊線作業(yè)的實施為現(xiàn)有技術，故在此不予贅述。
最后，如附圖2E所示，將完成焊線作業(yè)的半成品置入模具17中，以由封裝樹脂包覆該芯片11、芯片座100及金線12而形成一封裝膠體13。該封裝膠體13形成后，各該管腳101是部分為其包覆而另一部分外露出該封裝膠體13，以供該管腳101的外露部分與如印刷電路板的外部裝置(未圖標)連接，而使芯片11得借其與外部裝置形成電性導接關系。該模壓作業(yè)(Molding)的進行亦為現(xiàn)有技術，故在此不予贅述。
該封裝膠體13成型后，予以烘烤固化而形成附圖1所示的本發(fā)明的半導體封裝件1。其后的去渣(Trimming)、蓋印(Marking)及彎腳成型(Forming)等步驟均與現(xiàn)有技術無異，故不另為文贅述的。
實施例2如附圖3A至附圖3H所示為本發(fā)明的半導體封裝件使用的導線架的第二實施例的示意圖，由于其與附圖1所示大致相同，故相同的部分予以省略以求簡潔，而僅就其不同之處予以說明。
如附圖3A圖所示，該導線架20A于其芯片座200A是開設有一開孔201A，沿該開孔201A的孔緣并以彎折的方式向下形成一下伸段(Down-set Section)202A，由該下伸段202A定義出一凹部203A，以供用以粘接芯片(未圖標)至該芯片座200A上的膠黏劑(未圖標)溢流至該凹部203A中，而避免膠黏劑外流至芯片座200A的底面。
如附圖3B所示，該導線架20B于其芯片座200B上開設一開孔201B，是以半蝕刻或沖壓等現(xiàn)有方式形成一凹部203B，不同于附圖1所示，在該凹部203B的底面204B是呈由開孔201B朝該開孔201B的豎立面205B傾斜的狀態(tài)，亦即，該凹部203B的深度是由豎立面205B朝開孔201B的方式遞減，如此，將可進一步避免溢流至該凹部203B之外(即開孔201B的方向)持續(xù)外溢。
如附圖3C所示，該導線架20C是與附圖1所示大致相同，不同處在于其芯片座200C上所形成的凹部203C乃凹設出一溝槽206C，使該溝槽206C提供該凹部203C較大的空間以收納溢流至凹部203C中的膠黏劑。該溝槽206C的形成可以是多個，或在凹部203C的底面上予以凹凸化處理，以進而增加凹部203C阻滯膠黏劑外溢至芯片座200C以外的能力。
如附圖3D所示，該導線架20D的芯片座200D是成X型的形狀，使芯片座200D的面積小于與之粘接的芯片21D的面積，其凹部203D則形成于芯片座200D的部位的邊緣處；該芯片座200D的形狀可使芯片21D與芯片座200D的粘接面積減小，而可降低芯片座200D作用于芯片21D上的熱應力。如附圖3E所示，則為附圖3D所示的結(jié)構(gòu)沿3E-3E圖剖開的剖視圖。
如附圖3F所示，該導線架20F的芯片座200F乃成一條片狀，并于其中段部位形成一擴大部以提供與芯片座200F粘接的芯片21F適當?shù)某休d力，并使芯片21F的面積大于芯片座200F；同時，該芯片座200F的邊緣上亦凹設有凹部203F，以防止粘接芯片21F至芯片座200F上的膠黏劑外溢出該芯片座200F的邊緣。附圖3G則是附圖3F所示的結(jié)構(gòu)沿3G-3G線剖開的剖視圖。
如附圖3H所示，該導線架20H的芯片座200H乃成分離的型態(tài)，亦即，芯片座200H是由兩個相對的，并間隔開一適當距離的半部所形成，以進一步減少粘接至芯片座200H上的芯片21H與芯片座200H間的粘接面積，而得降低芯片座200H作用于芯片21H上的熱應力；同樣地，該芯片座200H的邊緣上亦凹設有凹部203H，以防止粘接芯片21H至芯片座200H上的膠黏劑外溢出芯片座200H的邊緣。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施例而已，其它任何未背離本發(fā)明的精神與技術下所作的等效改變或修飾，均應仍包含在本專利的權利要求書內(nèi)。
權利要求
1.一種芯片座具凹部的半導體封裝件，其特征在于，該半導體封裝件包括一導線架，其具一芯片座與多條的管腳，其中，該芯片座開設有至少一開孔，并自該芯片座的頂面下凹形成一與該開孔通連的凹部；一芯片，其是借一膠黏劑粘接至該芯片座上，以將該開孔的一孔端封蓋住并使該芯片的部分表面外露出該開孔；多條導電組件，用以導電地連接該芯片與管腳；以及一封裝膠體，用以包覆該芯片、芯片座、導電元件及管腳的一部分，并使該凹部為形成該封裝膠體的封裝樹脂所完全充填。
2.如權利要求1所述的半導體封裝件，其特征在于，該芯片座的凹部的深度須大于形成該封裝膠體的封裝樹脂中的填充顆粒的最大粒徑。
3.如權利要求1所述的半導體封裝件，其特征在于，該膠黏劑的用量須足使該芯片粘接至芯片座上后，該芯片與芯片座間無氣洞生成，且該膠黏劑得微量溢流至該凹部中。
4.如權利要求1所述的半導體封裝件，其特征在于，該導電組件是焊線。
5.如權利要求4所述的半導體封裝件，其特征在于，該焊線是金線。
6.如權利要求1所述的半導體封裝件，其特征在于，該凹部的底面是由該開孔朝遠離該開孔的方向傾斜，使該凹部的深度是由該開孔朝遠離該開孔的方向遞增。
7.如權利要求1所述的半導體封裝件，其特征在于，該凹部的底面是凹設有至少一溝槽。
8.一種芯片座具凹部的半導體封裝件，其特征在于，該半導體封裝件包括一導線架，其具一芯片座與多條的管腳，其特征在于，該芯片座具有多條的邊緣，以于該邊緣形成自芯片座的頂面下凹的凹部；一芯片，是借一膠黏劑粘接至該芯片座上，且其面積大于該芯片座的面積；多條導電組件，用以導電地連接該芯片與管腳；以及一封裝膠體，用以包覆該芯片、芯片座、導電元件及管腳的一部分，并使該凹部為形成該封裝樹脂的封裝樹脂所完全充填。
9.如權利要求8所述的半導體封裝件，其特征在于，該芯片座的凹部的深度須大于形成該封裝膠體的封裝樹脂中的填充顆粒的最大粒徑。
10.如權利要求8所述的半導體封裝件，其特征在于，該膠黏劑的用量須足使該芯片粘接至芯片座上后，該芯片與芯片座間無氣洞生成，且該膠黏劑得微量溢流至該凹部中。
11.如權利要求8所述的半導體封裝件，其特征在于，該導電組件是焊線。
12.如權利要求11所述的半導體封裝件，其特征在于，該焊線是金線。
13.如權利要求8所述的半導體封裝件，其特征在于，該凹部的底面是自芯片座的邊緣朝遠離芯片座的邊緣的方向傾斜，使該凹部的深度是由該芯片座的邊緣朝遠離該芯片座的邊緣的方向遞增。
14.如權利要求8所述的半導體封裝件，其特征在于，該凹部的底面是凹設有至少一溝槽。
15.如權利要求8所述的半導體封裝件，其特征在于，該芯片座是呈X形狀者。
16.如權利要求8所述的半導體封裝件，其特征在于，該芯片座是呈條片狀者，且其中央部位是形成有一擴大部。
17.如權利要求8所述的半導體封裝件，其特征在于，該芯片座是由二相對且間隔開一適當距離的半部所形成的。
全文摘要
一種芯片座具凹部的半導體封裝件，是在一由芯片座與多條管腳構(gòu)成的導線架上，粘設一芯片至該開設有至少一開孔的芯片座上，以使該芯片的底面遮覆住并外露出該芯片座的開孔；該芯片座于開孔的邊緣上并形成有一自該芯片座的頂面下凹而與該開孔連通的凹部，在用以包覆該芯片與芯片座的封裝膠體固化成型后，用以形成該封裝膠體的封裝樹脂得完全充填于該凹部中，故不會造成芯片與芯片座間產(chǎn)生氣洞(Void)的問題，使完成封裝的制成品無芯片碎裂(DieCrack)或產(chǎn)生氣爆(Popcorn)之虞，而得提升制成品的優(yōu)良率及可靠性。
文檔編號H01L23/48GK1466201SQ02123199
公開日2004年1月7日 申請日期2002年6月28日 優(yōu)先權日2002年6月28日
發(fā)明者游振士, 楊志仁, 洪瑞祥, 劉建整, 楊振雄 申請人:矽品精密工業(yè)股份有限公司