專利名稱：基于基片的未模制封裝的制作方法
基于基片的未模制封裝
本發(fā)明專利申請是國際申請?zhí)枮镻CT/US2003/023864 ,國際申請日為 2003-07-30，進入中國國家階段的申請?zhí)枮?3820399.5，名稱為"基于基片的未 模制封裝"的發(fā)明專利申請的分案申請。
背景技術(shù)：
某些常規(guī)半導(dǎo)體管芯封裝使用陶瓷基片。在一個實例中，陶瓷基片被金屬化 并具有導(dǎo)線和焊盤。半導(dǎo)體管芯安裝于陶瓷基片上以形成半導(dǎo)體管芯封裝。隨后， 將該半導(dǎo)體管芯封裝安裝于電路板上。
其它常規(guī)半導(dǎo)體封裝使用引線框架。在一個實例中，半導(dǎo)體管芯用引線安裝 于引線框架上。線路將半導(dǎo)體管芯耦合到引線。線路、半導(dǎo)體管芯和隨后多數(shù)引線 框架(除了向外延伸的引線)隨后被密封于模制化合物中。隨后，使該模制化合物 成形。所形成的半導(dǎo)體管芯封裝接著被安裝到電路板上。
雖然這種半導(dǎo)體封裝是有用的，但可以進行改良。例如，使用陶瓷基片的半 導(dǎo)體管芯封裝制造成本相對較高。與許多聚合物材料相比，陶瓷材料較昂貴。此外， 上述的兩種類型的半導(dǎo)體管芯封裝相對較厚。期望可以降低半導(dǎo)體管芯封裝的厚 度。隨著消費電子產(chǎn)品(例如，蜂窩電話、膝上計算機等)繼續(xù)減小尺寸，越發(fā)需 要更薄的電子裝置和更小的電子部件。
本發(fā)明的實施例單獨和共同解決了上述問題和其它問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例針對包括基片和半導(dǎo)體管芯的半導(dǎo)體封裝以及形成其的方法。
本發(fā)明的一個實施例涉及半導(dǎo)體管芯封裝，它包括(a)基片，它包括(i) 包含具有管芯附著表面的管芯附著區(qū)域和具有引線表面(或者，其中諸如焊料球
的其它互連方法可附著以形成"無引線封裝"的區(qū)域)的引線的引線框架結(jié)構(gòu)，以及(ii)模制材料，其中管芯附著表面和引線表面通過模制材料而暴露；以 及(b)半導(dǎo)體管芯，它位于所述管芯附著區(qū)域上，其中半導(dǎo)體管芯電氣耦合 到引線。
本發(fā)明的另一個實施例涉及一種用于處理引線框架結(jié)構(gòu)的方法，所述方法 包括(a)提供引線框架結(jié)構(gòu)，它具有管芯附著表面和附著到帶狀結(jié)構(gòu)上的引 線表面，該管芯附著表面和柵極引線鄰近于帶狀結(jié)構(gòu)；(b)將模制材料沉積 于與帶狀結(jié)構(gòu)相對的引線框架結(jié)構(gòu)的一側(cè)上；(C)凝固模制材料；以及(d) 從引線框架結(jié)構(gòu)和凝固的模制材料上移除帶狀結(jié)構(gòu)，從而暴露管芯附著表面和 引線表面。
本發(fā)明的另一個實施例涉及一種用于形成半導(dǎo)體管芯封裝的方法，包括 (a)形成一基片，它包括(i)包含具有管芯附著表面的管芯附著區(qū)域和具有 引線表面的引線的引線框架結(jié)構(gòu)，以及(ii)模制材料，其中管芯附著表面和 引線表面通過模制材料而暴露；以及(b)將半導(dǎo)體管芯安裝于所述管芯附著 區(qū)域上和管芯附著表面上，其中在安裝后半導(dǎo)體管芯電氣耦合到引線。
本發(fā)明的另一個實施例涉及一種用于形成用于半導(dǎo)體管芯封裝的基片的 方法，該方法包括(a)提供包括具有管芯附著表面的管芯附著區(qū)域和具有引 線表面的引線的引線框架結(jié)構(gòu)；以及(b)將模制材料模制于引線框架結(jié)構(gòu)周 圍，其中管芯附著表面和引線表面通過模制材料暴露以形成基片。 以下將詳細描述本發(fā)明的這些和其它實施例。
附圖概述


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的基片的平面圖。 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體管芯封裝的平面圖。 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的基片的平面圖。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體管芯封裝的平面圖。 圖5 (a)示出了沿圖1的線5 (a) —5 (a)獲得的根據(jù)本發(fā)明實施例的基片 的剖視圖。
圖5 (b)示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的基片的剖視圖。 圖6示出了沿線6 — 6獲得的圖1基片的剖視圖。圖7是沿線7 — 7獲得的圖2的半導(dǎo)體管芯封裝的側(cè)剖視圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個半導(dǎo)體管芯封裝的側(cè)剖視圖。
圖9示出了附著到引線框架結(jié)構(gòu)上的帶狀結(jié)構(gòu)的側(cè)剖視圖，它將被置于模具
中的模具腔內(nèi)。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的基片40?；?0可以支持半導(dǎo)體管芯封裝中的半導(dǎo)體管芯(未示出)。
基片40包括引線框架結(jié)構(gòu)10和模制材料20。術(shù)語"引線框架結(jié)構(gòu)"可表示由引線框架獲得的結(jié)構(gòu)。例如，可以通過蝕刻連續(xù)導(dǎo)電片以形成預(yù)定圖案而形成引線框架。但是，如果使用模壓，則引線框架初始就是通過系桿連接在一起的引線框架陣列中的許多引線框架之一。在制造半導(dǎo)體管芯封裝的過程中，引線框架陣列會被切割以使引線框架與其它引線框架分開。作為該切割的結(jié)果，諸如源極引線和柵極引線的最終半導(dǎo)體管芯封裝中的引線框架結(jié)構(gòu)的一些部分會被電氣地和機械地相互斷開。因此，在本發(fā)明的實施例中，半導(dǎo)體管芯封裝的引線框架結(jié)構(gòu)會是連續(xù)的金屬結(jié)構(gòu)或者不連續(xù)的金屬結(jié)構(gòu)。
引線框架結(jié)構(gòu)10包括管芯附著區(qū)域12。在該實例中，管芯附著區(qū)域12具有源極附著區(qū)域12 (a)和柵極附著區(qū)域12 (b)。當(dāng)半導(dǎo)體管芯(未示出)位于管芯附著區(qū)域12上時，M0SFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的源極區(qū)和柵極區(qū)將分別耦合到源極附著區(qū)域12 (a)和柵極附著區(qū)域12 (b)。如果MOSFET是垂直M0SFET (以下詳細描述)，則MOSFET的漏極區(qū)將位于半導(dǎo)體管芯的相對側(cè)。
為了說明目的，上述基片實施例具有相互隔離的源極附著區(qū)域和柵極附著區(qū)域。但是，在其它實施例中，基片可以包括漏極附著區(qū)域取代源極附著區(qū)域和柵極附著區(qū)域或者除它們之外還包括漏極附著區(qū)域。如果半導(dǎo)體管芯包括垂直MOSFET，則MOSFET的含漏極區(qū)的表面將耦合到并靠近基片，同時在半導(dǎo)體管芯的另一側(cè)上的源極區(qū)和柵極區(qū)將遠離基片。
在該實例中，基片40具有含相應(yīng)源極引線表面的5個源極引線14 (a) —14(e)以及含柵極引線表面的柵極引線18。隱線示出模制材料20下面的連接，其將五個源極引線14 (a) —14 (e)耦合到源極附著區(qū)域12 (a)。隱線還示出耦合
8到柵極附著區(qū)域12 (b)的柵極引線18。柵極附著區(qū)域12 (b)和源極附著區(qū)域12(a)相互電絕緣。
引線框架結(jié)構(gòu)10可以包括任何合適的材料，可以具有任何合適的形式，并可以具有任何合適的厚度。實例性的引線框架結(jié)構(gòu)材料包括金屬，諸如銅、鋁、金等及其合金。引線框架結(jié)構(gòu)還可以包括鍍敷層，諸如金、鉻、銀、鈀、鎳等的鍍敷層。引線框架結(jié)構(gòu)IO還可以具有任何合適的厚度，包括小于約lmrn的厚度(例如，小于約O. 5mm)。
最終安裝于基片40上的半導(dǎo)體管芯可以包括任何合適的半導(dǎo)體器件。合適的器件包括垂直功率晶體管。垂直功率晶體管包括VDMOS晶體管。VDMOS晶體管是具有通過擴散形成的兩個或更多半導(dǎo)體區(qū)域的M0SFET。它具有源極區(qū)、漏極區(qū)和柵極。器件是垂直的，其源極區(qū)和漏極區(qū)位于半導(dǎo)體管芯的相對表面處。柵極是溝槽柵極結(jié)構(gòu)或者平面柵極結(jié)構(gòu)，并形成于同源極區(qū)相同的表面處。溝槽柵極結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，因為溝槽柵極結(jié)構(gòu)更窄并比平面柵極結(jié)構(gòu)占據(jù)更少的空間。在操作期間，VDM0S期間中從源極區(qū)到漏極區(qū)的電流基本垂直于管芯表面。
模制材料20可以包括任何合適的材料。合適的模制材料包括聯(lián)苯基材料，和多功能橫向連接環(huán)氧樹脂合成材料。如圖1所示，引線14 (a) —14 (e) ， 18沒有側(cè)向延伸向外延伸越過模制材料20，從而基片40可以被認為是"無引線"且包括該基片的封裝可以被認為是"無引線"封裝。
在某些實施例中，模制材料可以具有暗色(例如，黑色)。源極附著區(qū)域12(a)、源極引線14 (a) —14 (e)、柵極附著區(qū)域12 (b)和柵極引線18可以包括具有與模制材料20的良好反差(contrast)的金屬材料(例如，銅、鋁)。良
好反差使其更便于對準和沉積焊料或者將半導(dǎo)體管芯置于源極附著區(qū)域12、源極引線14 (a) —14 (e)、柵極附著區(qū)域12和柵極引線18。例如，改良的反差使機器更易于自動沉積焊料或自動拾取和放置半導(dǎo)體管芯于基片40上。這降低了形成有缺陷的半導(dǎo)體管芯封裝的可能性。
如上所述，管芯附著區(qū)域12包括源極附著區(qū)域12(a)和柵極附著區(qū)域12(b)。在所形成的半導(dǎo)體管芯封裝中，M0SFET的源極區(qū)和柵極區(qū)可以位于封裝中半導(dǎo)體管芯的相同側(cè)處。半導(dǎo)體管芯中的源極區(qū)和柵極區(qū)可分別耦合到源極附著區(qū)域12(a)和柵極附著區(qū)域12 (b)?？墒褂煤噶蠈雽?dǎo)體管芯電氣耦合到源極附著區(qū)域12 (a)和柵極附著區(qū)域12 (b)。
如圖1所示，柵極引線18的柵極引線表面和源極引線14 (a) —14 (e)的源極引線表面通過模制材料20暴露。同樣，源極附著區(qū)域12 (a)的表面和柵極附著區(qū)域12 (b)的表面通過模制材料20暴露。在該實施例中，模制材料20的外表面以及源極附著區(qū)域12 (a)、柵極附著區(qū)域12 (b)、柵極引線18和源極引線14 (a) —14 (e)的暴露表面基本是共面的。
圖2示出了使用圖1所示的基片40的半導(dǎo)體管芯封裝100。半導(dǎo)體管芯封裝100包括管芯附著區(qū)域之上的半導(dǎo)體管芯50。焊料結(jié)構(gòu)52 (a) -52 (e)(例如，焊料球)分別沉積于源極引線14 (a) —14 (e)上。另一個焊料結(jié)構(gòu)56沉積于柵極引線8上?？梢允褂萌魏魏线m的工藝形成焊料結(jié)構(gòu)52 (a) —52 (e) 、 56,包括絲網(wǎng)印刷、球附著、拾取和放置工藝等等。
在沉積焊料結(jié)構(gòu)52 (a) —52 (e) 、 56和安裝半導(dǎo)體管芯50于基片40上之后，半導(dǎo)體管芯封裝100可以被翻轉(zhuǎn)，隨后安裝到電路板上。
圖3和4分別示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的基片和半導(dǎo)體管芯封裝。在圖1到4中，相同的標(biāo)號表示相同的元件。圖3和4中的實施例類似于圖1和2中的元件，除了在圖3和4所示的實施例中，存在更少的源極引線和相應(yīng)焊料結(jié)構(gòu)。與圖1和2中的實施例相比，圖3和4中基片和半導(dǎo)體管芯封裝的面積更小。如通過圖l一4的不同實施例所示，本發(fā)明的實施例可以具有任何合適數(shù)量的源極引線和漏極引線。
圖5 (a)示出了沿圖1所示的線5 (a) —5 (a)獲得的基片40的剖視圖。圖5 (a)示出一基片，其中源極附著區(qū)域12 (a)的相對主表面通過模制材料20暴露。在該實施例中，模制材料20的厚度可基本等于引線框架結(jié)構(gòu)的厚度。引線框架結(jié)構(gòu)的上表面和下表面的一些部分可通過模制材料20暴露。
圖5 (b)示出本發(fā)明的又一個實施例。在圖5 (b)中，示出了管芯附著區(qū)域的源極附著區(qū)域12 (a)，且模制材料20暴露源極附著區(qū)域12 (a)。與圖5 (a)所示的實施例不同的是，模制材料20覆蓋引線框架結(jié)構(gòu)的側(cè)表面和下表面。
圖5 (a)所示的基片實施例比圖5 (b)所示的基片實施例更薄。例如，如果所形成的半導(dǎo)體管芯封裝要用于較薄的裝置中，諸如無線電話或膝上計算機，則這是期望的。圖6示出沿線6 — 6獲得的圖l所示基片40的側(cè)視圖。如圖所示，引線框架10包括源極附著區(qū)域12 (a)和兩個源極引線M (a),〗4 (c)。模制材料20設(shè)置于引線框架10中的凹槽中。凹槽中的模制材料20可以幫助選擇性地暴露源極引線14 U) ， 14 (b)。
圖7示出了沿線7 — 7獲得的圖2所示的半導(dǎo)體管芯封裝100的側(cè)剖視圖。半導(dǎo)體管芯封裝100包括通過焊料層48安裝于引線框架結(jié)構(gòu)10的源極附著區(qū)域12(a)和柵極附著區(qū)域12 (b)上的半導(dǎo)體管芯50。該實施例中的焊料層48是不連續(xù)的，從而管芯50中的柵極和源極區(qū)不短路。焊料球52 (e) ， 56分別位于源極引線14 (e)和柵極引線18上。模制材料20位于焊料球52 (e) ， 56和半導(dǎo)體管芯50之間的引線框架結(jié)構(gòu)10中的凹槽中。模制材料20也位于源極附著區(qū)域12(a)和柵極附著區(qū)域12 (b)之間以電氣絕緣傳遞到半導(dǎo)體管芯50的柵極電流和源極電流。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的半導(dǎo)體管芯封裝100。半導(dǎo)體管芯封裝100包括基片40上的半導(dǎo)體管芯50。半導(dǎo)體管芯50可包括半導(dǎo)體管芯50的上表面處的源極區(qū)和柵極區(qū)，和其下表面處的漏極區(qū)。線路62例如可以耦合半導(dǎo)體管芯50中的源極區(qū)和源極引線60。另一線路(未示出)可耦合半導(dǎo)體管芯50的柵極區(qū)到柵極引線(未示出)。
密封材料66覆蓋半導(dǎo)體管芯50和線路62以包含這些部件。在某些實施例中，密封材料66可以同模制材料20不同?？墒褂萌魏魏线m的密封材料。合適的密封材料包括聯(lián)苯材料，以及多功能橫向連接的環(huán)氧樹脂合成物。
基片40包括引線框架12，它具有鄰近于半導(dǎo)體管芯50的第一表面12_1和遠離半導(dǎo)體管芯50的第二表面12—2。第一表面12 — 1的面積大于第二表面12—2的面積。通過減小第二表面的大小，封裝ioo可以安裝于電路板上的合適尺寸的導(dǎo)電焊盤上。
任何合適的工藝可形成減小面積的第二表面12 — 2。例如，光刻工藝可用于將光阻材料圖案印制于諸如引線框架的金屬結(jié)構(gòu)上。隨后，可以將合適的蝕刻劑用于蝕刻金屬材料到合適深度，以形成引線框架結(jié)構(gòu)的減小面積的第二表面12—2。光刻法和蝕刻工藝是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的。
與之前的實施例不同，圖8所示的半導(dǎo)體管芯封裝100可安裝于電路板上而不顛倒。這樣，當(dāng)半導(dǎo)體管 芯封裝100安裝于電路板上時，表面12 — 2比表面12一l更靠近電路板。
根據(jù)本發(fā)明實施例的基片可用于純粹電子器件之外的裝置中。例如，本發(fā)明的實施例可用于光耦合器封裝中。光耦合器封裝包含至少一個光發(fā)射器裝置，它通過光傳輸介質(zhì)光耦合到光接收器裝置。光發(fā)射器裝置和光接收器裝置可位于基片上(類似于上述的一些)。該設(shè)置允許信息從包含光發(fā)射器裝置的一個電路傳遞到包含光接收器裝置的另一個電路。在這兩個電路之間維持高度電氣絕緣。因為信息越過絕緣間隙而被光傳播，所以該傳送是單向的。例如，光接收器裝置不能更改包含光發(fā)射器裝置的電路的操作。該特點是有用的，因為例如發(fā)射器可以使用微處理器或邏輯門電路由低電壓電路驅(qū)動，而輸出光接收器裝置可以是高電壓DC或AC負載電路的一部分。光隔離還可以防止由相對對立的輸出電路引起的對輸入電路的損壞。合適的光耦合器裝置的實例描述于美國專利申請No. 09/944717，其提交于2001年8月31日，并被轉(zhuǎn)讓給本申請的相同受讓人。該美國專利申請結(jié)合在此整體作為參考。
圖9示出了本發(fā)明的實施例中如何可以形成基片。在該實施例中，引線框架結(jié)構(gòu)10 (單獨按引線框架的形式或者具有陣列中的其它引線框架)被粘著到帶狀結(jié)構(gòu)18的粘合側(cè)。隨后，將該組合置于模具12的模具腔104中。模制化合物(以液體或半液體形式)隨后被引入引線框架結(jié)構(gòu)IO之下的模制腔，如由標(biāo)號96所表示的，且模制化合物向上通過并填充引線框架結(jié)構(gòu)10中的縫隙25。 一旦?；衔锬蹋涂蓪罱Y(jié)構(gòu)38、引線框架10和模制化合物從模具12上移除。如果要形成如圖5 (a)中所示的基片，就可以在其凝固之前或之后從與帶狀結(jié)構(gòu)38相對的引線框架結(jié)構(gòu)10的側(cè)部移除多余的模制化合物。接著，帶狀結(jié)構(gòu)38可與所形成的基片分開。與帶狀結(jié)構(gòu)38接觸的金屬表面通過凝固的模制化合物暴露。該過程可以是"帶輔助單側(cè)模制工藝"的實例。
在另一個實施例中，代替使用模具，可以將模制材料絲網(wǎng)印刷入引線框架結(jié)構(gòu)的縫隙中。例如，可以將引線框架結(jié)構(gòu)置于表面(或帶)上?？墒褂孟鹌す伟寤蚱渌b置擴展模制材料進入引線框架結(jié)構(gòu)的縫隙中。隨后，如期望，可除去多余的模制化合物(例如，使用橡皮刮板)。模制材料可凝固且引線框架結(jié)構(gòu)可與表面分開。之前與表面接觸的引線框架結(jié)構(gòu)的一些部分將沒有模制材料并因此將通過凝固
12的模制材料暴露。此外，可進行去廢料(dejunk)和去毛刺(deflash)工藝(本 技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)己知)以除去多余的模制化合物。
在形成基片后，用于形成半導(dǎo)體封裝的其余步驟可包括諸如焊料分配、焊料 球附著、倒裝芯片管芯附著，隨后回流焊料球的步驟，從而可以將半導(dǎo)體管芯附著
到基片上。
在將半導(dǎo)體管芯安裝到引線框架之前或之后，可部分切割引線框架結(jié)構(gòu)以隔 離引線用于測試。例如，參考圖l，源極引線M (1) —14 (e)和柵極引線18可 以是引線框架陣列內(nèi)的單個引線框架結(jié)構(gòu)10的一部分。最初，引線框架結(jié)構(gòu)10 可通過外框架狀元件經(jīng)由從每個引線14 (a) —14 (e) ， 18向外延伸的"系桿"
(未示出)機械地耦合在一起。在形成基片后，連到柵極引線18的系桿(未示出) 可以被切割以使柵極引線18與元件引線14 (a) —14 (e)隔離。隨后，在將其與 其它基片分離之前電氣測試該基片。
如果基片通過測試，則半導(dǎo)體管芯封裝陣列中的半導(dǎo)體管芯封裝可按單數(shù)
(singulation)工藝(例如，使用鋸)相互分開。隨后，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的帶 和巻軸工藝可緊接著該單數(shù)工藝。有利地，在本發(fā)明的實施例中，不需要修整和形 成模制的成形系數(shù)(form factor)專用工具。
本發(fā)明的實施例具有大量其它優(yōu)點。首先，如上所述，在本發(fā)明的實施例中， 在基片中使用引線框架結(jié)構(gòu)。引線框架結(jié)構(gòu)是廉價且便于制造的。因此，根據(jù)本發(fā) 明的實施例的基片可以更廉價地制成。例如，與陶瓷金屬化基片相比，根據(jù)本發(fā)明 實施例制成的基片的成本可以降低約70%或以上。其次，根據(jù)本發(fā)明實施例的基 片具有模制材料和引線框架的暴露區(qū)域之間的高反差。如以上進一步說明的，這導(dǎo)
致更少的缺陷。第三，本發(fā)明的實施例可制成得比常規(guī)半導(dǎo)體管芯封裝和基片更薄。 相比現(xiàn)有技術(shù)的封裝的當(dāng)前狀態(tài)，本發(fā)明實施例的封裝尺寸可降低至少20%。例 如，根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體管芯封裝的厚度可以在約0.5mm (或更小)的數(shù)量 級上。第四，在本發(fā)明的實施例中，模制過程是與成形系數(shù)無關(guān)的，因為它用于構(gòu) 建基片，且不需要用于完全密封半導(dǎo)體管芯。第五，可以使用已知的"倒裝芯片" 技術(shù)安裝本發(fā)明實施例的基片和封裝。第六，在本發(fā)明的實施例中，可以在引線框 架結(jié)構(gòu)中蝕刻精細的幾何形狀，從而封裝引線和管芯附著表面可按需要而定制。第 七，根據(jù)本發(fā)明實施例的基片是機械剛性的，但仍足夠柔性以便在高度自動化的設(shè)備中運用。
此外，在本發(fā)明的實施例中，可以預(yù)先模制引線框架以形成基片，隨后(用 管芯)封裝該基片以形成封裝。有利地，可以蝕刻或印制非常薄的引線框架。例如，
可以釆用約4密耳厚的銅箔，將其沖壓或蝕刻為所需圖案，隨后將其模制入約6 到8密耳厚的基片。現(xiàn)在，可在常規(guī)裝配設(shè)備(例如，倒裝芯片接合器)中方便地 運用所形成的基片。與常規(guī)鍍敷工藝相比，本發(fā)明的實施例減少了處理時間并提升 了制造的方便性。例如，銅按約4一8微米/分鐘的速度鍍敷。為了獲得4密耳厚的 銅軌跡一般將花費30到40分鐘。本發(fā)明的實施例花費更少的時間來制造，因為預(yù) 先形成的引線框架可用于形成基片。
這里所采用的術(shù)語和表達用于描述而非限制性的，且這種術(shù)語和表達的使用 不旨在排出所示和描述的等效物或其部分，可以理解，各種修改都落在所要求的本 發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明的任何實施例的任一個或多個特點可以與本發(fā)明的 任何其它實施例的任一個或多個其它特點組合，而不背離本發(fā)明的范圍。例如，可 以理解，圖5 (b)所示的類型的基片可用于圖2和4所示的半導(dǎo)體管芯封裝中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，包括(a)基片，它包括(i)包含具有管芯附著表面的管芯附著區(qū)域和具有引線表面的引線的引線框架結(jié)構(gòu)，以及(ii)模制材料，其中管芯附著表面和引線表面通過模制材料而暴露；以及(b)半導(dǎo)體管芯，它位于所述管芯附著區(qū)域上，其中半導(dǎo)體管芯電氣耦合到引線，并且半導(dǎo)體管芯電氣耦合到管芯附著區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，模制材料的厚度等 于引線框架結(jié)構(gòu)的厚度。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，半導(dǎo)體管芯包括垂 直MOSFET，它具有半導(dǎo)體管芯的一側(cè)處的源極區(qū)和柵極區(qū)以及半導(dǎo)體管芯的 另一側(cè)處的漏極區(qū)。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，半導(dǎo)體管芯包括垂 直MOSFET，它具有半導(dǎo)體管芯的一側(cè)處的源極區(qū)和柵極區(qū)以及半導(dǎo)體管芯的 另一側(cè)處的漏極區(qū)，其中源極區(qū)和柵極區(qū)鄰近于基片而漏極區(qū)遠離基片。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，引線是源極引線且 引線表面是源極引線表面，其中引線框架結(jié)構(gòu)還包括具有柵極引線表面的柵極 引線，該柵極引線表面通過模制材料而暴露。
6. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，進一步包括柵極和 源極引線上的焊料結(jié)構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，其中半導(dǎo)體管芯包 括垂直MOSFET，它具有半導(dǎo)體管芯的一側(cè)處的源極區(qū)和柵極區(qū)以及半導(dǎo)體管 芯的另一側(cè)處的漏極區(qū)，其中源極區(qū)電氣耦合到源極引線，柵極區(qū)電氣耦合到 柵極引線。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，其中模制化合物的 厚度等于引線框架結(jié)構(gòu)的厚度。
9. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，管芯附著表面的面積大于與管芯附著表面相對的引線框架結(jié)構(gòu)表面的面積。
10. —種用于形成半導(dǎo)體管芯封裝的方法，其特征在于，包括(a) 形成一基片，它包括(i)包含具有管芯附著表面的管芯附著區(qū)域和 具有引線表面的引線的引線框架結(jié)構(gòu)，以及(ii)模制材料，其中管芯附著表 面和引線表面通過模制材料而暴露；以及(b) 將半導(dǎo)體管芯安裝于所述管芯附著區(qū)域的管芯附著表面上，其中在 安裝后半導(dǎo)體管芯電氣耦合到管芯附著表面和引線。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，半導(dǎo)體管芯包括垂直功率 MOSFET。
12. —種用于形成用于半導(dǎo)體管芯封裝的基片的方法，其特征在于，該方法 包括(a) 提供包括具有管芯附著表面的管芯附著區(qū)域和具有引線表面的引線 的引線框架結(jié)構(gòu)；以及(b) 將模制材料模制于引線框架結(jié)構(gòu)周圍，其中管芯附著表面和引線表 面通過模制材料暴露以形成基片，其中模制材料的外表面與引線表面共面，其 中包括外表面和引線表面的襯底的主表面平坦且自襯底的一邊延伸到襯底的 相對一邊。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，提供引線框架結(jié)構(gòu)包括沖壓 或蝕刻一片導(dǎo)電材料以形成引線框架結(jié)構(gòu)。
14. 一種用于半導(dǎo)體管芯封裝的襯底，該襯底包括 引線框架結(jié)構(gòu)，其具有多個具有引線表面的引線；和 位于引線框架結(jié)構(gòu)上的模制材料，其中模制材料的外表面與引線表面共面，其中包括外表面和引線表面的襯底的主表面平坦且自襯底的一邊延伸到襯 底的相對一邊。
15. 如權(quán)利要求14所述的襯底，其特征在于，所述主表面占據(jù)了襯底的整個一頂"
16. 如權(quán)利要求14所述的襯底，其特征在于，所述襯底由模制材料和引 線框架結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。
17. 如權(quán)利要求14所述的襯底，其特征在于，所述模制材料的厚度等于引線框架結(jié)構(gòu)的厚度。
18. 如權(quán)利要求14所述的襯底，其特征在于，所述引線框架結(jié)構(gòu)包括覆 蓋了金屬的結(jié)構(gòu)。
19. 如權(quán)利要求14所述的襯底，其特征在于，所述引線框架結(jié)構(gòu)還包括 管芯接觸區(qū)域，其中引線由該管芯接觸區(qū)域延伸出來。
20. 如權(quán)利要求14所述的襯底，其特征在于，所述引線框架結(jié)構(gòu)包括凹 槽，并且所述模制材料充填在凹槽中。
21. —種半導(dǎo)體管芯封裝，包括如權(quán)利要求14所述的襯底；和在襯底上的半導(dǎo)體管芯。
22. 如權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于所述半導(dǎo)體管芯包括垂直晶體管。
23. 如權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，所述半導(dǎo)體管 芯包括功率MOSFET。
24. —種半導(dǎo)體管芯封裝，包括襯底，其包括具有含引線表面的多個引線的引線框架結(jié)構(gòu)，和在引線框架 結(jié)構(gòu)上的模制材料，其中模制材料的外表面與引線表面共面，且至少部分地形 成所述襯底的平坦表面；在襯底上的半導(dǎo)體管芯；和覆蓋半導(dǎo)體管芯的密封材料。
25. 如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，密封材料完全 地覆蓋半導(dǎo)體管芯并與之接觸。
26. 如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，所述半導(dǎo)體管 芯包括垂直晶體管。
27. 如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，還包括將半導(dǎo)體管芯連接到襯底的導(dǎo)線。
28. 如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，所述半導(dǎo)體管 芯包括功率MOSFET。
29. 如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，所述模制材料的厚度與所述引線框架結(jié)構(gòu)的厚度相同。
30. 如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，所述引線框架 結(jié)構(gòu)具有第一表面，其形成管芯附著表面，和第二表面，其與第一表面相對向。
31. 如權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，第一表面的面 積比第二表面要大。
32. 如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體管芯封裝，其特征在于，所述引線框架 結(jié)構(gòu)包括銅。
33. —種形成半導(dǎo)體管芯封裝的方法，包括形成包括引線框架結(jié)構(gòu)的襯底，所述結(jié)構(gòu)包括具有引線表面的引線，模制材料，平坦的第一和第二側(cè)，其中所述引線表面通過模制材料而暴露出來；和 將半導(dǎo)體管芯固定到所述第一側(cè)上，其中所述半導(dǎo)體管芯在固定之后電氣 連接到所述引線上。
34. 如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體管芯包括垂直 功率MOSFET。
35. 如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體管芯包括光學(xué)裝置。
36. 如權(quán)利要求33所述的方法，還包括將導(dǎo)線附著到半導(dǎo)體管芯和襯底上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于基片的未模制封裝，并揭示了一種半導(dǎo)體管芯封裝。在一個實施例中，半導(dǎo)體管芯封裝具有一基片。它包括(i)包含具有管芯附著表面的管芯附著區(qū)域和具有引線表面的引線的引線框架結(jié)構(gòu)以及(ii)模制材料。管芯附著表面和引線表面通過模制材料而暴露。半導(dǎo)體管芯位于管芯附著區(qū)域上，且半導(dǎo)體管芯電氣耦合到引線。
文檔編號H01L23/495GK101685811SQ200910174799
公開日2010年3月31日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者R·喬希 申請人:費查爾德半導(dǎo)體有限公司