專利名稱：多芯片堆疊的封裝體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝及其制造方法，更具體地講，本發(fā)明涉及一種能夠減小封裝體的厚度并提高散熱性能的多芯片半導(dǎo)體封裝及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為最簡單、最常用的封裝技術(shù)，芯片堆疊是將多個(gè)芯片堆疊起來并進(jìn)行互連。由于多芯片封裝性能優(yōu)越、占用空間相對較小，所以將會(huì)成為半導(dǎo)體封裝技術(shù)的有效解決方案。圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的多芯片封裝體的示意圖。參照圖1，該多芯片封裝體包括引線框架1，該引線框架1包括用于連接外部設(shè)備的外引腳11、用于連接芯片的內(nèi)引腳 12和放置芯片的芯片置盤13 ；第一芯片2，結(jié)合在芯片置盤13上；第二芯片3，結(jié)合在第一芯片2上；金屬引線4，分別將第一芯片2和第二芯片3連接到引線框架1的內(nèi)引腳12 ；封裝樹脂5，用于包封引線框架1、第一芯片2、第二芯片3和金屬引線4。在圖1中示出的多芯片封裝中，多個(gè)芯片位于芯片置盤的同側(cè)且直接位于芯片置盤上，并且引線均連接在芯片的邊緣處和內(nèi)引腳上，這樣難以減少注塑成型后封裝結(jié)構(gòu)的整體厚度。第US 6^5763號美國專利申請公開了一種多芯片集成電路封裝結(jié)構(gòu)，在該封裝結(jié)構(gòu)中，多個(gè)芯片分別位于引線框架的芯片置盤的不同側(cè)，多個(gè)芯片通過金屬引線與引線框架的內(nèi)引腳結(jié)合，并且封裝樹脂包封全部的芯片和引線。在多個(gè)芯片貼附在引線框架兩側(cè)的結(jié)構(gòu)中，封裝工藝的復(fù)雜性提高，因此在貼片工藝中，這種結(jié)構(gòu)不能連續(xù)貼芯片，而是必須要貼完一側(cè)的芯片后，引線框架翻轉(zhuǎn)再貼另一側(cè)的芯片。此外，由于芯片完全被樹脂包封，導(dǎo)致了封裝熱性能的缺陷。第US 6437447號美國專利申請公開了一種多芯片的封裝結(jié)構(gòu)，在該封裝結(jié)構(gòu)中， 由于沒有芯片置盤，雖然從封裝結(jié)構(gòu)的整體厚度上有所改進(jìn)，但是由于封裝樹脂包封所有的芯片和引線，在封裝結(jié)構(gòu)的散熱性能上還存在缺陷，即，散熱性能不好。因此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，需要提供一種既能減小封裝結(jié)構(gòu)的整體厚度又能提供良好的散熱性能的封裝結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以減小封裝體的整體厚度的多芯片堆疊的封裝體及其制造方法。本發(fā)明的又一目的在于提供一種可以提高散熱性能的多芯片堆疊的封裝體及其制造方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種可以連續(xù)貼片的多芯片堆疊封裝體的制造方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種多芯片堆疊的封裝體，所述封裝體包括引線框架，所述引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口 ；第一芯片，所述第一芯片的第一表面結(jié)合到芯片置盤的下表面，所述第一表面的一部分被芯片置盤的開口暴露；第二芯片，所述第二芯片的第一表面結(jié)合到所述第一芯片的與其第一表面相對的第二表面；第一引線，連接在所述第一芯片的被暴露的部分與所述引線框架的內(nèi)引腳之間；第二引線，連接在所述第二芯片的邊緣與所述引線框架的內(nèi)引腳之間；封裝材料，包封所述引線框架、第一芯片、 第二芯片、第一引線和第二引線，使得所述第二芯片的與其第一表面相對的第二表面被暴
Mo在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種多芯片堆疊的封裝體，所述封裝體包括引線框架，所述引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口 ；至少兩個(gè)芯片，以堆疊的方式結(jié)合到芯片置盤的同一側(cè)且所述至少兩個(gè)芯片中的與所述芯片置盤直接結(jié)合的芯片的一部分被所述開口暴露，所述至少兩個(gè)芯片中的與芯片置盤直接結(jié)合的芯片通過穿過所述開口的引線電連接到所述引線框架，所述至少兩個(gè)芯片中的其它芯片通過連接在各個(gè)芯片邊緣和所述引線框架的內(nèi)引腳之間的引線電連接到所述引線框架；封裝材料，包封所述引線框架和所述至少兩個(gè)芯片，使得所述至少兩個(gè)芯片中在背離所述芯片置盤的方向上最外側(cè)的芯片的表面暴露。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種制造多芯片堆疊的封裝體的方法，所述方法包括的步驟有提供引線框架，所述引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口 ； 將第一芯片的第一表面結(jié)合到芯片置盤的下表面，所述第一表面的一部分被芯片置盤的開口暴露；將第二芯片的第一表面結(jié)合到所述第一芯片的與其第一表面相對的第二表面；在所述第一芯片的被暴露的部分與所述引線框架的內(nèi)引腳之間執(zhí)行引線接合；在所述第二芯片的邊緣與所述引線框架的內(nèi)引腳之間執(zhí)行引線接合；注入封裝材料，使得封裝材料包封所述引線框架、第一芯片、第二芯片以及連接在它們之間的引線，使得所述第二芯片的與其第一表面相對的第二表面被暴露。在根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例中，提供了一種制造多芯片堆疊的封裝體的方法，所述方法包括提供引線框架，所述引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口 ；以堆疊的方式將至少兩個(gè)芯片結(jié)合到芯片置盤的同一側(cè)且與所述至少兩個(gè)芯片中的與所述芯片置盤直接結(jié)合的芯片的一部分被所述開口暴露；在所述至少兩個(gè)芯片與所述引線框架的內(nèi)引腳之間進(jìn)行引線接合；注入封裝材料，使得封裝材料包封所述引線框架、所述至少兩個(gè)芯片以及連接在它們之間的引線，使得所述至少兩個(gè)芯片中在背離所述芯片置盤的方向上最外側(cè)的芯片的表面暴露。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的示例性描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的多芯片封裝體的示意圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的多芯片堆疊的封裝體的示意圖；圖3A至圖3D是示出了制造根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的多芯片堆疊的封裝體的工藝的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，將詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的示例示出在附圖中，其中，相同的標(biāo)號始終表示相同的元件。下面將通過參照附圖來描述實(shí)施例，以解釋本發(fā)明。然而， 本發(fā)明可以以多種不同的形式來實(shí)施，不應(yīng)該被理解為局限于在此提出的示例性實(shí)施例。 提供這些實(shí)施例使本發(fā)明的公開將是徹底和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見，會(huì)夸大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。應(yīng)該理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q作在另一元件或?qū)印吧稀保蛘弑环Q作“結(jié)合到”另一元件或?qū)訒r(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯釉诹硪辉驅(qū)由匣蛑苯舆B接到另一元件或?qū)樱蛘咭部梢源嬖谥虚g元件或中間層。相反，當(dāng)元件被稱作“直接”在另一元件“上”或“直接結(jié)合到”另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在中間元件或中間層。在這里可使用空間相對術(shù)語，如“下面的”、“在...下方”、“上面的”等，用來輕松地描述如圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，空間相對術(shù)語意在包含除了在附圖中描述的方位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果在附圖中裝置被翻轉(zhuǎn)，則描述為其它元件或特征“下面的”或“在”其它元件或特征“下方” 的元件隨后將被定位為其它元件或特征“上面的”或“在”其它元件或特征“上方”的元件或特征。因此，示例性術(shù)語“下面的”可包括上面的和下面的兩種方位。所述裝置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其它方位)，相應(yīng)地解釋這里使用的空間相對描述符。在下文中，將參照附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的多芯片堆疊的封裝體的示意圖。參照圖 2，多芯片堆疊的封裝體100包括引線框架110，該引線框架110具有位于中心處的芯片置盤112和位于芯片置盤周圍的內(nèi)引腳111 ；第一芯片120，結(jié)合在芯片置盤112的下面；第二芯片130，結(jié)合在第一芯片120的下面；引線140，分別將第一芯片120和第二芯片130連接到引線框架的內(nèi)引腳111 ；封裝材料150，用于包封引線框架110、第一芯片120、第二芯片 130和引線140。在圖2示出的多芯片堆疊的封裝體中，芯片置盤112的中央設(shè)置有開口 113，第一芯片120的一部分通過開口 113被暴露。更具體地講，第一芯片120通過穿過開口 113的引線140電連接到引線框架110，S卩，該引線140連接在第一芯片120被開口 113暴露的一部分與內(nèi)引腳111之間；第二芯片130通過連接在其邊緣處與內(nèi)引腳111之間的引線140 電連接到引線框架110。因此，由于芯片置盤的中央設(shè)置有開口，引線穿過開口將芯片與內(nèi)引腳連接，所以與引線連接芯片的邊緣與內(nèi)引腳而不穿過引線框架的情況相比，這種結(jié)構(gòu)使得封裝體的整體厚度有所減小。此外，封裝材料150包封引線框架110、第一芯片120、第二芯片130和引線140，且封裝材料150可為例如環(huán)氧樹脂的封裝樹脂。更具體地講，在圖2示出的封裝體中，封裝材料150注塑成型后部分地包封引線框架110、第一芯片120、第二芯片130和引線140，即，使得第二芯片130的下表面暴露，這樣的包封結(jié)構(gòu)不僅可以進(jìn)一步減小封裝體的整體厚度， 還可提高封裝體的散熱性能。圖3A至圖3D是示出了制造根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的多芯片堆疊的封裝體的工藝的示意圖。在圖3A中，首先提供芯片置盤112中央設(shè)置有開口 113的引線框架110。然后， 將第一芯片120貼附于芯片置盤112下方，并且第一芯片120的一部分通過開口 113被暴露。在將第一芯片120貼附于芯片置盤112的步驟中，可在芯片置盤112下面設(shè)置雙面膠
6帶(例如，Hitachi (日力化成)HM-122U)，然后將第一芯片120貼附于芯片置盤112下方的雙面膠帶上?？蛇x的，在將第一芯片120貼附于芯片置盤112的步驟中，可在第一芯片120 的上表面涂覆銀漿，然后通過銀漿將第一芯片120貼附于芯片置盤112的下方。在圖;3B中，將第二芯片130貼附于第一芯片120的下方。更具體地講，在將第二芯片130貼附于第一芯片120的步驟中，可在第一芯片120的下表面上貼附用于芯片粘結(jié)的薄膜(例如，Hitachi (日力化成)FH-922T)，然后將第二芯片130貼附于第一芯片120的薄膜上?；蛘呖蛇x的，在將第二芯片130貼附于第一芯片120的步驟中，可在第二芯片130 的上表面上涂覆銀漿，然后通過銀漿將第二芯片130貼附于第一芯片120的下表面上。在圖3C中，對芯片120、130和引線框架110的內(nèi)引腳進(jìn)行引線鍵合。更具體地講， 第一芯片120通過連接在其被開口 113暴露的部分與內(nèi)引腳之間的引線140電連接到引線框架110，第二芯片130通過連接在其邊緣處與內(nèi)引腳之間的引線140電連接到引線框架 110。第一芯片的鍵合位置可以減小封裝體的整體厚度。在圖3D中，利用諸如封裝樹脂(例如，環(huán)氧樹脂)的注塑材料對鍵合后得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行注塑成型，使得第二芯片130的下表面完全暴露，這樣不僅可以進(jìn)一步減小封裝體的整體厚度，還可以提高封裝體的散熱性能。在根據(jù)如圖3A至圖3D所示的制造根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的多芯片堆疊的封裝體的方法中，由于芯片貼附在芯片置盤的同側(cè)，所以在貼片過程中，可以無需翻轉(zhuǎn)引線框架而實(shí)現(xiàn)連續(xù)貼片，因此簡化了生產(chǎn)工藝并提高了生產(chǎn)效率。盡管根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例僅示出了兩個(gè)芯片堆疊的情況，但是本發(fā)明不限于此， 可堆疊芯片的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用而確定。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多芯片堆疊的封裝體及其制造方法，由于引線框架的芯片置盤的中央設(shè)置有開口，在鍵合方式上可以減小封裝體的整體厚度。此外，由于經(jīng)注塑成型后使最外側(cè)的芯片的背面暴露，所以不僅可以進(jìn)一步減小封裝體的整體厚度，還可以提高封裝體的散熱性能。雖然已經(jīng)參照附圖具體描述和示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變形和修改。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種多芯片堆疊的封裝體，所述封裝體包括引線框架，所述引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口 ； 第一芯片，所述第一芯片的第一表面結(jié)合到芯片置盤的下表面，所述第一表面的一部分被芯片置盤的開口暴露；第二芯片，所述第二芯片的第一表面結(jié)合到所述第一芯片的與其第一表面相對的第二表面；第一引線，連接在所述第一芯片的被暴露的部分與所述引線框架的內(nèi)引腳之間； 第二引線，連接在所述第二芯片的邊緣與所述引線框架的內(nèi)引腳之間； 封裝材料，包封所述引線框架、第一芯片、第二芯片、第一引線和第二引線，使得所述第二芯片的與其第一表面相對的第二表面被暴露。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述第二芯片的尺寸大于所述第一芯片的尺寸使得所述第二芯片的邊緣暴露，以進(jìn)行引線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述第一芯片通過雙面膠帶結(jié)合到所述芯片置盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述第二芯片通過粘結(jié)薄膜結(jié)合到所述第一芯片的第二表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述第一芯片通過涂覆在其第一表面上的銀漿結(jié)合到所述芯片置盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述第二芯片通過涂覆在其第一表面上的銀漿結(jié)合到所述第一芯片的第二表面。
7.—種多芯片堆疊的封裝體，所述封裝體包括引線框架，所述引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口 ；至少兩個(gè)芯片，以堆疊的方式結(jié)合到芯片置盤的同一側(cè)且所述至少兩個(gè)芯片中的與所述芯片置盤直接結(jié)合的芯片的一部分被所述開口暴露，所述至少兩個(gè)芯片中的與芯片置盤直接結(jié)合的芯片通過穿過所述開口的引線電連接到所述引線框架，所述至少兩個(gè)芯片中的其它芯片通過連接在各個(gè)芯片邊緣和所述引線框架的內(nèi)引腳之間的引線電連接到所述引線框架；封裝材料，包封所述引線框架和所述至少兩個(gè)芯片，使得所述至少兩個(gè)芯片中在背離所述芯片置盤的方向上最外側(cè)的芯片的表面暴露。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述至少兩個(gè)芯片的尺寸彼此不同，按大小順序堆疊以進(jìn)行引線連接且所述至少兩個(gè)芯片中尺寸最小的芯片直接與芯片置盤直接結(jié)合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述至少兩個(gè)芯片中的直接與芯片置盤結(jié)合的芯片通過雙面膠帶結(jié)合到所述芯片置盤。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述至少兩個(gè)芯片之間通過粘結(jié)薄膜相互結(jié)合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述至少兩個(gè)芯片中的直接與芯片置盤結(jié)合的芯片通過涂覆在其表面上的銀漿結(jié)合到所述芯片置盤。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，所述至少兩個(gè)芯片之間通過涂覆在其表面上的銀漿相互結(jié)合。
13.—種制造多芯片堆疊的封裝體的方法，所述方法包括的步驟有 提供引線框架，所述引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口 ；將第一芯片的第一表面結(jié)合到芯片置盤的下表面，所述第一表面的一部分被芯片置盤的開口暴露；將第二芯片的第一表面結(jié)合到所述第一芯片的與其第一表面相對的第二表面； 在所述第一芯片的被暴露的部分與所述引線框架的內(nèi)引腳之間執(zhí)行引線接合； 在所述第二芯片的邊緣與所述引線框架的內(nèi)引腳之間執(zhí)行引線接合； 注入封裝材料，使得封裝材料包封所述引線框架、第一芯片、第二芯片以及連接在它們之間的引線，使得所述第二芯片的與其第一表面相對的第二表面被暴露。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，通過雙面膠帶使所述第一芯片結(jié)合到所述芯片置盤。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過粘結(jié)薄膜使所述第二芯片結(jié)合到所述第一芯片的第二表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，通過涂覆在所述第一芯片的第一表面上的銀漿使第一芯片結(jié)合到所述芯片置盤。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，通過涂覆在所述第二芯片的第一表面上的銀漿使第二芯片結(jié)合到所述第一芯片的第二表面。
18.—種制造多芯片堆疊的封裝體的方法，所述方法包括提供引線框架，所述引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口 ； 以堆疊的方式將至少兩個(gè)芯片結(jié)合到芯片置盤的同一側(cè)且與所述至少兩個(gè)芯片中的與所述芯片置盤直接結(jié)合的芯片的一部分被所述開口暴露；在所述至少兩個(gè)芯片與所述引線框架的內(nèi)引腳之間進(jìn)行引線接合； 注入封裝材料，使得封裝材料包封所述引線框架、所述至少兩個(gè)芯片以及連接在它們之間的引線，使得所述至少兩個(gè)芯片中在背離所述芯片置盤的方向上最外側(cè)的芯片的表面暴露。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述至少兩個(gè)芯片中的與芯片置盤直接結(jié)合的芯片通過穿過所述開口的引線電連接到所述引線框架，所述至少兩個(gè)芯片中的其它芯片通過連接在各個(gè)芯片邊緣和所述引線框架的內(nèi)引腳之間的引線電連接到所述引線框架。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，通過雙面膠帶使所述至少兩個(gè)芯片中的與芯片置盤直接結(jié)合的芯片結(jié)合到所述芯片置盤。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，通過粘結(jié)薄膜使所述至少兩個(gè)芯片之間相互結(jié)合。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，通過涂覆在所述至少兩個(gè)芯片中的與芯片置盤直接結(jié)合的芯片的表面上的銀漿使其結(jié)合到所述芯片置盤。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的多芯片堆疊的封裝體，其中，通過涂覆銀漿使所述至少兩個(gè)芯片之間相互結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多芯片堆疊的封裝體及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明的多芯片堆疊的封裝體包括引線框架，引線框架的芯片置盤的中央部分設(shè)置有開口；第一芯片，第一芯片的第一表面結(jié)合到芯片置盤的下表面，第一表面的一部分被芯片置盤的開口暴露；第二芯片，第二芯片的第一表面結(jié)合到所述第一芯片的與其第一表面相對的第二表面；第一引線，連接在第一芯片的被暴露的部分與引線框架的內(nèi)引腳之間；第二引線，連接在第二芯片的邊緣與引線框架的內(nèi)引腳之間；封裝材料，包封引線框架、第一芯片、第二芯片、第一引線和第二引線，使得第二芯片的與其第一表面相對的第二表面被暴露。該封裝體的整體厚度減小，并且散熱性能提高。
文檔編號H01L23/495GK102347303SQ20101024296
公開日2012年2月8日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者陳松 申請人:三星半導(dǎo)體(中國)研究開發(fā)有限公司, 三星電子株式會(huì)社