封裝組件制造方法
【專(zhuān)利摘要】公開(kāi)了一種制造封裝組件的方法，包括：在基板上形成引線框，所述引線框包括第一表面暴露的多條引線；在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件，使得至少一個(gè)層面的電子元件與所述多條引線中的至少一組引線的第一表面電連接；以及去除基板的至少一部分，使得所述多條引線的與第一表面相對(duì)的第二表面暴露用于外部連接。該方法無(wú)需在制造過(guò)程中翻轉(zhuǎn)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，可以提高封裝組件的產(chǎn)量、降低成本并且提高封裝質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】封裝組件制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝，具體地涉及封裝組件制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子元件的小型化、輕量化以及多功能化的需求的增加，對(duì)半導(dǎo)體封裝密度的要求越來(lái)越高，以達(dá)到減小封裝尺寸的效果。因此，使用引線框并且包含多個(gè)半導(dǎo)體管芯的封裝組件已經(jīng)成為新的熱點(diǎn)。在這種封裝組件中，多個(gè)半導(dǎo)體管芯的配置及其連接方法對(duì)封裝組件的尺寸和性能具有至關(guān)重要的影響。
[0003]已經(jīng)提出了堆疊的多層封裝組件，其中多個(gè)半導(dǎo)體管芯堆疊在同一個(gè)引線框上。位于最下層的半導(dǎo)體管芯可以通過(guò)焊料直接固定在引線框上。位于上層的半導(dǎo)體管芯可以通過(guò)粘合層固定在下面一層的半導(dǎo)體管芯的頂部表面上。然后，通過(guò)鍵合線將上層的半導(dǎo)體管芯電連接到引線框上。在一個(gè)封裝組件中集成的半導(dǎo)體管芯不僅可以是集成電路芯片(例如開(kāi)關(guān)電源的功率器件芯片和控制芯片等)，也可以是分立元件(例如電廠、電容和電阻等)。
[0004]相對(duì)于平面封裝組件，堆疊的多層封裝組件可以減小芯片占用面積，從而減小封裝尺寸，同時(shí)具有更短的延遲時(shí)間和更小的噪聲。因此，用于形成多層封裝組件的工藝日益人們的關(guān)注。
[0005]然而，在引線框上堆疊多層半導(dǎo)體管芯導(dǎo)致封裝工藝復(fù)雜化，例如在封裝工藝中，需要翻轉(zhuǎn)引線框，從而降低封裝組件的產(chǎn)量，導(dǎo)致成本提高。此外，在封裝工藝中，承載引線框的基板的一部分區(qū)域蝕刻貫穿?；宓暮穸缺仨氉銐虼?，才能提供所需的機(jī)械支撐作用。結(jié)果，封裝組件的尺寸難以小型化。
[0006]因此，期望進(jìn)一步優(yōu)化封裝組件的的制造方法以降低工藝復(fù)雜度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種封裝組件的制造方法，以解決多層封裝組件的制造工藝復(fù)雜化導(dǎo)致成本提高的問(wèn)題。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供一種制造封裝組件的方法，包括:在基板上形成引線框，所述引線框包括第一表面暴露的多條引線；在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件，使得至少一個(gè)層面的電子元件與所述多條引線中的至少一組引線的第一表面電連接；以及去除基板的至少一部分，使得所述多條引線的與第一表面相對(duì)的第二表面暴露用于外部連接。
[0009]優(yōu)選地，在所方法中，形成引線框的步驟包括:在封裝基板上形成多條引線；以及在所述多條引線中的至少另一組引線上形成臺(tái)面，所述臺(tái)面的表面高于所述第一表面，并且所述至少另一組引線中的不同組引線上形成的臺(tái)面的表面高度不同，其中，在安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟中，至少另一個(gè)層面的電子元件與所述多條引線中的所述至少另一組引線的第一表面電連接。
[0010]優(yōu)選地，在所方法中，所述多條引線之間由溝槽隔開(kāi)，在形成多條引線的步驟和形成臺(tái)面的步驟之間，還包括采用封裝料填充溝槽。
[0011]優(yōu)選地，在所方法中，形成多條引線的步驟包括:在基板上形成金屬層；以及經(jīng)由包含引線圖案的掩模，通過(guò)蝕刻將金屬層圖案化成所述多條引線。
[0012]優(yōu)選地，在所方法中，形成多條引線的步驟包括:經(jīng)由包含引線互補(bǔ)圖案的掩模，通過(guò)在基板的暴露表面鍍敷金屬材料形成所述多條引線。
[0013]優(yōu)選地，在所方法中，形成多條引線的步驟包括:在基板上形成包含引線互補(bǔ)圖案的掩模；以及通過(guò)蝕刻將基板的表層圖案化成所述多條引線。
[0014]優(yōu)選地，在所方法中，形成多條引線的步驟包括:通過(guò)沖壓將基板的表層圖案化成所述多條引線。
[0015]優(yōu)選地，在所方法中，在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟包括:從鄰近引線框的第一層面開(kāi)始，逐個(gè)層面安裝電子元件；以及在安裝所有層面的電子元件之后，采用封裝料至少部分覆蓋引線框和電子元件，其中，第一層面的電子元件與所述至少一組引線中的一組引線的第一表面電連接，隨后層面的電子元件與所述至少另一組引線中的相應(yīng)組的引線的臺(tái)面電連接。
[0016]優(yōu)選地，在所方法中，在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟包括:從鄰近引線框的第一層面開(kāi)始，逐個(gè)層面安裝電子元件和采用封裝料至少部分覆蓋相應(yīng)層面的電子元件，其中，在安裝一個(gè)層面的電子元件之后和安裝下一個(gè)層面的電子元件之前，采用封裝料至少部分覆蓋所述一個(gè)層面的引線和電子元件，第一層面的電子元件與所述至少一組引線中的一組引線的第一表面電連接，隨后層面的電子元件與所述至少另一組引線中的相應(yīng)組的引線的臺(tái)面電連接。
[0017]優(yōu)選地，在所方法中，在安裝所述下一個(gè)層面的電子元件之前，還包括平整所述一個(gè)層面的封裝料以暴露所述下一個(gè)層面的弓I線的第一表面。
[0018]優(yōu)選地，在所方法中，在安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟中，所述至少一個(gè)層面的電子元件與所述多條引線中的所述至少一組引線的第一表面形成焊料互連，以及所述至少另一個(gè)層面的電子元件與所述臺(tái)面的表面形成焊料互連。
[0019]優(yōu)選地，在采用封裝料填充溝槽的步驟和形成臺(tái)面的步驟之間，還包括形成重布線層，其中，所述重布線層包括多條導(dǎo)體線，所述多條導(dǎo)體線橫向延伸并且包括彼此相對(duì)的第一表面和第二表面，其中所述多條導(dǎo)體線的第一表面接觸所述多條引線的第一表面。
[0020]優(yōu)選地，在所方法中，在安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟中，所述至少一個(gè)層面的電子元件與所述多條導(dǎo)體線的至少一組導(dǎo)體線的第二表面形成焊料互連，以及所述至少另一個(gè)層面的電子元件與所述臺(tái)面的表面形成焊料互連。
[0021]根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟和去除基板的步驟之間，還包括:在封裝料的表面附加散熱片。
[0022]根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，在封裝料的表面附加散熱片之前，還包括:通過(guò)研磨來(lái)平整封封裝料并且減小封裝料的頂層的厚度。
[0023]在上述根據(jù)本發(fā)明的制造多層封裝組件的方法中，引線的第一表面與基板相對(duì)，第二表面與基板接觸。在封裝組件的制造過(guò)程中，引線的第一表面始終朝上放置，從而無(wú)需翻轉(zhuǎn)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。此外，基板在幾乎整個(gè)封裝工藝中提供機(jī)械支撐作用，直到已經(jīng)采用第二封裝料包封引線框和電子元件，才去除基板。在最終的封裝組件中，引線的第一表面提供與封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電子元件的互連區(qū)，第二表面提供與外部電路(例如印刷電路板，即PCB)的接觸區(qū)。
[0024]由于在上述方法中無(wú)需翻轉(zhuǎn)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，因此，可以有效的提高封裝的產(chǎn)量，降低封裝成本。
[0025]在封裝工藝中，基板保持完整而未蝕刻貫穿，直到最后的步驟才蝕刻去除。基板幾乎整個(gè)封裝過(guò)程中的機(jī)械支撐性較好，有利于提高封裝的質(zhì)量。由于即使基板的厚度減小，也能提供足夠的機(jī)械支撐作用，因此有利于封裝組件的小型化。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0027]圖la至lg示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造多層封裝組件的方法的各個(gè)步驟的截面圖；
[0028]圖2a至2g示出根據(jù)本發(fā)明制造多層封裝組件的方法的第一實(shí)施例的各個(gè)步驟的截面圖；
[0029]圖3a和3b示出根據(jù)本發(fā)明制造多層封裝組件的方法的第二實(shí)施例的一部分步驟的截面圖；
[0030]圖4a至4d示出根據(jù)本發(fā)明制造多層封裝組件的方法第三實(shí)施例的一部分步驟的截面圖；以及
[0031]圖5a至5e示出根據(jù)本發(fā)明制造多層封裝組件的方法第四實(shí)施例的一部分步驟的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。在各個(gè)附圖中，相同的元件采用相同或類(lèi)似的附圖標(biāo)記來(lái)表示。為了清楚起見(jiàn)，附圖中的各個(gè)部分沒(méi)有按比例繪制。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，可以在一幅圖中描述經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)步驟后獲得的封裝結(jié)構(gòu)。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解，在描述封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)將一層、一個(gè)區(qū)域稱(chēng)為位于另一層、另一個(gè)區(qū)域“上面”或“上方”時(shí)，可以指直接位于另一層、另一個(gè)區(qū)域上面，或者在其與另一層、另一個(gè)區(qū)域之間還包含其它的層或區(qū)域。并且，如果將器件翻轉(zhuǎn)，該一層、一個(gè)區(qū)域?qū)⑽挥诹硪粚?、另一個(gè)區(qū)域“下面”或“下方”。如果為了描述直接位于另一層、另一個(gè)區(qū)域上面的情形，本文將采用“直接在……上面”或“在……上面并與之鄰接”的表述方式。
[0034]在下文中描述了本發(fā)明的許多特定的細(xì)節(jié)，例如封裝的結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、處理工藝和技術(shù)，以便更清楚地理解本公開(kāi)。但正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)。
[0035]在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)”指在制造半導(dǎo)體器件的各個(gè)步驟中形成的整個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱(chēng)，包括已經(jīng)形成的所有層或區(qū)域。術(shù)語(yǔ)“電子元件”不限于半導(dǎo)體管芯，應(yīng)當(dāng)理解為廣義的封裝對(duì)象，包括半導(dǎo)體管芯和分立元件(例如電阻器、電容器、電感器、二極管、晶體管)等。
[0036]圖la至lg示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造多層封裝組件的方法的各個(gè)步驟的截面圖。該方法包括在基板上形成引線框和在引線框上堆疊多個(gè)層面的電子元件。
[0037]該方法例如開(kāi)始于包括基板101 (例如鐵鎳合金)及其上的金屬層(例如Cu)的疊層，其中基板101作為支撐層，并且最終將作為犧牲層而部分去除。例如采用第一掩模，通過(guò)蝕刻金屬層將其圖案化成呈條帶狀的引線102，如圖la所示。在蝕刻中，蝕刻劑相對(duì)于下層的基板101選擇性地去除金屬層的暴露部分。在蝕刻后去除第一掩模。
[0038]上述步驟形成的引線102的第一表面與基板101相對(duì)，第二表面是與基板101相接觸。
[0039]然后，采用第一封裝料103 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)覆蓋引線102和基板101的暴露表面，如圖lb所示。封裝料103的厚度至少足以填充相鄰的引線102之間的溝槽。例如通過(guò)研磨來(lái)平整封裝料103，使得引線102的第一表面再次暴露，如圖lc所示。例如采用第二掩模，采用選擇性的蝕刻劑，在基板101的安裝區(qū)域中相對(duì)于引線102和封裝料103去除基板101,從而形成暴露引線102的第二表面的開(kāi)口，如圖1d所不。第一表面和第二表面彼此相對(duì)。基板101的未蝕刻部分在蝕刻步驟中提供機(jī)械支撐作用。在暴露引線102的第二表面之后，將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上下翻轉(zhuǎn)。例如采用第三掩模，遮擋一部分引線的全部第二表面，以及遮擋位于該部分引線外圍的另一部分引線的至少一部分第二表面。通過(guò)在所述另一部分引線102的暴露表面鍍敷(例如電鍍、化學(xué)鍍等)與組成引線的金屬相同的金屬材料，形成臺(tái)面104，如圖le所示。受到遮擋的所述一部分引線102作為第一組引線，形成臺(tái)面的所述另一部分引線102作為第二組引線。在鍍敷之后去除第三掩模，從而在基板101上形成包括兩組引線102的引線框110。
[0040]在引線框110中，引線102的第二表面朝上放置。引線102中的第一組引線的第二表面直接暴露，用于提供互連區(qū)。引線102中的第二組引線的第二表面上形成臺(tái)面104，該臺(tái)面104用于提供互連區(qū)。
[0041]將第一電子元件120放置在引線框110上。第一電子元件120的內(nèi)部電路經(jīng)由導(dǎo)電通道等電連接至導(dǎo)電凸塊106。附著于導(dǎo)電凸塊106末端的焊料球105與引線102中第一組引線的互連區(qū)相接觸。執(zhí)行回流工藝，使得焊料球105熔化形成焊料105，將第一電子元件120固定在引線框110上。然后，將第二電子元件130放置在引線框110上。再次執(zhí)行回流工藝，利用焊料107將第二電子元件130固定在引線框110的第二組引線上，如圖lg所示。然后，采用第二封裝料140(例如環(huán)氧樹(shù)脂)包封引線框110、電子元件120、130，從而形成封裝組件100。
[0042]在上述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造多層封裝組件的方法中，引線102的第一表面與基板101相對(duì)，第二表面與基板101接觸。引線102的第一表面初始朝上放置。在圖le所示的步驟中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)。這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)蝕刻的基板101的機(jī)械強(qiáng)度不足以在后續(xù)的工藝中支撐引線框110。經(jīng)過(guò)翻轉(zhuǎn)，引線102的第一表面朝下放置，從而在后續(xù)的步驟中利用引線102自身的第一表面提供機(jī)械支撐作用。
[0043]在最終的封裝組件100中，引線102的第一表面朝下放置，用于提供與外部電路的接觸區(qū)，第二表面朝上放置，用于提供與封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電子元件的互連區(qū)。
[0044]由于在上述方法中需要翻轉(zhuǎn)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，因此操作過(guò)程較為復(fù)雜，且不利于提高封裝器件的產(chǎn)量，從而不能有效的降低封裝的成本。
[0045]圖2a至2g示出根據(jù)本發(fā)明制造多層封裝組件的方法的第一實(shí)施例的各個(gè)步驟的截面圖。該方法包括在基板上形成引線框和在引線框上堆疊多個(gè)層面的電子元件。
[0046]該方法例如開(kāi)始于包括基板201 (例如鐵鎳合金)及其上的金屬層(例如Cu)的疊層，其中基板201作為支撐層，并且最終將作為犧牲層而部分去除。例如采用包含引線圖案的第一掩模，通過(guò)蝕刻金屬層將其圖案化成呈條帶狀的引線202，如圖2a所示。在蝕刻中，蝕刻劑相對(duì)于下層的基板201選擇性地去除金屬層的暴露部分。在蝕刻后去除第一掩模。
[0047]上述步驟形成的引線202的第一表面與基板202相對(duì)，第二表面是與基板202相接觸。
[0048]然后，采用第一封裝料203(例如環(huán)氧樹(shù)脂)覆蓋引線202和基板201的暴露表面，如圖2b所示。封裝料203的厚度至少足以填充相鄰的引線202之間的溝槽。例如通過(guò)研磨來(lái)平整封裝料203，使得引線202的第一表面再次暴露，如圖2c所示。例如采用第二掩模，遮擋一部分引線的全部第一表面，以及遮擋位于該部分引線外圍的另一部分引線的至少一部分第一表面。通過(guò)在所述另一部分引線202的暴露表面鍍敷與組成引線的金屬相同的金屬材料，形成臺(tái)面204，如圖2d所示。受到遮擋的所述一部分引線202作為第一組引線，形成臺(tái)面的所述另一部分引線202作為第二組引線。在鍍敷之后去除第二掩模，從而在基板201上形成包括兩組引線202的引線框210。
[0049]在形成臺(tái)面204的步驟中，由于第二掩模的開(kāi)口很難精確地與引線202對(duì)準(zhǔn)，因此通常第二掩模的面積略小于引線202的截面積(與開(kāi)口平行方向的截面積)。結(jié)果，臺(tái)面204的表面積略小于引線202的表面積，以確保臺(tái)面204完全形成于引線202的表面上，且可避免形成臺(tái)面204將相連的兩條引線202連通。
[0050]在引線框210中，引線202的第一表面朝上放置。引線202中的第一組引線的第一表面直接暴露，用于提供互連區(qū)。引線202中的第二組引線的第一表面上形成臺(tái)面204，該臺(tái)面204用于提供互連區(qū)。
[0051 ] 將第一電子元件220放置在引線框210上。第一電子元件220的內(nèi)部電路經(jīng)由導(dǎo)電通道等電連接至導(dǎo)電凸塊206。附著于導(dǎo)電凸塊206末端的焊料球205與引線202中第一組引線的互連區(qū)相接觸。執(zhí)行回流工藝，使得焊料球205熔化形成焊料205，將第一電子元件220固定在引線框210上。然后，將第二電子元件230放置在引線框210上。再次執(zhí)行回流工藝，利用焊料207將第二電子元件230固定在引線框210的第二組引線的臺(tái)面204上，如圖2e所示。然后，采用第二封裝料240 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)包封引線框210、電子元件220、230，如圖2f所示。例如在未使用掩模的情形下，采用選擇性的蝕刻劑，相對(duì)于引線202和封裝料203去除基板201，從而形成暴露引線202的第二表面，如圖2g所示，從而形成封裝組件200。
[0052]第一電子元件220例如是包含功率器件的芯片，例如包含開(kāi)關(guān)電源功率級(jí)電路中的主功率管的芯片，該芯片中還可包括開(kāi)關(guān)電源的控制電路，也可包括開(kāi)關(guān)電源的同步整流管。第二電子元件230例如包括開(kāi)關(guān)電源中的電感，也可以為電容或電阻等分立元件。
[0053]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在圖2f所示的步驟形成第二封裝料240之后，可以在第二封裝料240的表面上附加散熱片。例如通過(guò)研磨來(lái)平整封第二封裝料240，并且減小第二封裝料240的頂層的厚度，以減小封裝體積并改善熱耗散效率。然后繼續(xù)圖2g所示的步驟，去除基板210。
[0054]在一個(gè)替代的實(shí)施例中，在基板201上形成引線202的步驟開(kāi)始于基板201 (例如鐵鎳合金)，其中基板201作為支撐層，并且最終將作為犧牲層而部分去除。例如采用第一掩模，該第一掩模包含引線互補(bǔ)圖案，即掩模的開(kāi)口對(duì)應(yīng)于引線的圖案。第一掩模遮擋基板201的一部分表面。通過(guò)在所述基板201的暴露表面鍍敷金屬材料(例如Cu)，形成呈條帶狀的引線202，如圖2a所示。在鍍敷后去除第一掩模。然后，繼續(xù)執(zhí)行圖2b至圖2g的步驟，以形成封裝組件200。
[0055]在另一個(gè)替代的實(shí)施例中，在基板201上形成引線202的步驟開(kāi)始于基板201 (例如鐵鎳合金)。例如通過(guò)半蝕刻和/或沖壓工藝，在基板201的表面上形成引線202，如圖2a所示?？蛇x地，在相鄰的引線202之間的溝槽內(nèi)填充封裝料203。然后，繼續(xù)執(zhí)行圖2d至圖2g的步驟，以形成封裝組件200。
[0056]圖3a和3b示出根據(jù)本發(fā)明制造多層封裝組件的方法的第二實(shí)施例的一部分步驟的截面圖。在根據(jù)第二實(shí)施例的方法中，首先按照?qǐng)D2a至2d所示的步驟形成引線框310。引線框310位于基板301上，包括未形成臺(tái)面的第一組引線和形成臺(tái)面304的第二組引線。第一組引線的表面直接提供互連區(qū)，第二組引線的臺(tái)面304提供互連區(qū)。
[0057]與第一實(shí)施例不同之處在于，根據(jù)第二實(shí)施例的方法繼續(xù)執(zhí)行圖3a和3b所示的步驟。
[0058]將第一電子元件320放置在引線框310上。第一電子元件320的內(nèi)部電路經(jīng)由導(dǎo)電通道等電連接至導(dǎo)電凸塊306。附著于導(dǎo)電凸塊306末端的焊料球305與引線302中第一組引線的互連區(qū)相接觸。執(zhí)行回流工藝，使得焊料球305熔化形成焊料305，將第一電子元件320固定在引線框310上。然后，采用第二封裝料340 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)包封引線框310、電子元件320。例如通過(guò)研磨來(lái)平整封第二封裝料340，以暴露第二組引線302的臺(tái)面304。然后，將第二電子元件330放置在第二封裝料340上。再次執(zhí)行回流工藝，利用焊料307將第二電子元件330固定在引線框310的第二組引線的臺(tái)面304上。然后，采用第三封裝料350 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)包封引線框310、電子元件320、330，如圖3a所示。例如在未使用掩模的情形下，采用選擇性的蝕刻劑，相對(duì)于引線302和封裝料303去除基板301，從而形成暴露引線302的第二表面，如圖3b所示，從而形成封裝組件300。
[0059]圖4a至4d示出根據(jù)本發(fā)明制造多層封裝組件的方法的第三實(shí)施例的一部分步驟的截面圖。在根據(jù)第三實(shí)施例的方法中，首先按照?qǐng)D2a所示的步驟在基板401上形成引線402。引線402的第一表面與基板401相對(duì)，第二表面與基板401相接觸。
[0060]與第一實(shí)施例不同之處在于，根據(jù)第三實(shí)施例的方法繼續(xù)執(zhí)行圖4a至4d所示的步驟。
[0061]然后，例如采用第一掩模，遮擋一部分引線的全部第一表面，以及遮擋位于該部分引線外圍的另一部分引線的至少一部分第一表面。通過(guò)在所述另一部分引線402的暴露表面鍍敷與組成引線的金屬相同的金屬材料，形成臺(tái)面404，如圖4a所示。受到遮擋的所述一部分引線402作為第一組引線，形成臺(tái)面的所述另一部分引線402作為第二組引線。在鍍敷之后去除第一掩模，從而在基板401上形成包括兩組引線402的引線框410。
[0062]在引線框410中，引線402的第一表面朝上放置。引線402中的第一組引線的第一表面直接暴露，用于提供互連區(qū)。引線402中的第二組引線的第一表面上形成臺(tái)面404，該臺(tái)面404用于提供互連區(qū)。
[0063]將第一電子元件420放置在引線框410上。第一電子元件420的內(nèi)部電路經(jīng)由導(dǎo)電通道等電連接至導(dǎo)電凸塊406。附著于導(dǎo)電凸塊406末端的焊料球405與引線402中第一組引線的互連區(qū)相接觸。執(zhí)行回流工藝，使得焊料球405熔化形成焊料405，將第一電子元件420固定在引線框410上。然后，將第二電子元件430放置在引線框410上。再次執(zhí)行回流工藝，利用焊料407將第二電子元件430固定在引線框410的第二組引線的臺(tái)面404上，如圖4b所示。然后，采用封裝料440 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)包封引線框410、電子元件420、430，如圖4c所示。例如在未使用掩模的情形下，采用選擇性的蝕刻劑，相對(duì)于引線402和封裝料403去除基板401，從而形成暴露引線402的第二表面，如圖4d所示，從而形成封裝組件400。
[0064]與第一實(shí)施例的方法相比，根據(jù)第三實(shí)施例的方法省去了在引線402之間的溝槽內(nèi)填充封裝料的步驟，在封裝料440包封引線框和電子元件的同時(shí)填充了引線402之間的溝槽，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了封裝工藝。并且由于一次性封裝料成型，具有改善的可靠性。
[0065]圖5a至5e示出根據(jù)本發(fā)明制造多層封裝組件的方法的第四實(shí)施例的一部分步驟的截面圖。在根據(jù)第四實(shí)施例的方法中，首先按照?qǐng)D2a至2c所示的步驟在基板501上形成引線502。引線502的第一表面與基板501相對(duì)，第二表面與基板501相接觸。在引線502之間的溝槽內(nèi)填充有第一封裝料503 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)。
[0066]與第一實(shí)施例不同之處在于，根據(jù)第四實(shí)施例的方法繼續(xù)執(zhí)行圖5a至5e所示的步驟。
[0067]通過(guò)已知的鍍敷或沉積工藝，在在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成導(dǎo)體層。鍍敷工藝?yán)缡沁x自電鍍和化學(xué)鍍中的一種。沉積工藝?yán)缡沁x自電子束蒸發(fā)(EBM)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、濺射中的一種。
[0068]例如采用包含重布線圖案的第一掩模，通過(guò)蝕刻導(dǎo)體層將其圖案化成重布線層(RDL)508，如圖5a所示。在蝕刻中，蝕刻劑相對(duì)于下層的引線502和第一封裝料503選擇性地去除導(dǎo)體層的暴露部分。在蝕刻后去除第一掩模。重布線層508包括接觸引線502的頂部表面的多條導(dǎo)體線，使得導(dǎo)電路徑可以橫向延伸，。
[0069]然后，例如采用第二掩模，遮擋重布線層508的一部分導(dǎo)體線的全部第一表面，以及遮擋位于該部分引線外圍的重布線層508的另一部分導(dǎo)體線的至少一部分第一表面。通過(guò)在所述重布線層508的另一部分導(dǎo)體線的暴露表面鍍敷與組成引線的金屬相同的金屬材料，形成臺(tái)面504，如圖5b所示。結(jié)果，在引線502中的第一組引線接觸的重布線層508上未形成臺(tái)面，在第二組引線接觸的重布線層508上形成臺(tái)面。在鍍敷之后去除第二掩模，從而在基板501上形成包括兩組引線502的引線框510。
[0070]在引線框510中，引線502的第一表面朝上放置。引線502中的第一組引線的第一表面直接暴露，用于提供互連區(qū)。引線502中的第二組引線的第一表面上形成臺(tái)面504，該臺(tái)面504用于提供互連區(qū)。
[0071]將第一電子元件520放置在引線框510上。第一電子元件520的內(nèi)部電路經(jīng)由導(dǎo)電通道等電連接至導(dǎo)電凸塊506。附著于導(dǎo)電凸塊506末端的焊料球505與重布線層508中的一部分導(dǎo)體線相接觸，從而與引線502中第一組引線電連接。執(zhí)行回流工藝，使得焊料球505熔化形成焊料505，將第一電子元件520固定在引線框510上。然后，將第二電子元件530放置在引線框510上。再次執(zhí)行回流工藝，利用焊料507將第二電子元件530固定在臺(tái)面504上，如圖5c所示。然后，采用封裝料540 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)包封引線框510、電子元件520、530，如圖5c所示。例如在未使用掩模的情形下，采用選擇性的蝕刻劑，相對(duì)于引線502和封裝料503去除基板501，從而形成暴露引線502的第二表面，如圖5d所示，從而形成封裝組件500。
[0072]與第一實(shí)施例的方法相比，根據(jù)第四實(shí)施例的方法在引線框510的上方設(shè)置了重布線層508。重布線層508可以讓芯片上相隔較遠(yuǎn)且又需要相連的電極端子連接起來(lái)，從而無(wú)需在芯片外部相連，減少外部干擾。并且上一層電子元件需要與下一層芯片相連時(shí)，也可通過(guò)重布線層508實(shí)現(xiàn)。例如開(kāi)關(guān)電源中的電感的一端需要與LX端相連，則可通過(guò)重布線層508層頭現(xiàn)。
[0073]在上述根據(jù)本發(fā)明的制造多層封裝組件的方法的各個(gè)實(shí)施例中，引線的第一表面與基板相對(duì)，第二表面與基板接觸。在封裝組件的制造過(guò)程中，引線的第一表面始終朝上放置，從而無(wú)需翻轉(zhuǎn)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0074]在封裝工藝中，基板保持完整而未蝕刻貫穿，直到最后的步驟才蝕刻去除?；鍘缀跽麄€(gè)封裝過(guò)程中的機(jī)械支撐性較好，有利于提高封裝的質(zhì)量。由于即使基板的厚度減小，也能提供足夠的機(jī)械支撐作用，因此有利于封裝組件的小型化。
[0075]在最終的封裝組件中，引線的第一表面提供與封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電子元件的互連區(qū)，第二表面提供與外部電路(例如印刷電路板，即PCB)的接觸區(qū)。
[0076]由于在上述方法中無(wú)需翻轉(zhuǎn)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，因此，可以有效的提高封裝的產(chǎn)量，降低封裝成本。并且，基板幾乎整個(gè)封裝過(guò)程中的機(jī)械支撐性較好，有利于提高封裝的質(zhì)量。
[0077]應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0078]依照本發(fā)明的實(shí)施例如上文所述，這些實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種制造封裝組件的方法，包括: 在基板上形成引線框，所述引線框包括第一表面暴露的多條引線； 在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件，使得至少一個(gè)層面的電子元件與所述多條引線中的至少一組引線的第一表面電連接；以及 去除基板的至少一部分，使得所述多條引線的與第一表面相對(duì)的第二表面暴露用于外部連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成引線框的步驟包括: 在封裝基板上形成多條引線；以及 在所述多條引線中的至少另一組引線上形成臺(tái)面，所述臺(tái)面的表面高于所述第一表面，并且所述至少另一組引線中的不同組引線上形成的臺(tái)面的表面高度不同， 其中，在安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟中，至少另一個(gè)層面的電子元件與所述多條引線中的所述至少另一組引線的第一表面電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述多條引線之間由溝槽隔開(kāi)，在形成多條引線的步驟和形成臺(tái)面的步驟之間，還包括采用封裝料填充溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成多條引線的步驟包括: 在基板上形成金屬層；以及 經(jīng)由包含引線圖案的掩模，通過(guò)蝕刻將金屬層圖案化成所述多條引線。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成多條引線的步驟包括: 經(jīng)由包含引線互補(bǔ)圖案的掩模，通過(guò)在基板的暴露表面鍍敷金屬材料形成所述多條引線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成多條引線的步驟包括: 在基板上形成包含引線互補(bǔ)圖案的掩模；以及 通過(guò)蝕刻將基板的表層圖案化成所述多條弓I線。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成多條引線的步驟包括: 通過(guò)沖壓將基板的表層圖案化成所述多條弓I線。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟包括: 從鄰近引線框的第一層面開(kāi)始，逐個(gè)層面安裝電子元件；以及 在安裝所有層面的電子元件之后，采用封裝料至少部分覆蓋引線框和電子元件， 其中，第一層面的電子元件與所述至少一組引線中的一組引線的第一表面電連接，隨后層面的電子元件與所述至少另一組引線中的相應(yīng)組的引線的臺(tái)面電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟包括: 從鄰近引線框的第一層面開(kāi)始，逐個(gè)層面安裝電子元件和采用封裝料至少部分覆蓋相應(yīng)層面的電子元件， 其中，在安裝一個(gè)層面的電子元件之后和安裝下一個(gè)層面的電子元件之前，采用封裝料至少部分覆蓋所述一個(gè)層面的引線和電子元件， 第一層面的電子元件與所述至少一組引線中的一組引線的第一表面電連接，隨后層面的電子元件與所述至少另一組引線中的相應(yīng)組的引線的臺(tái)面電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在安裝所述下一個(gè)層面的電子元件之前，還包括平整所述一個(gè)層面的封裝料以暴露所述下一個(gè)層面的弓I線的第一表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟中，所述至少一個(gè)層面的電子元件與所述多條引線中的所述至少一組引線的第一表面形成焊料互連，以及所述至少另一個(gè)層面的電子元件與所述臺(tái)面的表面形成焊料互連。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，在采用封裝料填充溝槽的步驟和形成臺(tái)面的步驟之間，還包括形成重布線層，其中，所述重布線層包括多條導(dǎo)體線，所述多條導(dǎo)體線橫向延伸并且包括彼此相對(duì)的第一表面和第二表面，其中所述多條導(dǎo)體線的第一表面接觸所述多條引線的第一表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟中，所述至少一個(gè)層面的電子元件與所述多條導(dǎo)體線的至少一組導(dǎo)體線的第二表面形成焊料互連，以及所述至少另一個(gè)層面的電子元件與所述臺(tái)面的表面形成焊料互連。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在引線框上安裝多個(gè)層面的電子元件的步驟和去除基板的步驟之間，還包括:在封裝料的表面附加散熱片。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，在封裝料的表面附加散熱片之前，還包括:通過(guò)研磨來(lái)平整封封裝料并且減小封裝料的頂層的厚度。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104409369SQ201410603661
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】譚小春, 申屠軍立, 葉佳明 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司