本發(fā)明涉及封裝集成電路(IC)器件，以及更具體地，涉及使用引線(xiàn)框架組裝的封裝IC器件。

為了防止內(nèi)部產(chǎn)生的熱損壞封裝IC器件內(nèi)的IC管芯，所述器件可以包括安裝在管芯之上的散熱器，其中散熱器的頂側(cè)暴露于封裝器件的外部表面。在器件組裝過(guò)程的模制或封裝階段，模制工具向器件的子組件施加力以防止液體模制化合物在散熱器的頂側(cè)和模制工具的頂部模制槽的底表面之間滲出，從而導(dǎo)致模制化合物覆蓋部分或者全部的散熱器的頂側(cè)，這會(huì)限制封裝器件的散熱能力。不幸地是，在封裝階段，由模制工具施加的壓力會(huì)導(dǎo)致IC管芯的物理?yè)p壞(諸如斷裂)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)接下來(lái)的詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的實(shí)施例會(huì)變得完全的顯而易見(jiàn)，附圖中，相似的參考數(shù)字標(biāo)識(shí)相似或者相同的元件。

圖1A和圖1B分別是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的封裝IC器件的俯視圖和橫截面?zhèn)纫晥D。

圖2A和2B分別是用于組裝圖1的封裝IC器件的引線(xiàn)框架的俯視圖和橫截面?zhèn)纫晥D。

圖3A和3B分別是圖1的IC管芯已經(jīng)安裝到管芯焊墊上并電連接到圖2的引線(xiàn)框架的引線(xiàn)結(jié)構(gòu)之后的器件的子組件的俯視圖和橫截面?zhèn)纫晥D。

圖4是圖1的散熱器已經(jīng)安裝到位于在組裝圖1的封裝IC器件的封裝階段使用的模制工具的頂部和底部模制槽之間的IC管芯上之后的圖3的子組件的橫截面?zhèn)纫晥D。

具體實(shí)施方式

在此公開(kāi)了本發(fā)明詳細(xì)的示例性實(shí)施例。然而，在此公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功 能細(xì)節(jié)僅用于描述本發(fā)明示例實(shí)施例的目的。本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種替代形式，并且不應(yīng)該認(rèn)為僅限于此處列出的實(shí)施例。此外，在此所使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的，以及不意在限制本發(fā)明的示例實(shí)施例。

如在此所使用的，單數(shù)形式“一個(gè)”和“該”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中明確相反地指示。還應(yīng)明白的是，術(shù)語(yǔ)“包括”指明存在所陳述的特征、步驟或部件，但不排除存在或加入一個(gè)或多個(gè)其它特征、步驟或部件。還應(yīng)注意，在一些可替代的實(shí)現(xiàn)方式中，所提到的功能/行為可以不按附圖中所提到的順序發(fā)生。例如，連續(xù)示出的兩幅附圖事實(shí)上可以基本上同時(shí)執(zhí)行，或者有時(shí)可以以相反的順序執(zhí)行，視所涉及的功能/行為而定。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造的物品，其包括用于封裝器件的引線(xiàn)框架。引線(xiàn)框架包括管芯焊墊和多個(gè)連接桿(tie bar)，該多個(gè)連接桿在其近端處連接到管芯焊墊，其中，在封裝器件的組裝期間，(i)連接桿的遠(yuǎn)端連接到引線(xiàn)框架支撐結(jié)構(gòu)，以及(ii)連接桿偏轉(zhuǎn)以使管芯焊墊相對(duì)于引線(xiàn)框架支撐結(jié)構(gòu)移動(dòng)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于組裝封裝器件的方法。將管芯安裝到引線(xiàn)框架的管芯焊墊上，引線(xiàn)框架還包括多個(gè)連接桿，該多個(gè)連接桿在其近端連接到管芯焊墊，且在其遠(yuǎn)端連接到引線(xiàn)框架支撐結(jié)構(gòu)。使用鍵合線(xiàn)將管芯引線(xiàn)鍵合到引線(xiàn)框架的導(dǎo)線(xiàn)。將散熱器安裝到管芯上以提供子組件。在子組件上執(zhí)行封裝階段，其中，在封裝階段，連接桿偏轉(zhuǎn)，并且管芯焊墊相對(duì)于引線(xiàn)框架支撐結(jié)構(gòu)移動(dòng)。

現(xiàn)在參考圖1A和圖1B，它們分別示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的封裝IC器件100的俯視圖和橫截面?zhèn)纫晥D(沿著圖1A中的切割線(xiàn)AA)。封裝IC器件100具有頂表面102，相對(duì)的底表面104，和外周表面106。具有頂表面112(可以利用特征114對(duì)其進(jìn)行圖形化)的散熱器110安裝在IC管芯120上，IC管芯120自身安裝在管芯焊墊130上。器件100還具有在近端141處連接到管芯焊墊130的多個(gè)連接桿140。每個(gè)連接桿140具有近端141，近區(qū)143，中區(qū)145，遠(yuǎn)區(qū)147和遠(yuǎn)端149。(例如利用鍵合線(xiàn))電連接到管芯120的有源表面上的鍵合焊墊(未示出)的多個(gè)外部引線(xiàn)150從封裝體向外延伸并且允許管芯120連接到其它電子部件或電路。模制化合物160覆蓋管芯120、管芯焊墊130、和鍵合線(xiàn)以及部分的散熱器110、連接桿140和外部引線(xiàn)150。

優(yōu)選利用特征114圖形化散熱器110的頂表面112，以增加頂表面112的整體有效表面積，從而增加散熱器110的散熱能力。優(yōu)選地，散熱器110的整個(gè)頂表面112在封裝器件100的頂部外表面102處被暴露。還要注意到每個(gè)連接桿140的中區(qū)145在封裝器件100的底部外表面104處被暴露，以及，每個(gè)連接桿140的遠(yuǎn)端149在封裝器件100的外周表面106處被暴露。連接桿140的這些暴露部分145、149為封裝器件100提供額外的散熱路徑。

如圖1B所示，每個(gè)連接桿的近區(qū)143將近端141(在此處連接桿140連接到管芯焊墊130)連接到中區(qū)145，以及遠(yuǎn)區(qū)147將中區(qū)145連接到遠(yuǎn)端149。

如圖1B所示，每個(gè)連接桿的近區(qū)143將近端141(在此處連接桿140連接到管芯焊墊130)連接到中區(qū)145，以及遠(yuǎn)區(qū)147將中區(qū)145連接到遠(yuǎn)端149。

圖2-4示出組裝圖1中的封裝IC器件100的不同階段。

圖2A和2B分別是用于組裝圖1的封裝IC器件100的金屬(例如銅)引線(xiàn)框架200的俯視圖和橫截面?zhèn)纫晥D(沿圖2A中的切割線(xiàn)AA)。引線(xiàn)框架200可以如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣分立形成或者形成為帶狀。引線(xiàn)框架200包括管芯焊墊130，4個(gè)連接桿140，和外部引線(xiàn)150，全部在圖1中示出。另外，引線(xiàn)框架200包括內(nèi)部引線(xiàn)152和矩形壩型條(dam bar)154，在器件組裝期間，其將引線(xiàn)框架200的全部其它元件保持在一起。內(nèi)部和外部引線(xiàn)152、150從壩型條270向內(nèi)和向外突出。內(nèi)部引線(xiàn)152利用鍵合線(xiàn)電連接到管芯120并且被模制化合物160覆蓋，而外部引線(xiàn)150從模制化合物160向外突出。在組裝過(guò)程中移除壩型條154，在這種情況下優(yōu)選地通過(guò)沖壓移除。

每個(gè)連接桿140的遠(yuǎn)端149將連接桿140連接到壩型條154。如圖2B所示，(i)每個(gè)連接桿140的近區(qū)143以向下的角度從近端141延伸到中區(qū)145，(ii)中區(qū)145平行于由芯片焊墊130限定的平面，以及(iii)遠(yuǎn)區(qū)147以向上的角度從中區(qū)145延伸到遠(yuǎn)端149。由于這些不同區(qū)域的相對(duì)長(zhǎng)度和角度，所以管芯焊墊130的標(biāo)高低于壩型條154的標(biāo)高。

圖3A和3B分別是IC管芯120已經(jīng)(使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿?安裝并附接到管芯焊墊130并利用鍵合線(xiàn)380電連接到內(nèi)部引線(xiàn)152之后的器件子組件300的俯視圖和橫截面?zhèn)纫晥D(沿圖3A的切割線(xiàn)AA)。圖3A示出了鍵合線(xiàn)380，而在圖3B中，為了簡(jiǎn)化略去了鍵合線(xiàn)380。注意，在組裝過(guò)程的放置管芯和引線(xiàn)鍵合階段，管芯焊墊130由組裝階段工具(未示出)從底部直接支撐。

圖4是使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿?諸如導(dǎo)熱粘合劑)已經(jīng)將散熱器110安裝到IC管芯120上之后的圖3中的子組件300的橫截面?zhèn)纫晥D。獲得的子組件位于頂部模制槽410和底部模制槽420之間的模制工具中，從而可執(zhí)行組裝的封裝階段。提供狀態(tài)間隙430以指示頂部和底部模制槽410和420被正確安裝。如圖4所示，頂部模制槽410的底部表面412與散熱器110的頂部表面112相鄰接。在封裝階段，液體模制化合物160(在圖4中未示出)經(jīng)由注入間隙(未示出)被注入由頂部和底部模制槽410和420形成的模具內(nèi)。

為了防止模制化合物160覆蓋散熱器110的頂表面112，必須通過(guò)頂部和底部模制槽410和420對(duì)子組件施加足夠的壓力，以及正是該壓力可能會(huì)導(dǎo)致IC管芯120的物理?yè)p壞。

然而，根據(jù)本發(fā)明，由于連接桿140的設(shè)計(jì)，連接桿140會(huì)偏轉(zhuǎn)并且允許管芯焊墊130(與芯片120和散熱器110一起)響應(yīng)于通過(guò)頂部和底部模制槽410和420施加的壓力關(guān)于引線(xiàn)框架壩型條154移動(dòng)(圖4的視圖中垂直向下)。由于管芯焊墊130能夠垂直移動(dòng)，因此當(dāng)在封裝階段，當(dāng)模制工具施加壓力時(shí)，可以忽略散熱器110和管芯120之間的相對(duì)位移。

在封裝階段，連接桿140的中區(qū)145被直接支撐在底部模制槽420的頂表面422上，而底部模制槽420并不直接支撐管芯焊墊130，從而使管芯焊墊130響應(yīng)于所施加的壓力關(guān)于連接桿的中區(qū)145垂直移動(dòng)。在理想的引線(xiàn)框架設(shè)計(jì)中，連接桿140的近區(qū)143會(huì)充分偏轉(zhuǎn)以防止所施加的壓力損壞IC管芯120，但還足夠堅(jiān)硬(stiff)以確保模制化合物160不會(huì)滲到散熱器110的頂表面112上。在液體模制化合物160注入模具之后，例如通過(guò)加熱來(lái)固化以封裝子組件。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，通常使用圖2的帶狀引線(xiàn)框架200將圖1的封裝IC器件100與器件100的多個(gè)其它實(shí)例并行組裝，其中，引線(xiàn)框架壩型條154作為帶中相鄰的引線(xiàn)框架200的支撐結(jié)構(gòu)。在此種情況下，在圖4的封裝階段之后，通過(guò)沖壓掉壩型條的方式分離獲得的封裝子組件，從而電隔離封裝IC器件100的外部引線(xiàn)150和管芯焊墊130。隨后，可以修整并形成外部引線(xiàn)150，從而完成圖1的封裝IC器件100的每個(gè)實(shí)例的組裝。

注意，散熱器110的暴露頂部寬于與管芯120相匹配的底部。這能夠?qū)崿F(xiàn)更強(qiáng)的散熱，同時(shí)仍為鍵合線(xiàn)380提供至芯片120的頂表面的入口。

盡管已經(jīng)在圖2引線(xiàn)框架200的上下文中描述了本發(fā)明，該引線(xiàn)框架200 具有4個(gè)彼此平行的連接桿140，但是本發(fā)明的其它實(shí)施例可以具有其它數(shù)量的連接桿和/或不完全彼此平行的連接桿。例如，連接桿可以是將矩形管芯焊墊的4個(gè)拐角連接到矩形支撐結(jié)構(gòu)的4個(gè)拐角的4個(gè)呈對(duì)角分布的連接桿。

盡管已經(jīng)在圖2引線(xiàn)框架200的上下文中描述了本發(fā)明，其中，管芯焊墊130的標(biāo)高低于壩型條154的標(biāo)高，但是在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，管芯焊墊的標(biāo)高與支撐結(jié)構(gòu)的標(biāo)高相同，或者高于支撐結(jié)構(gòu)的標(biāo)高。

盡管已經(jīng)在圖2引線(xiàn)框架200的上下文中描述了本發(fā)明，其中，每個(gè)連接桿140具有近、中和遠(yuǎn)區(qū)143、145和147，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，存在連接桿在器件組裝的封裝階段將產(chǎn)生足夠偏轉(zhuǎn)的其它的幾何圖形設(shè)計(jì)，從而防止或者至少抑制對(duì)IC管芯的物理?yè)p壞。

盡管已經(jīng)在圖2引線(xiàn)框架200的上下文中描述了本發(fā)明，其具有行為像彈簧的彈性連接桿140，但是通常，對(duì)于本發(fā)明的連接桿，在封裝階段在一個(gè)方向上偏轉(zhuǎn)足矣。在去除封裝階段的壓力之后，連接桿沒(méi)有必要能夠恢復(fù)到它們的原始形狀。

盡管已經(jīng)在具有單個(gè)IC管芯120的圖1封裝IC器件100的上下文中描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的其它實(shí)施例可以具有多個(gè)IC管芯，這些IC管芯被安裝成一個(gè)挨著一個(gè)和/或一個(gè)在另一個(gè)和/或附加元件(諸如附加散熱器和/或插入件，沒(méi)有限制)之上。

引線(xiàn)框架是金屬引線(xiàn)和可能的其它元件(例如，電力條、管芯焊墊，又稱(chēng)為管芯座(paddle)和管芯襯板(flag))的集合，用于半導(dǎo)體封裝以將一個(gè)或者多個(gè)集成電路(IC)管芯組裝為單個(gè)封裝IC器件。在組裝成封裝器件之前，引線(xiàn)框架可以具有支撐結(jié)構(gòu)(例如，壩型條和連接桿)，以保持那些元器件在正確的位置。在組裝過(guò)程中，可以移除支撐結(jié)構(gòu)。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“引線(xiàn)框架”可以用于指組裝之前或者組裝之后的元件的集合，而不管存在或者不存在那些支撐結(jié)構(gòu)。

還需進(jìn)一步理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離由下面的權(quán)利要求所涵蓋的本發(fā)明的實(shí)施例的情況下，可以對(duì)已經(jīng)描述和示出的、目的在于解釋本發(fā)明的實(shí)施例的部件的細(xì)節(jié)、材料和配置方面進(jìn)行不同變化。

在包括任何權(quán)利要求的說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“每個(gè)”可以用于指多個(gè)之前所列舉的元件或步驟中的一個(gè)或多個(gè)具體特征。當(dāng)與開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)“包括”一起使用時(shí)， 術(shù)語(yǔ)“每個(gè)”的陳述內(nèi)容不排除附加的、未陳述的元件或者步驟。因此，應(yīng)理解的是，制造的物品可以具有額外的、未陳述的元件，以及方法可以具有額外的、未陳述的步驟，其中，額外的、未陳述的元件或者步驟不具有一個(gè)或者多個(gè)已具體說(shuō)明的特征。

在此提及“一個(gè)實(shí)施例”或者“實(shí)施例”意思是與實(shí)施例相聯(lián)系的所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)可以被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)不同位置出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”并非必然地完全指相同的實(shí)施例，也不是與其它實(shí)施例必然互斥的單獨(dú)的或者替代的實(shí)施例。相同規(guī)則適用于術(shù)語(yǔ)“實(shí)現(xiàn)方式”。

本申請(qǐng)中權(quán)利要求所覆蓋的實(shí)施例被限制于(1)由本說(shuō)明書(shū)能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例，以及(2)對(duì)應(yīng)于法定可授權(quán)主題的實(shí)施例。不能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例以及對(duì)應(yīng)于非法定可授權(quán)主題的實(shí)施例即使它們落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)，也明確放棄要求保護(hù)。