专利名称：能够减小焊盘与阻焊剂之间高度差的焊盘栅格阵列封装的制作方法
技术领域：
本发明构思涉及一种具有小厚度的半导体封装，更具体地，涉及一种焊盘栅格阵列(land grid array，LGA)封装，其中形成在LGA封装的基板上的阻焊剂(solder resist) 与焊盘(land)之间的高度差减小了。
背景技术：
作为移动系统，其上安装半导体封装的便携式计算机等变得更小且更薄，半导体封装本身也变得更小且更薄。在这些半导体封装中，焊盘栅格阵列(LGA)封装具有类似于球栅阵列(BGA)封装的结构，除了焊球不附着到LGA封装以外。因此，LGA封装可以比BGA封装小并可以安装在印刷电路板(PCB)上而不使用包含对人体有害的铅的焊球。而是，通过使用无铅膏(lead free paste)来形成这些连接。因此，在那些出于环境考虑而限制某些半导体封装产品的使用的国家，LGA封装作为对环境友好的“绿色”产品已经引起关注。此外，由于其可靠性，由英特尔公司(Intel Corporation)或超微半导体公司 (Advanced Micro Devices)制造的微处理器使用LGA封装作为物理接口。与其他半导体封装相反，LGA封装的焊盘端子能够自由布置，并且当LGA封装安装在PCB上时，LGA封装的高度可以小于其他半导体封装的高度。然而，由于形成在LGA封装的基板上的阻焊剂与焊盘端子之间的高度差，LGA封装中的半导体芯片容易受到损伤。因此，需要减小该高度差。
发明内容
本发明构思的示范性实施例提供一种焊盘栅格阵列(LGA)封装，其能够减小设置在LGA封装的基板的下部分上的阻焊剂与焊盘之间的高度差。本发明构思的示范性实施例还提供一种半导体封装，其能够减小设置在半导体封装的基板的下部分上的阻焊剂与焊盘之间的高度差。本发明构思的示范性实施例还提供一种包括该LGA封装的电子器件。根据本发明构思的示范性实施例，提供一种焊盘栅格阵列封装，包括基板，该基板包括形成在基板的第一表面上的多个焊盘；半导体芯片，安装在基板的第二表面上；连接部分，连接半导体芯片和基板；以及支撑层，形成在第一焊盘的表面的一部分上。支撑层可以包括阻焊剂。支撑层的高度可以等于或小于形成在基板的第一表面上的阻焊剂的高度。支撑层可以包括允许测试端子接触第一焊盘的敞开空间。支撑层可以连接到形成在基板的第一表面上的阻焊剂。支撑层可以不连接到形成在基板的第一表面上的阻焊剂。 支撑层可以包括多个分离的层。支撑层可以通过连接多个分离的层而形成。第一焊盘的被阻焊剂敞开的宽度可以约为0.7mm或更大。半导体芯片可以具有约 50 μ m至约150 μ m的厚度。连接部分可以是导线。
LGA封装还可以包括密封基板的第二表面和半导体芯片的密封构件。根据本发明构思的示范性实施例，提供了一种半导体封装，包括基板，该基板包括形成在基板的第一表面上的多个焊盘；半导体芯片，安装在基板的第二表面上；密封构件，密封基板的第二表面和半导体芯片；以及支撑层，形成在第一焊盘的表面的一部分上。支撑层可以包括阻焊剂。支撑层的高度可以等于或小于形成在基板的第一表面上的阻焊剂的高度。第一焊盘的被阻焊剂敞开的宽度可以为约0. 7mm或更大。半导体芯片可以具有约 50 μ m至约150 μ m的厚度。根据本发明构思的示范性实施例，提供了一种电子器件，包括印刷电路板 (PCB)，用于驱动电子器件；和安装在PCB上的焊盘栅格阵列(LGA)封装，其中所述LGA封装包括基板，该基板包括形成在基板的第一表面上的多个焊盘；半导体芯片，安装在基板的第二表面上；密封构件，密封基板的第二表面和半导体芯片；连接部分，连接半导体芯片和基板；以及支撑层，形成在第一焊盘的表面的一部分上。支撑层可以包括阻焊剂。支撑层的高度可以等于或小于形成在基板的第一表面上的阻焊剂的高度。
通过参照附图详细描述本发明构思的示范性实施例，本发明构思的上述和其他特征将变得更加明显，附图中图1是根据本发明构思的示范性实施例的焊盘栅格阵列(LGA)封装的截面图；图2示出当图1的LGA封装中没有形成支撑层时的平面图和截面图；图3是截面图，示出当压力施加到图1的LGA封装的外侧时半导体芯片中产生的损伤；图4是用于模拟根据半导体芯片的厚度变化的半导体芯片中产生的应力的图示；图5是用于模拟根据被阻焊剂敞开的焊盘的尺寸变化的半导体芯片中产生的应力的图示；图6是根据本发明构思的示范性实施例的图1的部分A的放大截面图；图7是形成在图6的LGA封装中的支撑层的形状的平面图；图8是根据本发明构思的示范性实施例的图1的部分A的放大截面图；图9是形成在图8的LGA封装中的支撑层的形状的平面图；图10是根据本发明构思的示范性实施例的图1的部分A的放大截面图；图11是形成在图10的LGA封装中的支撑层的形状的平面图；图12是根据本发明构思的示范性实施例的图1的部分A的放大截面图；图13是形成在图12的LGA封装中的支撑层的形状的平面图；以及图14是根据本发明构思的示范性实施例的包括LGA封装的电子器件的方框图，该 LGA封装能够减小焊盘与阻焊剂之间的高度差。
具体实施例方式在下文将参照附图更充分地描述本发明构思的示范性实施例。然而，本发明构思可以以许多不同的形式实施而不应被解释为限于这里给出的实施例。图1是根据本发明构思的示范性实施例的焊盘栅格阵列(LGA)封装100的截面图。参照图1，根据本发明构思的当前实施例的LGA封装100包括用于制造半导体封装的基板110，该基板110包括形成在基板110的底表面上的多个焊盘104。基板110包括形成在基板110的主体的顶表面上的接合销(bond finger) 102，导线114可以连接到该接合销 102。基板110的主体由绝缘材料形成。形成在基板110的主体的底表面上的焊盘104将被连接到印刷电路板(PCB)(未示出)，半导体封装将被安装在该印刷电路板上。LGA封装 100和PCB可以以对环境友好的方式经由无铅膏彼此连接。焊盘104和接合销102经由形成在基板Iio中的通孔105彼此连接。此外，基板110的包括焊盘104和接合销102的表面被阻焊剂106覆盖。图1的LGA封装100还包括安装在基板110的顶表面上的半导体芯片108。半导体芯片108的底表面可以通过背面研磨(back grinding)被研磨。半导体芯片108的厚度在约50 μ m至约150 μ m的范围内。如在后面将讨论的，由于半导体芯片108变得更易于破裂，所以本发明构思的示范性实施例的作用增加。半导体芯片108经由贴附到半导体芯片 108的底表面的芯片附接膜(die attachment film，DAF) 112安装在基板110上。然而，半导体芯片108也可以通过使用形成在半导体芯片108的顶表面上的凸块作为连接部分而安装在基板110上。半导体芯片108可以是具有存储功能的半导体器件、具有逻辑功能的半导体器件或者具有控制器或微处理器功能的半导体器件。图1的LGA封装100还包括导线114，导线114是用于连接半导体芯片108与基板110的连接部分。在本实施例中，导线114用作连接部分。然而，半导体芯片108和基板 110可以通过使用上述形成在半导体芯片108上的凸块而彼此电连接。图1的LGA封装100还包括用于密封基板110的顶表面、半导体芯片108和作为连接部分的导线114的密封构件116。密封构件116可以由诸如环氧模化合物(印oxy mold compound,EMC)的树脂形成。当凸块用于连接半导体芯片108和基板110时，密封构件116 也可以形成为仅密封半导体芯片108的侧表面。图1的LGA封装100还包括部分形成在焊盘104的表面上的支撑层118。将在后面参照附图详细描述支撑层118。诸如球栅阵列(BGA)封装或倒装芯片封装的具有小厚度的另一类型的半导体封装，以及图1的LGA封装100，可以包括单独地形成在焊盘104表面上的支撑层118。图2是平面图和截面图，其中没有支撑层形成在图1的LGA封装100中；图3是截面图，示出当压力施加到图1的LGA封装100的外侧时半导体芯片中产生的损伤。参照图2和图3，每个焊盘104被阻焊剂106敞开，而没有其他结构安装在焊盘104 的表面上，这是因为在制造LGA封装100之后，作为电测试过程中的连接端子的P0G0针可以稳定地接触焊盘104，并且在制造LGA封装100之后，当该LGA封装100被安装在PCB上时，焊盘104可以稳定地接合到无铅膏。然而，如图3所示，焊盘104被阻焊剂106敞开处的宽度Wl大，并且形成在基板110 的底表面上的阻焊剂106与焊盘104之间的高度差Dl增加到几十微米。在进行了将半导体芯片108安装在基板110上的晶片贴附工艺之后的模制工艺和其他处理工艺中，压力会集中在焊盘104和阻焊剂106之间产生高度差的区域上。压力会导致基板110弯曲，基板110的弯曲会引起安装在基板110上的半导体芯片108的损伤。图3的部分B指示了在半导体芯片108中产生的破裂缺陷，在垂直于焊盘104与阻焊剂106之间产生高度差的区域的部分中。在制造LGA封装100的工艺中，破裂缺陷B是致命的缺陷。图4是用于模拟根据半导体芯片的厚度变化的半导体芯片中产生的应力的图示， 图5是用于模拟根据被阻焊剂敞开的焊盘的尺寸变化的半导体芯片中产生的应力的图示。参照图4和图5，图4的X轴表示以“ μ m”为单位的半导体芯片的厚度，图4的Y 轴表示以“ MPa”为单位的施加到半导体芯片的应力。此外，图5的X轴表示以“mm”为单位的焊盘被阻焊剂敞开处的宽度Wl (见图3)，图5的Y轴表示以“MPa”为单位的施加到半导体芯片的应力。作为模拟的结果，当约IOOMPa的应力施加到安装半导体芯片的基板时，在半导体芯片中产生破裂缺陷。从模拟结果能看出，当半导体芯片的厚度是150ym或更大时，破裂缺陷几乎不产生，并且当焊盘被阻焊剂敞开处的宽度Wl (见图3)是0. 7mm或更小时，破裂缺陷几乎不产生。然而，当半导体芯片的厚度是150 μ m或以下时，例如在约50 μ m至约150 μ m时， 或者当焊盘被阻焊剂敞开处的宽度Wl (见图3)是0. 7mm或更大时，破裂缺陷产生的可能性较大。然而，在根据本发明构思的示范性实施例的包括支撑层的LGA封装100或半导体封装中，能够减少这样的缺陷。图6是根据本发明构思的示范性实施例的图1的部分A的放大截面图，图7是形成在图6的LGA封装中的支撑层118A/118B的形状的平面图。参照图6和图7，LGA封装100包括支撑层118A，该支撑层118A在焊盘104的被阻焊剂106敞开的表面上覆盖焊盘104的部分。支撑层118A具有圆环形状。支撑层118A可以在制造用于制造半导体封装的基板110(见图1)时通过使用阻焊剂106而形成。此外， 支撑层118A的高度可以等于或小于形成在基板110的底表面上的阻焊剂106的高度。因此，当在模制工艺或处理LGA封装的工艺中发生弯曲时，支撑层118A支撑一区域，在该区域中半导体芯片108(见图1)能够抵挡损伤。因此，可以防止半导体芯片108发生破裂缺陷。支撑层118A可以由诸如EMC的树脂代替阻焊剂106形成，并可以具有各种形状。 例如，支撑层118A可以与形成在基板110的底表面上的阻焊剂106分开，并且可以单独存在，如图7的(a)中的118A。支撑层118A可以存在有连接部分120以将支撑层连接到阻焊剂106，如图7的(b)中的118B。在LGA封装或其他类型的半导体封装中，在完成封装工艺之后，在焊盘104中执行用于测试半导体封装的电功能的最终电测试。因此，支撑层118A应该敞开焊盘104的用于 POGO针的空间，该POGO针是电测试工艺的连接端子。在图7中，电功能测试的连接端子可以通过支撑层118A和118B的中间点中的区域122A接触焊盘104。图8是根据本发明构思的示范性实施例的图1中的部分A的放大截面图，图9是形成在图8的LGA封装中的支撑层118C的形状的平面图。参照图8和图9，支撑层118C是圆形，但不具有图6所示的内部孔。因此，在完成封装工艺之后，当在焊盘104中执行半导体封装的电功能测试时，作为电功能测试的连接端子的POGO针接触焊盘104的形成在支撑层118C的外圆周处的敞开部分122B。换言之， 支撑层118C形状可以根据POGO针的形状而改变。图10是根据本发明构思的示范性实施例的图1的部分A的放大截面图，图11是形成在图10的LGA封装中的支撑层118D的形状的平面图。参照图10和图11，支撑层118D包括彼此连接的由阻焊剂形成的多个分离层，具有尽可能大的面积，且在支撑层118D中形成有矩形形状。敞开区域122C围绕支撑层118D。 因此，在完成封装工艺之后，当在焊盘104中执行半导体封装的电功能测试时，作为电功能测试的连接端子的POGO针接触敞开区域122C使得可以执行半导体封装的电功能测试。图12是根据本发明构思的示范性实施例的图1的部分A的放大截面图，图13是形成在图12的LGA封装中的支撑层118E的形状的平面图。参照图12和图13，根据当前实施例的LGA封装的支撑层118E包括四个分离的矩形。与前面的实施例中的一些不同，支撑层118E不是通过连接多个分离的层形成，而是独立地存在于焊盘104的表面上。因此，焊盘104的用于在电功能测试中接触POGO针的敞开区域可以是从支撑层118E的中心部分122A和支撑层118E的外圆周部分122B中任意选择的区域。图14是使用根据本发明构思的示范性实施例的能够减小焊盘与阻焊剂之间的高度差的LGA封装的电子器件600的方框图。参照图14，电子器件600可以包括控制器610、 输入/输出单元620、存储单元630和接口 640。电子器件600可以是移动系统或用于传输或接收信息的系统。移动系统可以是个人数字助理(PDA)、便携式计算机、网络写字板、无线电话、手机、或数字音乐播放器。控制器610执行程序并控制电子器件600。控制器610可以是微处理器、数字信号处理器、微控制器或与其类似的器件。输入/输出单元620可以用于输入或输出电子器件600的数据。电子器件600可以连接到外部器件，例如个人计算机(PC)或网络，并且可以通过使用输入/输出单元620与外部器件交换数据。输入/输出单元620可以是键区 (keypad)、键盘或显示器。存储单元630可以存储用于操作控制器610的代码和/或数据， 或者存储被控制器610处理过的数据。存储单元630或控制器610可以是安装在用于驱动根据本发明构思的示范性实施例的电子器件的PCB上的半导体封装或LGA封装100。接口 640可以是电子器件600与外部器件之间的数据传输通道。控制器610、输入 /输出单元620、存储单元630和接口 640可以经由总线650彼此通讯。例如，电子器件600 可以使用在手机、MP3播放器、导航系统、便携式多媒体播放器(PMP)、固态驱动器(SSD)或家用设备中。可替代地，电子器件600可以是桌上型计算机、笔记本电脑、MP3播放器、PMP、 导航系统、电子词典、外部存储器件、手机、医学设备、图像再现装置、平板显示器、监视照相系统(surveillance camera system)或数据库月艮务器。如上所述，在根据本发明构思的示范性实施例的LGA封装、半导体封装和电子器件中，通过减小用于制造LGA/半导体封装的基板的焊盘与阻焊剂之间的高度差，能够防止在半导体芯片中产生损伤。为此，单独形成支撑层，该支撑层由形成在LGA封装或半导体封装的基板上的焊盘表面上的阻焊剂形成，并且该支撑层具有等于或小于形成在基板的底表面上的阻焊剂的高度。因此，支撑层支撑安装半导体芯片的基板的弯曲，以防止在模制或处理过程中半导体芯片中发生破裂。尽管已经参照本发明构思的示范性实施例具体示出并描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员将理解，可以在其中进行各种形式和细节的变化而不脱离本发明构思的由权利要求所限定的精神和范围。
本申请要求于2010年2月16日在韩国知识产权局提交的No. 10-2010-0013855 的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种焊盘栅格阵列封装，包括基板，包括形成在所述基板的第一表面上的多个焊盘； 半导体芯片，安装在所述基板的第二表面上； 连接部分，连接所述半导体芯片和所述基板；以及支撑层，形成在第一焊盘的表面的一部分上。
2.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述支撑层包括阻焊剂。
3.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述支撑层的高度等于或小于形成在所述基板的所述第一表面上的阻焊剂的高度。
4.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述支撑层包括允许测试端子接触所述第一焊盘的敞开空间。
5.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述第一焊盘的被阻焊剂敞开的宽度约为0. 7mm或更大。
6.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述半导体芯片具有约50μ m至约 150 μ m的厚度。
7.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述连接部分包括导线。
8.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，还包括密封所述基板的第二表面与所述半导体芯片的密封构件。
9.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述支撑层连接到形成在所述基板的所述第一表面上的阻焊剂。
10.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述支撑层不连接到形成在所述基板的所述第一表面上的阻焊剂。
11.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述支撑层包括多个分离的层。
12.根据权利要求1所述的焊盘栅格阵列封装，其中所述支撑层通过连接多个分离的层而形成。
13.一种半导体封装，包括基板，包括形成在所述基板的第一表面上的多个焊盘； 半导体芯片，安装在所述基板的第二表面上； 密封构件，密封所述基板的所述第二表面与所述半导体芯片；以及支撑层，形成在第一焊盘的表面的一部分上。
14.根据权利要求13所述的半导体封装，其中所述支撑层包括阻焊剂。
15.根据权利要求13所述的半导体封装，其中所述支撑层的高度等于或小于形成在所述基板的所述第一表面上的阻焊剂的高度。
16.根据权利要求13所述的半导体封装，其中所述第一焊盘的被阻焊剂敞开的宽度约为0. 7mm或更大。
17.根据权利要求13所述的半导体封装，其中所述半导体芯片具有约50μ m至约 150 μ m的厚度。
18.一种电子器件，包括印刷电路板，用于驱动所述电子器件；和安装在所述印刷电路板上的焊盘栅格阵列封装，其中所述焊盘栅格阵列封装包括基板，包括形成在所述基板的第一表面上的多个焊盘；半导体芯片，安装在所述基板的第二表面上；密封构件，密封所述基板的所述第二表面和所述半导体芯片；连接部分，连接所述半导体芯片和所述基板；以及支撑层，形成在第一焊盘的表面的一部分上。
19.根据权利要求18所述的电子器件，其中所述支撑层包括阻焊剂。
20.根据权利要求18所述的电子器件，其中所述支撑层的高度等于或小于形成在所述基板的所述第一表面上的阻焊剂的高度。
全文摘要
本发明公开了能够减小焊盘与阻焊剂之间高度差的焊盘栅格阵列封装。该焊盘栅格阵列(LGA)封装包括基板，包括形成在基板的第一表面上的多个焊盘；半导体芯片，安装在基板的第二表面上；连接部分，连接半导体芯片和基板；以及支撑层，形成在第一焊盘的部分表面上。
文档编号H01L23/00GK102163579SQ201110038739
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年2月16日
发明者廉根大, 李喜哲, 郑命杞 申请人:三星电子株式会社