一种用封装模块封装半导体结构的方法
【专利摘要】一种用封装模块封装半导体结构的方法，属于把芯片封装在基片上形成半导体器件的【技术领域】。这种用封装模块封装半导体结构的方法采用上封装模块和下封装模块，封装模块具有一个合模面、平滑面和型腔。平滑面是一个与合模面相切的曲面并置于型腔的开口处，当封装模块与携带芯片的完整基片连接时，合模面接触并压基片。平滑面和合模面连接形成一条切线，平滑面和合模面相互连接的截面切在0.78-1.85毫米之间的距离被分隔。型腔内填充一种把芯片封装在基片上的密封胶。该封装模块通过合模面加压基片表面时，基片接触到的是光滑的合模面，从而降低基片承载压力，不会对半导体封装结构。
【专利说明】一种用封装模块封装半导体结构的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用封装模块封装半导体结构的方法，属于把芯片封装在基片上形成半导体器件的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]封装模块被使用在正常的封装基片过程中，封装模块有一个型腔和一个合模面。在合模面与基片接触以后加压，型腔充满密封胶。密封胶被冷却并凝固，固定于基片。
[0003]通常封装模具的模块封装基片的过程中，封装模具的模块用力压实基片的表面，充分与基片表面接触后，往模块中注入密封胶。密封胶、冷却和凝固固定在基片上。然而，如果有模具的模块遇到有较大变形的基片表面，模块再用力压实基片将会出现许多问题。例如，接触的形状是一个锐角，将出现许多缺点:
第一、当封装模具模块用力下压接触基片，接触已经变形严重的基片表面。模块表面合模面部分快速的下压变形基片，如果模块的型腔边是一个锐角。锋利的锐角和基片接触的部位产生巨大的压力，压进基片的变形位置。此压力会导致基片表面被封装的芯片、金线与基片连接点受到较大的损伤。
[0004]第二、如果接触部分基片有一个较大的变形，与锋利的型腔锐角接触，柔软的基片表面处理层受强大压力作用下，内部线层可能会膨胀和剥离表面处理层。
[0005]第三、模具模块方面型腔中填充的密封胶在冷却和凝固过程中，密封胶对模具型腔锋利的锐角成型部分造成较大的冲击，可能因此缩短模具的寿命。
[0006]第四、如果模具模块锐角成型区域发生损坏，将严重影响半导体封装结构的质量。
【发明内容】
[0007]为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种用封装模块封装半导体结构的方法，该封装模块通过合模面加压基片表面，型腔具有平滑面与其合模表面连接。当模块合模面接触基片加压时，基片接触到的是光滑的合模面，从而降低基片承载压力，不会对半导体封装结构造成不良影响。
[0008]本发明采用的技术方案是:一种用封装模块封装半导体结构的方法，封装模块把芯片封装在基片，形成一个完整的半导体器件，所述封装模块包括上封装模块和下封装模块，封装模块具有一个合模面、平滑面和型腔，平滑面是一个与合模面相切的曲面并置于型腔的开口处，当封装模块与携带芯片的完整基片连接时，合模面接触并压基片；所述型腔内部的壁顶面与壁侧面连接，型腔(110)内部的壁顶面在基片对面，型腔内部的壁侧面与平滑面连接，型腔内部的壁顶面和壁侧面相互连接形成一夹角，平滑面和合模面与一个切点相连，相互连接的切点在0.78 -1.85毫米之间的距离被分隔；所述型腔内填充一种把芯片封装在基片上的密封胶。
[0009]所述平滑面采用第一平滑面，或采用第一平滑面、第二平滑面和第三平滑面连续过渡的组合结构。
[0010]所述第一平滑面采用圆表面的一部分时，第二平滑面和第三平滑面-也采用圆表面的一部分，圆表面的曲率半径范围从0.1-2.0毫米。
[0011]所述第一平滑面采用椭圆表面的一部分时，第二平滑面和第三平滑面也采用椭圆表面的一部分，椭圆的主轴范围从0.1-1.17毫米，短袖范围从0.1-1.0毫米。
[0012]本发明的有益效果是:这种用封装模块封装半导体结构的方法采用上封装模块和下封装模块，封装模块具有一个合模面、平滑面和型腔。平滑面是一个与合模面相切的曲面并置于型腔的开口处，当封装模块与携带芯片的完整基片连接时，合模面接触并压基片。平滑面和合模面与一个切点相连，相互连接的切在0.78-1.85毫米之间的距离被分隔。型腔内填充一种把芯片封装在基片上的密封胶。该封装模块通过合模面加压基片表面时，基片接触到的是光滑的合模面，从而降低基片承载压力，不会对半导体封装结构造成不良影响。
[0013]【专利附图】
【附图说明】:
图1是通常已知的带锋利锐角的封装模块。
[0014]图2是一种用封装模块封装半导体的结构。
[0015]图3是一个封装半导体成型图。
[0016]图4是图2中的A放大图(第一方案)。
[0017]图5是图2中的A放大图(第二方案)。
[0018]图6是图3中的B放大图。
[0019]图中:100、上封装模块，102、芯片，104、基片，108、合模面，110、型腔，112、密封胶，114、第一平滑面，116、密封胶侧面，118、第二平滑面，120、填充空间，122、下封装模块，124、金线，126、半导体封装结构底面，132、第三平滑面，134、壁顶面，136、壁侧面，138、夹角，140、密封胶顶面，142、密封胶夹角，Tl、T2、T3、T4、T5、T6、切点。
【具体实施方式】
[0020]图1是通常已知的带锋利锐角的封装模块。一般的半导体封装模块在型腔侧具有一个锐角P1，锐角Pi与变形的基片表面接触，基片结构承受较大压力，导致基片表面被封装的芯片、金线与基片连接受到较大的损伤，如芯片与金线焊点脱落，或从基片上损坏或剥落。
[0021]图2是一种用封装模块封装半导体的结构。图3是一个封装半导体成型图。封装模块包括一个上封装模块100和下封装模块122。下封装模块122用于承载基片104。上封装模块100具有一个合模面108和一个型腔110。上封装模块100和下封装模块122可保持基片104固定在上封装模块100和下封装模块122之间。此外，当上封装模块100和下封装模块122被连接时，合模面108接触并加压基片104，以便基片104在上封装模块100与下封装模块122之间被压紧。型腔110用于填充一种密封胶112 (如图3所示)，以便密封胶112设置在基片104上，用于保护封装芯片102与金线124。
[0022]图4是图2中的A放大图(第一方案)。如图4所示，上封装模块100具有接触型腔110的第一平滑面114。第一平滑面114是合模面108的切面。当第一平滑面114与合模面108相切时，上封装模块100接触并加压基片104，接触基片104的是第一平滑面114的边界，其是合模面108的切面而不是在通常公知技术的一个锋利形状(如图1所示的锐角Pl)。第一平滑面114不损害表面处理层(金线124的焊接点)和被置于基片104上的金属结构(芯片102)。第一平滑面114具有一个平滑外表，避免表面处理层被损伤并剥离。
[0023]当型腔110 (如图2所示)充满熔化的密封胶112时，熔化的密封胶填充在基片104与第一平滑面114之间，填充空间120并接触第一平滑面114，以便在熔化的密封胶和上封装模块100之间的接触面积被增加。因而，填充空间120的密封胶被上封装模块100延伸到基片104上，减少基片104承担压力，以及压力延伸到被置于表面处理层和被封装的基片104的金属结构上，以便表面处理层和金属结构将不被过多的压力所损害。
[0024]型腔110内部的壁顶面134与型腔110内部的壁侧面136连接。内部的壁顶面134在基片104对面。内部的壁侧面136为第一平滑面114的切面。在内部的壁顶面134与内部的壁侧面136之间相互连接形成的夹角138顶点和第一平滑面114与合模面108相切的切线(图中为切点Tl)之间具有一个预定距离Dl，Dl范围为0.78 -1.85毫米。
[0025]图5是图2中的A放大图(第二方案)。当上封装模块100和下封装模具块122被连接时，第一平滑面114也能通过第一平滑面114的一部分接触基片104。以图5中第一平滑面114以一范围在为例切点T3和切点T4。当上封装模块100和下封装模块122(如图2所示)被连接时，上封装模块100延伸的压力过大，基材表面124可能稍微被压成锯齿状。当第一平滑面114接触基材表面124通过第三平滑面132而不是通过一个锐角时，基片104不会承担一个太大的压力并且变得进一步锯齿状。此外，密封胶填充空间120(如图4所示)，上封装模块100延伸产生的压力是微小的，这有助于维持在基片104上完整的表面处理层和金属结构。
[0026]当基片104具有一次平滑外表时，其与第三平滑面132相对应，很少会发生通常公知技术图1的锐角Pi的压力集中现象。
[0027]当长的第一平滑面114是平滑时，第一平滑面114和一部分的相交线连续和可微分。例如，第一平滑面114可成为一个圆的表面的一部分，其曲率半径范围从0.1-2.0毫米，优选为0.6毫米。第一平滑面114可成为其主轴范围从0.1-1.17毫米的一个椭圆面的一部分，短袖范围从0.1-1.0晕米。
[0028]图6是图3中的B放大图。密封胶112设置在半导体器件的基片104上，第一平滑面114与密封胶112、基片表面124和密封胶侧面116连接。其中第二个平滑面118对应于第一平滑面114并以切点T2和切点T6间的范围为例。
[0029]在密封胶112形成以后，密封胶112的外部的侧面116与密封胶112的一个密封胶顶面140连接。在第二个平滑面118和基片表面124之间的切点T2和在密封胶顶面140和密封胶侧面116之间的相互连接密封胶夹角142被一个预定距离D2分隔，其中预定距离D2从0.78-1.85毫米对预定距离Dl范围是一样的。
[0030]此外，如果第一平滑面114是一个圆的表面的一部分，然后第二个平滑面118是一个相应的圆的表面，如果第一平滑面114是一个椭圆面的一部分，然后第二个平滑面118也是一个相应的椭圆面。第二个平滑面118的尺寸相应地对应于第一平滑面114的。
[0031]在本发明的实施例中谈及的半导体封装结构可成为一个球阵列封装(BGA)封装结构，其有一些焊球(不说明)被置于图3的半导体器件的底面126的。不过，以上所述例子不是限制用于本发明，适用制造任何封装结构。其在本发明实施例中谈及半导体封装结构，是使用在以上所述被公布实施例中的封装模块。
[0032]半导体封装结构，封装模块用于相同成型，在以上所述被公布实施例中的封装模块，许多优点将被验证证明。
[0033]第一、在封装过程期间，当合模面接触和加压基片，第一平滑面接触基片或部分第一平滑面合模面接触的切线基片，以便减少基片承担的压力，使表面处理层和金属结构维持完整。
[0034]第二、第一平滑面的平滑或部分第一平滑面合模面接触的切线，是被置于基片的柔软的表面处理层，使得基片上的柔软的表面处理层将不被过压，进而柔软的表面处理层将不被压力损伤并且剥离。
[0035]第三、型腔通过一部分第一平滑面接触合模面，其具有一个平滑外表，是部分第一平滑面和合模面的切线而不是一个锐角。因而，封装模具在密封胶冷却固化过程期间有更好的热传导性，这有助于保证并延长寿命封装模具寿命。
[0036]第四、在封装模块的合模面与型腔相互连接之间形成空腔部位，此部位在制造封装结构上没有留下过多的压力，因而更好的保证了半导体封装结构的质量。
[0037]同时本发明依据描述一个实施实例举例来说明，可以说明本发明向那里不被限制。反之，其用意是本发明可覆盖不同的封装模块和相似的封装结构，所附的权利要求的范围应当给予广泛的解释包含所有封装模块和类似的封装结构。
【权利要求】
1.一种用封装模块封装半导体结构的方法，用封装模块把芯片(102)封装在基片(104)上，形成一个完整的半导体器件，其特征是:所述封装模块包括上封装模块(100)和下封装模块(122)，封装模块具有一个合模面(108)、平滑面和型腔(110)，平滑面是一个与合模面(108)相切的曲面并置于型腔(110)的开口处，当封装模块与携带芯片(102)的完整基片(104)连接时，合模面(108)接触并压基片(104);所述型腔(110)内部的壁顶面(134)与壁侧面(136)连接，型腔(110)内部的壁顶面(134)在基片(104)对面，型腔(110)内部的壁侧面(136)与平滑面连接，型腔(110)内部的壁顶面(134)和壁侧面(136)相互连接形成一夹角(138)，平滑面和合模面(108)与一个切点(Tl)相连，相互连接的切点(Tl)在0.78-1.85毫米之间的距离被分隔；所述型腔(110)内填充一种把芯片(102)封装在基片(104)上的密封胶。
2.根据权利要求1所述的一种用封装模块封装半导体结构的方法，其特征是:所述平滑面采用第一平滑面(114)或采用第一平滑面(114)、第二平滑面(118)和第三平滑面(132)连续过渡的组合结构。
3.根据权利要求2所述的一种用封装模块封装半导体结构的方法，其特征是:所述第一平滑面(114)采用圆表面的一部分时，第二平滑面(118)和第三平滑面(132)也采用圆表面的一部分，圆表面的曲率半径范围从0.1-2.0毫米。
4.根据权利要求2所述的一种用封装模块封装半导体结构的方法，其特征是:所述第一平滑面(114)采用椭圆表面的一部分时，第二平滑面(118)和第三平滑面(132)也采用椭圆表面的一部分，椭圆的主轴范围从0.1-1.17毫米，短袖范围从0.1-1.0毫米。
【文档编号】H01L21/56GK104465417SQ201410780793
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】宋岩, 闫俊尧, 孙晓文 申请人:大连泰一精密模具有限公司