专利名称：具有连接部件的半导体封装的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种半导体封装，特别涉及网格焊球阵列(BGA)封装。
参照
图1，一种常规的BGA半导体芯片封装包括一块在其上设有金属图形的基片1。芯片5用粘结剂4粘合固定在基片1上。形成在芯片5上的芯片焊盘(未示出)通过金属丝7与金属图形3电连接。包括芯片5和金属丝7在内的基片表面的某些部分被环氧模塑化合物6覆盖。多个导电焊盘2被形成在基片1的下表面。用回流工艺将焊球8各自形成在每个对应的导电焊盘2上。然后用焊球8将常规的BGA封装固定在印刷电路板(未示出)上。
然而，常规的BGA封装有两个缺点。因为封装的焊球8定位于与有源表面或芯片的下表面相对的表面上，封装中的电通路从芯片5经导线丝7一直延伸到PCB而变得冗长，因而封装过程历经较长时间。而且限制了封装尺寸的缩小。
此外，有一种实施方案，其中的焊球分布在封装芯片的有源表面上(未示出)，然而由于为互连线需要在其上施加一种接头连接，除制造工艺困难外还有低生产率的问题尚未解决。
至少部分实现本发明目的之途径是借助于一种集成芯片封装，它包括a)一块有开口的基片；b)具有第一和第二表面并在第一表面上设有多个芯片焊盘的集成芯片，该集成芯片被装配在基片的开口内；以及c)连接部件被装配在集成芯片的第一表面上，该连接部件具有i)有第1和第2表面和多个导电介质的连接器，ii)多个形成在连接器第1表面上的导电焊盘，各与对应的导电介质导电连接，以及iii)形成在连接器第二表面上用于使对应的芯片焊盘与对应的导电介质导电连接的互连装置；以及d)用于模塑半导体芯片的模塑化合物。
还可以借助于封装具有多个芯片焊盘的集成芯片的连接部件部分地实现本发明，该连接部件包括a)有第1和第2表面和多个导电介质的连接器；b)形成在连接器第1表面上多个导电焊盘，各与对应的导电介质导电连接；以及c)形成在连接器的第2表面上用于使对应的芯片焊盘与对应的导电介质导电连接的互连装置。
本发明还可至少部分地借助于有连接部件的封装来实现，该封装包括在其上表面设有一凹槽的封装壳、设在凹槽内的半导体芯片、设在芯片有源区域上的连接部件，以及模塑芯片并灌入封装壳和连接部件之间缝隙内的模塑化合物。
本发明之另一些优点、目的及其它特性将在接下来的说明书中部分地加以陈述，对于本领域的普通技术人员，根据下面的分析或从本发明的实践中学习，会变得明了。本发明的目的和优点，如在所附的权利要求书中特意指出的，均可理解并实现。
下面参照附图详细描述本发明，图中相同的参考标号代表相同的元件。
图1是常规BGA封装的剖面图；图2是依照本发明的具有连接部件的BGA封装的剖面图；图3是图2中圆圈部分A的放大视图；以及图4是根据本发明的连接部件的剖面图。
如图2所示，在封装壳或基片11的上表面有一个凹槽/开口11a。封装壳是由塑料或陶瓷材料制成的。用环氧粘结剂14将半导体芯片15粘结在凹槽11a的底部表面。在芯片11的有源表面的一部分上设置多个芯片焊盘17。在有源表面上，使连接部件20与每个芯片焊盘17电连接。将环氧模塑化合物16填入封装壳11和在其上粘有芯片15的连接部件20之间的所有缝隙。在一定的温度使环氧模塑化合物固化。
参照图3，用热压技术使连接部件20的粘结剂27与每个芯片焊盘17电连接。每个粘结剂27都形成得稍小于每个芯片焊盘17，以便易于对准并粘结到对应的芯片焊盘17上。另一方案，可将焊块设置在芯片焊盘17上，以使焊块与粘结剂27形成电连接。
连接部件20包括其内有布线23的连接器21。在连接器21的下表面边缘部分形成互连焊盘26，并与布线23电连接。在连接器21的上表面的一部分设置多个导电焊盘22，而粘结剂27接触到每个连接焊盘。可将已制好的焊球25附着在导电焊盘22的表面上，作为连接部件20的输入/输出端子，或可以将焊块(未示出)直接形成在每个导电焊盘22上作为输入/输出端子。由芯片11、芯片焊盘17、互连焊盘26和粘结剂27相连构成电通路，它们有互不相同的导电特性。
连接器21，它是一种柔性的印刷电路，具有附于其上的单面或双面粘覆膜24。该覆膜24由热固性或热塑性树脂制成。借助于热压将连接部件20固定在粘覆膜24上，并设置在芯片15的有源表面的中心部分。连接器21和导电膜24的厚度分别在5～400μm和10～400μm的范围。
使用溅射、电镀或蒸发法将互连焊盘26淀积在连接器21下表面的边缘部分。每个互连焊盘26是由铜或铜/金复合层形成，其厚度最厚1mm，面积大于0.33mm2。粘结剂27是固态各向异性导电粘结剂或固态各向异性膜。粘结剂27的厚度在5～200μm的范围，而导电球28设于其内。
所以，借助于连接部件与芯片焊盘的电连接可使根据本发明的BGA芯片封装减少信号的存取时间，因而使封装适合于高速器件。而且，因为连接部件的粘结剂与芯片焊盘是直接相互连接的，芯片间的间距可从现在的160μm缩短到30～40μm。另外，关于具有多于200个管脚的多管脚半导体封装，可以防止由展宽焊盘间距引起的半导体封装尺寸的增大。
工艺步骤也由于芯片焊盘与连接部件同时进行焊接而被减少，这可提高封装的生产率。因为焊球易于制作，可随工艺之简化而实现成本的降低。此外，由于输入/输出端子被形成在连接部件的上表面，可容易获得封装尺寸的减小，因而能制作薄的BGA封装。
前述的实施方案仅仅是用于解释，绝不能被当成对本发明的限制。本方案可容易地适用于其它类型的封装。而且，本发明作为举例公开了一种被模塑化合物包封的芯片。由此可见，本发明可用于不完全包封的半导体芯片，即模塑树脂封装或模塑半导体芯片的封装。在前述的实施方案中，为便于解释图中所见的本发明，表面被称作上和下表面或顶部和底部表面。由此可见，表面基准与封装的取向有关。本发明的说明意在解释，而不是对权利要求范围的限制。对本领域的技术人员来讲，许多替代，改型和变化将是显而易见的。
权利要求
1.一种网格焊球阵列半导体封装，其特征在于包括一在其上表面设有凹槽的封装壳；一设在该凹槽内的半导体芯片；一设在芯片有源区上的连接装置；以及一模塑芯片并灌入封装壳和连接装置之间的所有缝隙的模塑化合物。
2.权利要求1的封装，其特征在于，将一热塑性/热固性粘结带定位于连接装置和芯片有源区之间。
3.权利要求1的封装，其特征在于，封装壳是由选自塑性材料和陶瓷材料的一种材料形成的。
4.权利要求1的封装，其特征在于，连接装置包括一连接器；设于连接器的一边缘部分以便与对应的各导线电连接的连接焊盘；形成在连接器的另一边缘部分并与对应的各导线连接的导电焊盘；形成在各导电焊盘上的输入/输出端子以及面对每个连接焊盘的粘结剂。
5.权利要求4的封装，其特征在于，输出端子是焊球和焊块之一种。
6.权利要求4的封装，其特征在于，连接器是一种柔性的印刷电路。
7.权利要求4的封装，其特征在于，连接焊盘是由选自溅射、电镀和蒸发法的淀积技术形成的。
8.权利要求7的封装，其特征在于，连接焊盘是由选自金和铜/金复合层的一种材料形成的。
9.权利要求4的封装，其特征在于，粘结剂是各向异性导电粘结剂和各向异性导电膜之一种。
10.权利要求4的封装，其特征在于，模塑化合物包封芯片。
11.一种集成芯片封装，其特征在于a)一具有开口的基片；b)一具有第一和第二表面并在所说的第一表面上设置多个芯片焊盘的集成芯片，所说的集成芯片被装配在所说的基片的开口内；以及c)一装配在所说的集成芯片的第一表面的连接部件，所说的连接部件具有i)一具有第一和第二表面和多个导电介质的连接器，ii)形成在所说的连接器的第一表面上的多个导电焊盘，各与对应的导电介质导电连接；以及iii)形成在所说的连接器的第二表面上用于使对应的芯片焊盘与对应的导电介质导电连接的互连装置；以及d)模压所说的半导体芯片的模塑化合物。
12.权利要求11的封装，其特征在于，在所说的开口内是个有下表面和侧表面的凹槽，粘结剂将所说的集成芯片粘附在所说的下表面。
13.权利要求12的封装，其特征在于，所说的模塑化合物填入所说的凹槽的侧表面和所说的集成芯片之间的所有缝隙。
14.权利要求11的封装，其特征在于，所说的芯片焊盘设置在所说的集成芯片的第一表面的周边部分。
15.权利要求11的封装，其特征在于，所说的连接器是一块印刷电路，所说的多个导电介质是埋入所说的印刷电路中的多根布线。
16.权利要求11的封装，其特征在于，互连装置包括多个固定在所说的连接器的第二表面上的互连焊盘和使对应的芯片焊盘与对应的互连焊盘连接的导电粘结剂。
17.权利要求16的封装，其特征在于，所说的互连焊盘是铜和铜/金复合层之一种。
18.权利要求16的封装，其特征在于，所说的导电粘结剂是各向异性的导电粘结剂和固态各向异性导电膜之一种。
19.权利要求16的封装，其特征在于，所说的导电粘结剂包括设于其内的导电焊球。
20.权利要求16的封装，其特征在于，所说的模塑化合物包封着半导体芯片。
21.权利要求11的封装，其特征在于，还包括粘附于所说的多个导电焊盘上的多个焊球。
22.一种封装具有多个芯片焊盘的集成芯片的连接部件，其特征在于它包括a)有第一和第二表面和多个导电介质的连接器；b)形成在所说的连接器的第一表面上的多个导电焊盘，各与对应的导电介质导电连接；以及c)形成在所说的连接器的第二表面上使对应的芯片焊盘与对应的导电介质导电连接的互连装置。
23.权利要求22的连接部件，其特征在于，所说的连接器是印刷电路，所说的多个导电介质是埋入所说的印刷电路内的多个布线。
24.权利要求22的连接部件，其特征在于，互连装置包括固定在所说的连接器的第二表面的多个互连焊盘和使对应的芯片焊盘与对应的互连焊盘连接的导电粘结剂。
25.权利要求24的连接部件，其特征在于，所说的互连焊盘是铜和铜/金复合层之一种。
26.权利要求24的连接部件，其特征在于，所说的导电粘结剂是各向异性导电粘结剂和固态各向异性导电膜之一种。
27.权利要求24的连接部件，其特征在于，所说的导电粘结剂包括设于其内的导电焊球。
28.权利要求22的连接部件，其特征在于，还包括粘附于所说的多个导电焊盘上的多个焊球。
29.权利要求11的封装，其特征在于，所说的连接部件还包括粘附在所说的连接器的第二表的用于粘结所说的集成芯片的绝缘膜。
30.权利要求22的连接部件，其特征在于，还包括粘附于所说的连接器的第二表面的用于粘结所说的集成芯片的绝缘膜。
全文摘要
一种网格焊球阵列(BGA)半导体封装包括一在其上表面设有凹槽的封装壳、位于凹槽内的半导体芯片和设在芯片有源区上的连接装置。模塑化合物模塑芯片半灌入封装壳和连接装置之间的所有缝隙。该封装能实现更薄的封装产品并缩短封装器件的存取时间，因而可获得高速运行的器件。
文档编号H01L21/60GK1153999SQ9612080
公开日1997年7月9日 申请日期1996年11月19日 优先权日1995年12月29日
发明者金振圣 申请人:Lg半导体株式会社