半導(dǎo)體器件格柵陣列封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請一般涉及半導(dǎo)體器件封裝，并特別地涉及一種半導(dǎo)體器件球柵陣列封裝。
【背景技術(shù)】
[0002]封裝半導(dǎo)體為封裝管芯提供了外部電連接和物理保護。在減小半導(dǎo)體管芯尺寸的持續(xù)進步以及形成在管芯上的集成電路的增加的功能，增加了這樣封裝的半導(dǎo)體的外部連接的復(fù)雜性。
[0003]封裝半導(dǎo)體的一種典型類型是半導(dǎo)體管芯安裝到引線框封裝形成的四方扁平封裝(QFP)。該引線框由金屬片形成，其包括管芯貼附墊或旗標以及將該旗標貼附到框的系桿。該引線框的引線電連接到具有接合線的管芯的電極。線接合之后，該半導(dǎo)體管芯和引線被封進諸如塑料材料的化合物(材料)中，僅留引線的一部分暴露。引線的這些暴露部分從引線框的框切開(分離)并彎曲以便于連接到電路板。然而，QFP封裝固有的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致引線數(shù)量的限制并因此限制可被用于特殊封裝尺寸的封裝外部電連接的數(shù)量。進一步的，基于格柵陣列封裝的引線框的外部電連接典型地由諸如銅或鋁的導(dǎo)體材料的薄的單片制造，并且這些連接不可能足夠地支持在密封化合物(材料)中并可變得損耗。
[0004]格柵陣列封裝已經(jīng)發(fā)展作為QFP封裝的替代。格柵陣列封裝在增加外部電連接數(shù)量的同時維持或甚者減小了封裝尺寸。這樣的格柵陣列封裝包括針柵陣列(PGA)、球柵陣列(BGA)以及平面柵陣列(LGA)。這樣的格柵陣列封裝的制造要求在其上安裝有半導(dǎo)體管芯的襯底。該襯底具有導(dǎo)電跡線和過孔并且通過其凸焊沉積被安裝，典型的為焊球。然而，這樣的襯底的固有厚度增加了現(xiàn)有的格柵陣列封裝的整體尺寸。鑒于包括半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝的電子器件的微型化的趨向，這是不期望的。
【附圖說明】
[0005]本發(fā)明的目的及其優(yōu)點一起可通過參考優(yōu)選實施例的隨后說明和附圖而更好地理解。
[0006]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的兩部分模具的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0007]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的格柵陣列封裝的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0008]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的由圖2的格柵陣列組件形成的半導(dǎo)體管芯組件的平面圖；
[0009]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的由圖3的半導(dǎo)體管芯組件形成的半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0010]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的兩部分模具的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0011]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的格柵陣列組件的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0012]圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的由圖6的格柵陣列組件形成的半導(dǎo)體管芯組件的平面圖；
[0013]圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的由圖7的半導(dǎo)體管芯組件形成的半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0014]圖9是根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的由圖6的格柵陣列組件形成的半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0015]圖10是根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例的由圖6的格柵陣列組件形成的半導(dǎo)體管芯組件的平面圖；
[0016]圖11是根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例的由圖10的半導(dǎo)體管芯組件形成的半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0017]圖12是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的由圖6的格柵陣列組件形成的倒裝芯片格柵陣列組件的平面圖；
[0018]圖13是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的由圖12的倒裝芯片格柵陣列組件形成的半導(dǎo)體管芯組件的平面圖；
[0019]圖14是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的由圖13的半導(dǎo)體管芯組件形成的半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0020]圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面陳述的與附圖相關(guān)的詳細說明書意欲作為本發(fā)明的目前優(yōu)選實施例的說明書，并不是意欲表示本發(fā)明可被實踐的僅有形式。應(yīng)當(dāng)理解相同或等同的功能可由意欲包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的不同實施例完成。在附圖中，相同的數(shù)字自始至終被用于表示相同的元件。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或其任意其他變型意欲涵蓋非排他性的包容，以使得模塊、電路、器件部件、結(jié)構(gòu)以及包括一系列的元素或步驟的方法步驟，該一系列的元素或步驟不是僅包括那些元素而是可包括沒有明確列出或這些模塊、電路、器件部件或步驟固有的其它元素或步驟。除非特別限制，由“包括一個”繼續(xù)描述的元素或步驟并不排除構(gòu)成該元素或步驟的附加的相同元素或步驟的存在。
[0022]在一個實施例中，本發(fā)明提供了裝配半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝的方法。該方法包括提供由其中嵌入有焊料沉積物的電絕緣材料形成的格柵陣列組件。每個焊料沉積物的第一部分暴露在該絕緣材料的第一表面上并且每個焊料沉積物的第二部分暴露在該絕緣材料的相對表面上。半導(dǎo)體管芯安裝到該絕緣材料的第一表面。該半導(dǎo)體管芯的電極進而電連接到該焊料沉積物。該管芯和該絕緣材料的第一表面進而覆蓋有密封材料。
[0023]在另一個實施例中，本發(fā)明提供了半導(dǎo)體管芯格柵陣列封裝。該格柵陣列封裝包括由其中嵌入有焊料沉積物的電絕緣材料形成的格柵陣列組件。每個焊料沉積物的第一部分暴露在該絕緣材料的第一表面上并且每個焊料沉積物的第二部分暴露在該絕緣材料的相對第二表面上。半導(dǎo)體管芯安裝到該絕緣材料的第一表面。該半導(dǎo)體管芯具有電連接到該焊料沉積物的電極。密封材料覆蓋該半導(dǎo)體管芯和該絕緣材料的第一表面。
[0024]在又另一個實施例中，本發(fā)明提供了由其中嵌入有焊料沉積物的電絕緣材料形成的格柵陣列組件。每個焊料沉積物的第一部分暴露在該絕緣材料的第一表面上，并且每個焊料沉積物的第二部分暴露在該絕緣材料的相對表面上。第一和第二部分中的一個或兩個可從該絕緣材料凸出并還可具有變形的表面。
[0025]現(xiàn)在參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的兩部分模具100的橫截面?zhèn)纫晥D被示出。模具100具有彼此鄰接以形成模穴115的上體105和下體110。該模穴115的上表面120具有由上部凹槽125形成的上部焊料沉積物定位陣列，上部凹槽125對準于在該模穴115的下表面135上的下部凹槽130。
[0026]如所示出的，焊球140形式的焊料沉積物放置在凹槽125、130中。在這個特定實施例中，該焊球140首先沉積在下部凹槽130中。當(dāng)該上體105和下體110共同進入鄰接嚙合時，進而形成該模穴115，凹槽125、130的形狀使焊球140變形，如示出的。
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的格柵陣列組件200的橫截面?zhèn)纫晥D。在模制化合物圍繞焊球140模制之后，格柵陣列組件200形成，其中模制化合物是電絕緣材料205。更特別地，格柵陣列組件200在以熱流態(tài)的電絕緣材料205被移入或注入該模穴115并進而冷卻之后形成，如對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的。
[0028]正如所示出的，焊球140嵌入電絕緣材料205中。還有，每個焊球140的第一部分210暴露在該絕緣材料205的第一表面215上。類似地，每個焊球140的第二部分220暴露在該絕緣材料205的相對第二表面225上。
[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的由格柵陣列組件200形成的半導(dǎo)體管芯組件300的平面圖。該半導(dǎo)體管芯組件300包括安裝到該電絕緣材料205的第一表面215上的半導(dǎo)體管芯305。該半導(dǎo)體管芯305具有通過接合線315選擇性地電連接到焊球140的多個電極310。
[0030]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的由