[发明专利]制作半导体封装的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于装配半导体封装的方法以及由该方法所装配的半导体封装。特别地，本发明涉及包封作为该封装的组件之一的半导体单元片(semiconductor die)的包封材料的固化以及快速冷却。

背景技术

典型的半导体封装以被安装到引脚框架或可去除的支持衬底(例如，可去除的条带(tape))的半导体单元片来形成，其中该支持衬底支持着外部连接焊垫及可选的标记板(flag)的布局。当半导体封装由安装到支持衬底的半导体单元片形成时，该半导体封装通常称作扁平无引脚封装，例如方形扁平无引脚(QFN)封装或双排扁平无引脚(DFN)封装。

扁平无引脚半导体封装的制造包括用包封材料(encapsulationmaterial)来包封半导体单元片和外部连接焊垫。包装材料典型地是被固化以及然后从固化温度逐渐冷却到室内或环境温度的模制化合物(molding compound)。这两个步骤被称为固化(cure)和模制后固化(post-mold cure)。在模制后固化过程中，封装被用夹持装置保持于受压状态并使用环境空气逐渐进行冷却。但是，已经发现，由于半导体单元片、衬底及模制化合物的热膨胀系数(CTE)的差异，半导体封装在这样的逐渐冷却的过程中会变形。更特别地，这些CTE失配能够引起包封材料的上表面变得轻微拱曲(凸的)以及包封材料的对应的基表面也变得轻微拱曲(凹的)。不幸的是，轻微拱曲的上表面是不希望的，因为理想的上表面应该是平坦的以使得抽吸式机械手臂能够拾起封装以进行后固化处理。此外，轻微拱曲的基表面能够引起外部连接焊垫成为非平面的，导致外部连接焊垫与电路板的安装焊垫的质量低劣的焊接连接。因而，能够装配在模制后固化过程中没有被扭曲的半导体封装将是有利的。

附图说明

本发明，连同其目的及优点，可以参考关于优选的实施方案的下列描述以及附图得到最佳的理解，在附图中：

图1是常规的扁平无引脚半导体封装的截面侧视图；

图2是根据本发明的实施方案的扁平无引脚半导体封装的截面侧视图；

图3是已去除支持衬底的图2的扁平无引脚半导体封装的底部视图；

图4是根据本发明的另一种实施方案的扁平无引脚半导体封装的截面侧视图；

图5是已去除支持衬底的图4的扁平无引脚半导体封装的底部视图；

图6示出了一种制造根据本发明的实施方案的图2或图4的扁平无引脚半导体包装的方法；

图7示出了一种根据本发明的一种实施方案实行模制后固化的步骤的方法；以及

图8示出了一种根据本发明的另一种实施方案实行模制后固化的步骤的方法。

具体实施方式

以下结合附图阐述的详细描述意欲作为关于本发明当前优选的实施方案的描述，而并非意指表示可以实施本发明的唯一形式。应当理解，相同或相当的功能可以由意指包含于本发明的精神和范围之内的不同实施方案来实现。在附图中，类似的参考标记始终用来指示类似的元素。而且，词语“包含”、“含有”、或其任何不同形式意指涵盖非排他性的包括，使得包含一列表元素或步骤的系统、电路、装置组件以及方法步骤不仅包括那些列出的元素而且还可以包括没有专门列出或者该系统、电路、装置组件或步骤固有的其他元素或步骤。在没有更多约束的情况下，由“包含...一个”所说明的元素或步骤不排除存在包含该元素或步骤的另外的相同元素或步骤。

本发明在一种实施方案中提供了一种用于制造扁平无引脚半导体封装的方法。该方法包括将半导体单元片的基表面安装到支持衬底以及然后将在单元片的上表面上的单元片电连接焊垫与被安装到支持衬底上的各自外部连接焊垫进行电连接。然后，该方法用包封材料对半导体单元片和外部连接焊垫进行包封以形成半导体封装。所述包封材料与支持衬底将外部连接焊垫夹在中间并且在固化步骤中于固化温度下对包封材料进行固化。然后，在冷却步骤中，使包封材料从固化温度快速冷却到小于50摄氏度的冷却温度。该冷却由被引导到包封材料之上的流体流进行辅助。快速冷却在最长不到5分钟的时间内将包封材料的温度从固化温度降低到冷却温度。