[发明专利]具有裸片附接焊盘锁定特征的热无引线阵列封装

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种具有裸片附接焊盘锁定特征的热无引线阵列封装及其制造方法。

背景技术

热无引线阵列(TLA)封装的当前工艺和技术可生产这样的结构特征，其中裸片附接焊盘(DAP)仅部分地嵌入模塑料以充当对抗由于封装内的各种组件之间的热膨胀系数(CTE)失配所引起的热应力和机械应力的机械锁定特征。通常，各种组件之间的剪应力能够在环境应变或插板级可靠性测试的过程中导致故障。对于具有较大裸片-DAP面积比(通常为85％或更大)的封装，尤为如此。授予Fan等人的美国专利第7,049,177号中公开了一种用于形成TLA封装的现有工艺。Fan讲授了一种涉及双半蚀刻步骤的形成TLA封装的工艺。然而，由于DAP和接触两者仅部分地嵌入用于机械锁定的模塑料这一事实，所以此工艺具有缺陷。图1示出现有技术中的多行无引线封装的侧视图。现有技术的半导体封装100包括裸片附接焊盘105、接触110、安装在裸片附接焊盘105上的IC芯片115以及用于将芯片115键合到接触110的键合线125。模塑料120密封键合线125和IC芯片115。接触110和裸片附接焊盘105非完全嵌入模塑料120并且从模塑料120的底部突出。与其中接触和DAP完全嵌入(仅暴露单个面以用于连接和热转移)的标准QFN封装相比，TLA的可靠性性能较不强健。

授予McLellan等人的美国专利第6,498,099号中公开了一种方案。McLellan讲授了在牺牲载体上堆积的金属，其中在密封之后蚀刻去除牺牲载体。堆积过程中使用的方法导致作为锁定特征的具有蘑菇形轮廓的DAP和引线。然而，金属堆积工艺的耗时较长，因此无价格竞争性。

授予Fan等人的美国专利第7,033,517号和授予Fan等人的美国专利第7,247,526号中描述了其它方案。在这些文献中，将两个金属箔(即，引线框条带和载体条带)层压在一起，并且随后在密封之后将其分离。对引线框条带首先进行图案化，并且在将一个表面层压到载体条带上之前，对所述相同的表面进行半蚀刻。对引线框条带的非图案化侧进行图案化并且蚀刻以完全界定单个I/O引线和DAP。在装配和密封之后，使用加热工艺移除载体条带。所得结构具有完全嵌入的DAP，但是不提供类似TLA的有托脚引线以便于焊接和安装到PCB。

此外，对于具有从DAP向封装引线框的四个拐角接触焊盘延伸的嵌入式联结杆(tie bar)的标准单行QFN封装，存在缺点。通常，在装配过程之后，留下这些联结杆。不幸地，在装配工艺之后所留下的这些联结杆占据了有价值的占用面积(footprint)空间。图4示出现有技术中的单行无引线封装的底视图。如所示，围绕裸片附接焊盘415存在32个接触，其中8个接触405暴露于侧面。然而，封装400的拐角410处的有价值的占用面积空间保持未被使用。

本发明至少解决现有技术中的这些限制。

发明内容

本发明的实施例是针对于一种具有裸片附接焊盘锁定特征的热无引线阵列封装及其制造方法。对铜层的两个表面进行半蚀刻以界定封装接触阵列和裸片附接焊盘。为了更佳的可靠性，将每个裸片附接焊盘完全嵌入密封材料以提供良好的机械锁定特征。对引线框的顶面执行第一半蚀刻以形成接触和裸片附接焊盘。对于此文献，顶面意欲表示附接半导体裸片的表面，而非基本方向。对裸片附接焊盘的边缘与最近的一行接触之间的引线框的底面执行第二半蚀刻。除支撑结构(例如，联结杆)之外，将此区域蚀穿。在一些实施例中，每个联结杆大体上处于裸片附接焊盘的每个侧面的中心。替代地，每个联结杆大体上处于裸片附接焊盘的拐角。接着，可将此单层引线框基板用于装配无引线半导体封装。可使用标准QFN工艺和装备完成封装装配工艺的其它步骤(例如，裸片附接、引线键合、模制、标记和/或条带测试(strip testing))。以条带形执行回蚀以界定各个接触并将其彼此隔离并且将其与裸片附接焊盘隔离。