[发明专利]引线框结构、半导体器件及倒装器件的制造方法

说明书

相关申请的引用

本申请要求享有申请号为60/840237、申请日为2006年8月24日的美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及集成电路封装领域，具体涉及倒装芯片封装。

背景技术

在现代的消费电子设备如液晶显示器(LCD)、数码相机、笔记本电脑等中，开关模式电压调节集成电路器件(IC器件)被要求以很低的电压输出大电流。但是，大电流对于互连电阻异常敏感。也就是说，IC器件的功率效率由于大电流转化成热量引起的高导通损耗而大大降低。集成电路互连电阻的降低主要通过三个方面：电路封装上、元件上和互连上。其中，电路封装和互连是造成高互连电阻的最重要因素。这在漏源导通电阻(R_DS(ON))因半导体制造工艺改进而减小的背景下表现得更加突出。因此，大功率晶体管IC器件的低互连电阻对当前消费电子设备的性能非常重要。

传统的解决方式是将器件并联放置来降低接连电阻，但这样会导致较大的封装体积。这与当前电子器件微型化的趋势相悖。另外，这种传统方式将并联的器件用引线接合进行互连，从而进一步引起集成电路的高互连电阻、寄生电阻和寄生电容等。其它的现有技术试图用低阻材料如金或类似材料来降低互连电阻。但这些现有技术对承载大电流的作用有限，而且制造成本过高。现有的其他技术使用倒装互连球栅阵列(FC-BGA)技术将大功率集成电路芯片互连到引线框(lead frame)以降低互连电阻。但该技术也不能充分降低互连电阻来满足当前消费电子设备的大电流要求。

发明内容

本发明提供了一种支持半导体芯片实现低互连电阻并且具有大电流运载能力的引线框结构。本发明公开的引线框结构包括了至少两个电气引线，每个电气引线含有梳齿式结构并自电气引线的一边伸展。电气引线设置成使得上述梳齿式结构(finger shaped structure)成交叉指形结构(inter-digitalpattern)，在该交叉指形结构处将半导体芯片接合到引线框。

本发明还提供一种半导体器件。该器件包含了多个半导体芯片，每个芯片上制作集成电路；引线框结构，包含至少两个电气引线，每个电气引线含有梳齿式结构并且上述梳齿式结构自电气引线的一边伸展，并且上述梳齿式结构成交叉指形结构，在该交叉指形结构处将半导体芯片接合到引线框。最后，多个半导体芯片和引线框结构被封装于成型材料中，留出在成型材料外与外部电路进行电连接电气引线。

本发明提供了一种半导体倒装器件(a flip chip device)的制造方法，其中该器件具有低互连电阻和大电流运载能力。该方法包括：制作多个半导体倒装芯片(semiconductor flip chip dies)，每个半导体倒装芯片上都具有集成电路，集成电路电耦合到多个倒装凸点(flip chip bump)；制作含有多个电气引线的引线框结构，每个引线含有梳齿式结构并从引线的一边伸展且设置成交叉指形结构，在该交叉指形结构处半导体倒装芯片倒装接合到引线框结构；将半导体倒装芯片与引线框结构接合；以及将引线框结构和半导体倒装芯片进行封装。

附图说明

附图作为说明书的一部分，对本发明实施例进行说明，并与实施例一起对本发明原理进行解释。

图1A为示例性开关模式电压调节电路实施例的示意图，示例性开关模式电压调节电路包括一个对金属氧化物半导体(MOS)晶体管开关进行电闭合和断开的栅极驱动电路。

图1B为本发明的一个半导体器件实施例的俯视图，其中该半导体器件包含一个引线框结构，该引线框结构含有至少两个电气引线，每个电气引线含有梳齿式结构，并且梳齿式结构设置成交叉指形结构，在交叉指形结构处接合含有图1A中开关模式电压调节电路的半导体芯片。

图2示出图1B中引线框结构沿AB轴的截面图。

图3A为另一开关模式电压调节器电路的实施例示意图，其中每个开关都有各自的栅极驱动电路。

图3B为本发明的一个半导体器件实施例的俯视图，该半导体器件有双芯片引线框结构支持图3A所示的开关模式电压调节电路。

图4为图3B中半导体器件沿AB轴的横截面。

图5为本发明的一个半导体器件实施例的俯视图，该半导体器件有单芯片引线框结构并支持图3A所示的开关模式电压调节电路。

图6A为根据本发明的一个实施例的图3A中开关模式电压调节电路的有引线半导体器件的双芯片垂直堆叠式引线框结构实施例的横截面。