[发明专利]一种空腔无引线塑料扁平封装

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体的扁平封装，属于半导体封装技术领域，尤其是一种空腔无引线塑料扁平封装。

背景技术

半导体封装是半导体芯片和外围电子电气系统之间的桥梁，它不仅是半导体芯片的机械支撑和保护结构，而且也为半导体芯片和外围电子电路的连接提供了电源和信号通路，同时也是半导体芯片的热量耗散通道。在半导体产业链中，半导体封装和测试是同设计、制造并列的三大支柱之一。

半导体封装主要包括金属封装、陶瓷封装、金属陶瓷封装和塑料封装。金属封装是一种气密性封装，通常采用传统金属工艺加工方法将材料加工成腔体形状。这种封装工艺要求较高，主要适用于小批量产品，封装价格较高昂。陶瓷封装具有良好的电、热、机械特性和尺寸稳定性，可以实现气密封装，也可以实现量产，但是其造价相对于塑料封装还是较高，相当于塑料封装造价的10倍甚至更高。

塑料封装是目前半导体封装领域应用最广的一种封装形式，占据了世界商业封装市场上97%以上的份额。该封装具有电气传输特性好、工艺成熟、可批量生产、成本低的优势，而且对比陶瓷和金属封装，封装外形更小、重量更轻。因此对于不要求气密性的半导体芯片，塑料封装是最具有竞争力的一种封装形式。

传统的塑料封装采用的是实体注塑封装，其生产过程描述如下：1、将芯片粘接到引线框架上，2、利用引线键合工艺将芯片的电气端口和引线框架的引脚进行连接，3、将粘接有芯片的引线框架放入专门的模具腔体中，4、往腔体中注入熔融的塑封料，熔融的塑封料在一定温度和压力下，将半导体芯片和引线框架包覆，5、经固化后，即形成了封装体。

传统的实体注塑封装，具有工艺较简单、生产批量大、封装成本低的优点，但是仍然存在一些问题：1、注塑封装的塑封料是把芯片整体包覆住了，因此，不适用MEMS芯片的封装，如具有可动结构的MEMS器件或者光电半导体芯片等；2、注塑封装的塑封料具有较大的热膨胀系数，同半导体芯片的材料不匹配，容易产生热应力问题，对于应力敏感的MEMS器件具有不利的影响。

经检索，申请号为200910117517.8的专利涉及一种双扁平无引脚封装件及其生产方法，该封装件通过上塑封体和下塑封体相接处，在下塑封体的下表面设置凹坑，来避免双面封装的翘曲和离层问题。但是该结构中的芯片被固封，只能适用于不可动结构的MEMS器件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种空腔无引线塑料扁平封装，该封装解决了具有外露可动结构的MEMS芯片以及光电半导体芯片无法塑封的问题，而且降低了封装的应力，保证了芯片使用的可靠度和安全性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种空腔无引线塑料扁平封装，包括载体，所述载体上固定芯片，所述载体的周围均布有引脚，所述引脚之间以及引脚与载体之间填充有塑封体，所述引脚与芯片之间通过键合线连接，其特征在于所述芯片的上方设置有盖板，所述盖板的周边通过塑封体支撑，所述盖板、塑封体与芯片之间形成腔体。

对上述结构作进一步限制，所述引脚主要由内引脚和外引脚组成的阶梯形结构，其中内引脚的位置高于外引脚，内引脚的上表面与芯片上表面齐平，内引脚与芯片上的键合点之间通过键合线连接。本发明中外引脚与支撑框固定，内引脚的位置高于外引脚，且两者形成阶梯形，使内引脚与芯片齐平，从而缩短了两者之间的键合线长度，也降低了引线弧度，提高了信号的高频传输特性。

对上述结构作进一步限制，所述载体和芯片之间通过粘片胶粘接，所述盖板的周边与塑封体之间通过粘接料密封粘接。

本发明的生产工艺为：引线框架制作→塑封→半导体芯片处理（减薄、划片）→上芯→键合引线→封盖→打印→切割，即可完成本发明的生产制作。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1）本发明通过塑封体填充在载体、内引脚和外引脚之间的间隙中，并和盖板一起构成了封装内部的腔体，由于芯片和封装体的材料不同，膨胀系数也不同，从而解决了温度变化下现有注塑封装的应力大的问题，同时也解决了具有裸露可动结构的MEMS器件或者光电半导体芯片无法塑封的问题；

2）本发明改进引线框架的结构，该结构内引脚是由引线框架外引脚向载体方向延伸，并经机械冲压工艺制作出的一个悬空的台阶结构，其中内引脚高度高于引线框架和载体表面，因此缩短了键合引线长度，也降低了引线弧度，提高了信号的高频传输特性；

3）本发明中各元件结构的生产工艺均可与注塑封装方法兼容，可以实现大批量生产，具有较低的成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。