[发明专利]芯片尺寸封装及其制造方法

说明书

本发明涉及芯片尺寸封装及其制造方法，特别是涉及具有阵列状排列的多个焊球的芯片尺寸封装及其制造方法。

半导体封装的例子有常用的SOJ(Small Outline J-lead，小轮廓J引线)型、特殊使用的ZIP(Zigzag Inline Package，交错直插式封装)型、和适用于标准化存储卡(memory card)的TSOP(Thin Small Outline Package，薄小轮廓封装)型等。

如下概略说明所述封装的制造方法。

首先，在由沿划片线将晶片切断的切割(sawing)工序将晶片分离为一个个半导体芯片后，进行将引线框安装于各半导体芯片的小片连接工序。

然后，在一定温度下一定时间内使半导体芯片硬化(curing)后，进行由金属丝电连接半导体芯片的焊盘和引线框的内部引线的金属丝接合工序。

金属丝接合工序结束后，进行用密封剂模制半导体芯片的模制工序。若不将半导体芯片模制则不能保护半导体芯片不受外部热量和机械性冲击。

在所述模制工序结束后，依次进行电镀引线框的外部引线的电镀工序，切断支承外部引线的遮断衬片的修整工序，为使外部引线容易安装于电路板上而将其弯曲为规定形态的成形工序。

与利用上述工序制作的普通封装相对，为了使封装轻薄化，最近正在开发大小和半导体芯片几乎相同的芯片尺寸封装。这种芯片尺寸封装使用TAB带取代前述普通封装所用的引线框，且使用为安装于电路板而阵列状排列的多个焊球。

现有芯片尺寸封装如图1所示，在半导体芯片1的焊盘上形成凸起2。通过热压将形成有铜材质的金属图案的TAB带(TAB tape)3安装在凸起2上进行电连接。用密封剂4模制整体，将焊球5置于TAB带3下面形成的球座上。

但是，由于所述现有封装的厚度为半导体芯片1的厚度加上TAB带3及密封剂4的厚度所得的厚度，所以，与不断轻薄化的最近的封装相比仍应改进。

而且，存在在凸起2和TAB带3热压接时，会因机械性冲击而使凸起2或TAB带3产生裂纹的问题。

还存在球座的金属面和焊球5反应而在其接触面形成金属化合物的问题。

尤其是可残留于TAB带3自身的离子或水分有可能使封装产生误动作。使TAB带3内的金属图案绝缘的绝缘薄膜的损伤会产生散粒。而且，每当变更焊盘和焊球的位置及间距就必须重新设计TAB带3。

为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种具有划时期结构的芯片尺寸封装及其制造方法，可以使半导体电路板的厚度形成封装的厚度，实现封装的轻薄化。

本发明的另一目的在于使用金属丝代替凸起以防止机械性冲击所引起的对焊盘的破坏。

本发明还有一个目的在于变更焊球的安装方式，使焊球和球座间不发生金属反应。

本发明的再一个目的在于不使用TAB带，从而解决因TAB带所引起的各问题。

为了实现上述目的，本发明的芯片尺寸封装采用下述结构。

在实施例1中，在半导体芯片的上面形成凹部，在凹部的底面中央形成焊盘。金属丝的下端连接在焊盘上。将密封剂埋入凹部，金属丝的上端露出于密封剂之外。在露出的金属丝的上端形成凸起。将焊球置于凸起上。

以所述结构构成的芯片尺寸封装的制造方法如下所述。

第一，在初期(initial)晶片的表面上形成凹部。在各凹部的底面上形成集成电路，构成半导体芯片后，在凹部的底面上蒸镀保护层(passivation layer)。然后在各凹部的底面上形成一对焊盘和绝缘盘。用金属丝将焊盘和绝缘盘电连接，同时使金属丝的中间部自晶片表面突出。以使金属丝的中间部露出的方式将密封剂埋入所述凹部内。将晶片切断，分离成一个个半导体芯片。在自密封剂露出的金属丝的中间部形成凸起，将焊球置于该凸起上。

第二，在初期晶片的表面上形成凹部。在各凹部的底面上形成集成电路，构成半导体芯片后，在凹部的底面上蒸镀保护层。然后在各凹部的底面上形成焊盘，在晶片的表面上形成虚设焊盘。用金属丝将焊盘和虚设焊盘电连接。用密封剂埋入凹部内后，研磨密封剂的表面，除去虚设焊盘，同时使金属丝从密封剂露出。在自密封剂露出的金属丝上形成凸起，然后将晶片切断，分离成一个个半导体芯片。将焊球置于该凸起上。