背景技術(shù)：

對(duì)于減小電子電路的尺寸有不斷增加的動(dòng)力。已經(jīng)發(fā)展了具有減小的形狀因子的集成電路封裝的范圍。圖1示出四方扁平無(wú)引線(qfn)封裝8的例子。集成電路設(shè)置在管芯2上，管芯2由粘合劑4固定到焊盤(pán)3。在該封裝中，引線5在封裝內(nèi)部，并且接觸焊盤(pán)設(shè)置在封裝的下表面上。引線鍵合6將管芯連接到接觸焊盤(pán)5。因?yàn)橐€5不在封裝的占用空間之外延伸，這導(dǎo)致較小的封裝。

圖2示出引線上倒裝芯片(fol)封裝10。集成電路設(shè)置在由焊球11固定到引線5的管芯2上，引線5在管芯2的下方延伸，并且因此是引線5而不是管芯附著焊盤(pán)3支撐管芯。該封裝避免對(duì)引線鍵合的需要并進(jìn)一步減小了封裝的總尺寸。

集成電路易受電磁干擾(emi)的影響。emi干擾可以由電路板之外的源引起或來(lái)自同一電路板上的其它器件。器件之間的emi的問(wèn)題進(jìn)一步由于器件在電路板上的間距的減小而加重。已知提供對(duì)集成電路封裝的emi屏蔽可能將封裝的尺寸增加到不合需要的程度或可能在制造期間需要額外的工藝步驟，這可能增加制造封裝的復(fù)雜度和成本。

以下描述的實(shí)施例不限于解決用于屏蔽封裝的已知布置的任何或所有缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供本發(fā)明內(nèi)容用于以簡(jiǎn)化的形式介紹所選擇的概念，以下在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行描述。本發(fā)明內(nèi)容并不旨在識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用來(lái)有助于確定所要求保護(hù)的主題的范圍。

本公開(kāi)的一個(gè)方面提供集成電路封裝，其包括：半導(dǎo)體管芯；引線框架，其位于第一平面中；至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)，其從所述第一平面向外延伸，其中所述引線框架和所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)由燒結(jié)導(dǎo)電材料形成；封裝材料，其封裝所述半導(dǎo)體管芯、所述引線框架和所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)；導(dǎo)電層，其位于所述封裝的上表面上，所述導(dǎo)電層導(dǎo)電連接到所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱。

所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)可以具有大于所述引線框架的高度的高度。

所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)可以垂直于所述第一平面延伸。

所述封裝包括多個(gè)所述導(dǎo)電柱。

所述多個(gè)導(dǎo)電柱在所述引線框架的周邊周?chē)g隔開(kāi)。

所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱可以位于所述封裝的周邊上?；蛘?，所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱可以從所述封裝的周邊向內(nèi)偏移。

所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱可以包括位于所述引線框架的周邊周?chē)膶?dǎo)電材料的連續(xù)壁。

所述壁可以位于所述封裝的周邊上。

所述導(dǎo)電層可以形成所述封裝的emi屏蔽和所述封裝的熱屏蔽中的至少一種。

所述導(dǎo)電層可以是導(dǎo)電薄板材料。

所述導(dǎo)電層可以是燒結(jié)導(dǎo)電材料。

所述燒結(jié)導(dǎo)電材料可以是燒結(jié)金屬。

所述燒結(jié)導(dǎo)電材料可以是燒結(jié)銀。

所述燒結(jié)導(dǎo)電材料可以是傳導(dǎo)熱的。

所述燒結(jié)導(dǎo)電材料可以是傳導(dǎo)電的。

所述封裝還可以包括在所述半導(dǎo)體管芯之下的熱焊盤(pán)。導(dǎo)電路徑可以將所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)連接到所述熱焊盤(pán)。

本公開(kāi)的另一方面提供一種封裝半導(dǎo)體管芯的方法，其包括：通過(guò)在需要引線框架的元件的位置處將導(dǎo)電材料沉積到載體的表面上來(lái)形成所述引線框架；通過(guò)在需要至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)的位置處將所述導(dǎo)電材料沉積到所述載體的所述表面上來(lái)形成所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電材料是燒結(jié)導(dǎo)電材料；附著半導(dǎo)體管芯；將所述半導(dǎo)體管芯連接到所述引線框架；封裝所述半導(dǎo)體管芯、所述引線框架和所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)以形成包覆封裝；將導(dǎo)電層加入到所述包覆封裝的上表面，所述導(dǎo)電層導(dǎo)電連接到所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱；以及去除所述載體。

所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)可以形成具有大于引線框架的高度的高度。

所述至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)可以由多個(gè)沉積所述導(dǎo)電材料的階段形成，在所述階段之間進(jìn)行固化。

加入導(dǎo)電層可以包括將一層所述導(dǎo)電材料沉積在所述包覆封裝的上表面上。

加入導(dǎo)電層可以包括將導(dǎo)電薄板附著到所述包覆封裝的上表面。

沉積所述導(dǎo)電材料可以包括以下其中之一：絲網(wǎng)印刷所述導(dǎo)電材料；印刷所述導(dǎo)電材料。

如對(duì)于技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的，優(yōu)選的特征可以視情況而組合，并可以與本發(fā)明的任何方面組合。

附圖說(shuō)明

將參考附圖以舉例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中：

圖1示出四方扁平無(wú)引線(qfn)封裝；

圖2示出引線上倒裝芯片(fol)封裝；

圖3a-3k示出用于形成封裝的制造過(guò)程；

圖4示出可以在圖3a-3k的過(guò)程中使用的模板；

圖5示出安裝到電路板的封裝；

圖6a-6e示出封裝中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的例子；以及

圖7示出制造過(guò)程的流程圖。

在所有附圖中共同的參考標(biāo)記用于表示相似的特征。

具體實(shí)施方式

以下僅以舉例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施例。這些例子代表申請(qǐng)人當(dāng)前已知的實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，雖然它們并不是可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的唯一方式。本說(shuō)明書(shū)闡述例子的功能和用于構(gòu)造和操作例子的步驟的順序。然而，相同或等效的功能和順序可以由不同的例子來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖3a-3j示出形成示例性封裝的一序列階段。在這些圖中示出的示例性封裝是四方扁平無(wú)引線(qen)封裝，雖然技術(shù)可以應(yīng)用于其它類(lèi)型的封裝，例如引線上倒裝芯片(fcqfn)封裝。

在圖3a，提供載體21。載體21在制造過(guò)程的隨后階段期間提供支撐。載體21是可以由任何能夠經(jīng)受住封裝過(guò)程的最大偏移溫度(excursiontemperature)的適當(dāng)材料制造的平面薄板。一般的材料例子包括不銹鋼或玻璃。

在圖3b，將模板31施加到載體21的表面。模板31用作掩模或樣板，并限定其中形成引線框架的元件的區(qū)域22。圖4在平面圖中示出模板31，其具有開(kāi)孔區(qū)域42以限定其中將形成引線框架的元件的區(qū)域42。模板31還包括：其中將形成柱23的開(kāi)口區(qū)域43；其中將形成熱焊盤(pán)24的開(kāi)口區(qū)域44；以及其中將形成將柱23連接到熱焊盤(pán)24的連接部23a的開(kāi)口區(qū)域41。熱焊盤(pán)是導(dǎo)熱材料在最終封裝中位于半導(dǎo)體管芯之下并傳導(dǎo)熱量遠(yuǎn)離管芯的區(qū)域。模板31可以是印刷到載體21的表面上的材料。模板31是臨時(shí)層且隨后被去除。模板31可以在圖3c所示的階段之后被去除，或保留在適當(dāng)?shù)奈恢蒙现钡缴院?例如圖3e之后)的階段。

在圖3c，在載體21上形成引線框架。在載體21上在需要引線框架的元件22的位置處沉積導(dǎo)電材料。引線框架的元件22包括封裝的接觸焊盤(pán)。接觸焊盤(pán)也可以被稱(chēng)為著落盤(pán)(land)。在最終封裝中，這些提供至封裝的下表面的電連接/來(lái)自封裝的下表面的電連接。導(dǎo)電材料可以沉積在封裝的中央?yún)^(qū)域中以用作管芯26的熱焊盤(pán)24。引線框架的元件22、24位于與載體21的平面平行的公共平面中。在圖3b中施加的模板31用作在圖3c沉積的導(dǎo)電材料的樣板。導(dǎo)電材料是金屬粉末和懸浮組分的混合物。金屬粉末可以是銀或銅?？梢允褂媚０?2作為樣板以限定其中將形成引線框架的元件的開(kāi)口區(qū)域通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝來(lái)施加導(dǎo)電材料。或者，可以通過(guò)3d或噴墨印刷工藝來(lái)施加導(dǎo)電材料，其中材料選擇性地沉積在載體21上的精確位置處。如果3d印刷或噴墨印刷技術(shù)用于沉積導(dǎo)電材料，則圖3b和3c所示的模板31可以被省略且導(dǎo)電材料可以在需要它的位置處直接沉積到載體21上。

在圖3c，也在載體21上在需要至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)23的一個(gè)或多個(gè)位置處沉積導(dǎo)電材料。柱由與引線框架的其它元件相同的導(dǎo)電材料形成。在圖3b施加的模板31也限定其中將要形成至少一個(gè)柱的區(qū)域。柱結(jié)構(gòu)23和引線框架的元件22同時(shí)形成。通常，柱由與引線框架相同的材料形成。

在未示出的隨后階段中，導(dǎo)電材料經(jīng)受一組工藝條件，其中在一組推薦的環(huán)境條件下在限定的時(shí)間段內(nèi)施加熱量，其蒸發(fā)糊狀物的懸浮組分以形成在圖3c的燒結(jié)固體。這個(gè)階段可以?xún)H使用熱量和時(shí)間來(lái)形成燒結(jié)固體，或可以使用壓力、熱量和時(shí)間。另一種選擇是可以使用紫外(uv)輻射來(lái)燒結(jié)導(dǎo)電材料的顆粒，如果顆粒足夠小且如果暴露在uv輻射下而在顆粒中產(chǎn)生足夠的能量。一旦燒結(jié)工藝完成，就可以去除模板31。圖3d示出去除模板31之后的部分制造的封裝，留下了引線框架的元件22和部分構(gòu)造的柱23。

在多個(gè)階段中沉積導(dǎo)電材料以實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)柱23的期望高度。在一個(gè)階段中沉積的材料的示例性厚度是25微米。引線框架的元件22可能只需要沉積和燒結(jié)的單個(gè)階段。至少一個(gè)柱23可能需要材料沉積的多個(gè)階段。圖3e示出制造過(guò)程的另一階段，其中采用另一模板32?？梢栽谝€框架的其它元件22上施加模板32，如圖3e所示。如以前一樣，導(dǎo)電材料經(jīng)受限定的工藝條件，并且燒結(jié)在圖3f施加的材料中的金屬粉末。一旦過(guò)程完成，就去除模板32?？梢酝ㄟ^(guò)布設(shè)多層模板材料直到實(shí)現(xiàn)期望的厚度來(lái)形成模板32?；蛘撸梢栽趩蝹€(gè)步驟中形成具有所需最終厚度的模板32。

圖3f示出在已經(jīng)去除模板32之后的部分制造的封裝。導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)23具有大于引線框架的其它元件的高度34的高度33。柱的所需高度33由包括管芯厚度26、管芯附著厚度25、引線鍵合高度27、環(huán)高與封裝表面之間的最小可接受的距離和材料34的第一燒結(jié)底部層的厚度的部分的總和來(lái)確定。半導(dǎo)體管芯具有300微米的一般厚度，但可以通過(guò)使用常規(guī)晶圓研磨工藝而使其有很大程度的減小，這將影響柱23的最終高度的設(shè)計(jì)。與封裝設(shè)計(jì)的其它元件相比，導(dǎo)電柱23的高度允許柱23導(dǎo)電連接到在最終封裝的上表面上的屏蔽層。在所示的例子中，導(dǎo)電柱垂直于引線框架的平面而延伸。在材料沉積的每個(gè)階段之后，通過(guò)使用所推薦的工藝條件來(lái)固化所沉積的材料。導(dǎo)電材料是燒結(jié)材料，例如金屬。

在圖3g，附著半導(dǎo)體管芯26。粘合劑25將管芯26固定到熱焊盤(pán)24。

在圖3h，管芯26連接到引線框架的元件22。在qfn封裝的情況下，如所示出的，引線鍵合27連接在半導(dǎo)體管芯26和引線框架的接觸焊盤(pán)22之間。圖3a示出已經(jīng)安裝引線鍵合27之后的封裝。

圖3h所示的封裝然后由封裝材料28(例如模塑料)封裝。封裝材料28具有電絕緣特性。封裝材料28封裝半導(dǎo)體管芯26、引線框架22和至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)23。在圖3i所示的例子中，封裝材料28封裝在所有垂直延伸的側(cè)面上的至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)23。在至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)23位于封裝周邊上的另一例子(未示出)中，封裝材料28可以只封裝在柱結(jié)構(gòu)23的面向內(nèi)的側(cè)面上的至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)23。至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)23的面向外的側(cè)面可以保持暴露。在完成的封裝中，模塑料的高度不大于柱23的高度。包覆封裝可能需要表面加工(例如，研磨或某些其它工藝)以提供模塑料的水平上表面并確保柱的頂部完全暴露。柱23的上表面需要良好、干凈的導(dǎo)電表面以提供用于屏蔽的可靠接觸。圖3i示出已經(jīng)施加模塑料并使其變得平坦之后的部分制造的封裝。

在圖3j，將導(dǎo)電層29施加到包覆封裝的上表面。導(dǎo)電層29導(dǎo)電連接到導(dǎo)電柱23。導(dǎo)電層29可以是預(yù)先形成的導(dǎo)電材料的薄板，其例如通過(guò)粘合劑或焊接到柱23而附著到封裝的上表面?；蛘?，可以通過(guò)以與前面針對(duì)引線框架和柱23所描述的類(lèi)似方式將導(dǎo)電材料沉積在所述上表面上來(lái)形成導(dǎo)電層29。最后，在圖3k，從封裝的下側(cè)去除載體21。載體21可以被重新使用。

圖5示出安裝到印刷電路板的封裝。封裝的引線框架的接觸焊盤(pán)22經(jīng)由焊球38連接到在電路板上的焊盤(pán)39。封裝的導(dǎo)電柱23經(jīng)由焊球36連接到在電路板上的焊盤(pán)37。導(dǎo)電柱23提供穿過(guò)模塑料28的通孔。如果用于形成引線框架22的導(dǎo)電材料是銀，則可以直接焊接到引線框架。這與常規(guī)蝕刻的銅引線框架相比減少了一個(gè)階段，常規(guī)蝕刻的銅引線框架在它們可以被焊接之前需要電鍍。熱焊盤(pán)24連接到在熱焊盤(pán)24之下的pcb上的地平面區(qū)45。橫截面也示出將柱23連接到熱焊盤(pán)24的連接部23a。連接部23a提供柱23與熱焊盤(pán)24之間的熱和/或電傳導(dǎo)路徑。

導(dǎo)電層29提供對(duì)半導(dǎo)體管芯26的emi屏蔽。emi屏蔽可以保護(hù)管芯不受封裝之外的emi源的影響。附加或可選地，emi屏蔽可以保護(hù)封裝之外的任何器件不受由管芯26產(chǎn)生的emi的影響。附加或可選地，導(dǎo)電層29可以傳導(dǎo)熱，并且可以幫助擴(kuò)散/消散由管芯26產(chǎn)生的熱量。連接部23a將柱23連接到熱焊盤(pán)24。熱焊盤(pán)24通常由焊料47連接到pcb45、46。pcb46可以包括熱通孔以消散熱量。

圖6a-6e示出可以在如上所述的封裝中設(shè)置成連接到屏蔽層的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的一些例子。圖6a-6c中的每一個(gè)在平面圖中示出封裝，其中屏蔽層被去除。示出引線框架的一組接觸焊盤(pán)22。在圖6a中，提供單個(gè)導(dǎo)電柱23。柱23可以具有前面在圖3c-3k中所示的類(lèi)型。柱23可以設(shè)置在封裝范圍內(nèi)的任何位置，例如在角落處或沿著側(cè)面。雖然圖6a所示的柱從封裝的周邊向內(nèi)偏移，但是柱可以設(shè)置在封裝的周邊上。連接部23a將柱23連接到熱焊盤(pán)24。在圖6b、6c和6d中，圖6a和圖3c-3k中所示類(lèi)型的多個(gè)柱23設(shè)置在封裝周?chē)?。在圖6b中，柱23位于引線框架的這一組接觸焊盤(pán)22之外。圖6b示出在封裝的角附近的一組四個(gè)柱23和將柱23連接到熱焊盤(pán)24的連接部23a。圖6c示出具有不同于圖6b的位置上的一組四個(gè)柱23的另一例子。還示出引線框架的跡線。跡線將焊盤(pán)22連接到更接近熱焊盤(pán)24和管芯26的焊盤(pán)的向內(nèi)位置。圖6d示出具有安裝在角附近的柱23的另一例子?？偙３旨苁抢硐氲模ǔ？偙３旨懿惶珜?shí)際，因?yàn)檩斎牒洼敵鲂枰┻^(guò)封裝/從封裝穿出。柱的間距將被芯片設(shè)計(jì)限制。在圖6e中，連續(xù)壁53設(shè)置在封裝周?chē)?。?3以與在圖3c-k中所示的相同方式形成。壁可以被視為彼此鄰接的多個(gè)柱，或者一對(duì)其間連接有額外結(jié)構(gòu)的柱。壁43位于引線框架的這一組接觸焊盤(pán)22之外。多個(gè)連接部23a將壁53連接到熱焊盤(pán)24。另一種選擇(未示出)是提供由兩個(gè)或更多個(gè)壁區(qū)段形成的不連續(xù)壁。雖然圖6e所示的壁53從封裝的周邊向內(nèi)偏移，但是壁53可以設(shè)置在封裝的周邊上。使柱23和/或壁53從封裝的周邊向內(nèi)偏移可以使從一塊封裝切割單獨(dú)的封裝變得容易。雖然圖6a-6e的例子示出具有圓形或正方形橫截面的柱，但是柱可以具有其它形狀。例如，柱可以具有矩形橫截面。

圖7示出封裝半導(dǎo)體管芯的示例性方法。在塊101，提供載體。如果使用絲網(wǎng)印刷工藝來(lái)施加導(dǎo)電材料，則在塊102將模板布設(shè)在載體上。在塊103，通過(guò)在需要引線框架的元件的位置處將導(dǎo)電材料沉積到載體的表面上來(lái)形成引線框架。在塊104，通過(guò)將導(dǎo)電材料沉積到載體的表面上來(lái)形成至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)。可以同時(shí)執(zhí)行塊103和104?？梢栽趬K105固化在塊103和104沉積的材料。如果需要的話，至少一次進(jìn)一步重復(fù)執(zhí)行塊106-108。在塊109，去除任何模板。在塊110，附著半導(dǎo)體管芯。在塊111，通過(guò)施加封裝材料(例如模塑料)以形成包覆封裝來(lái)封裝至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)。在塊111，將導(dǎo)電層加入到包覆封裝的上表面。如上所述，在加入導(dǎo)電層之前，可能需要對(duì)封裝材料和/或至少一個(gè)柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些表面加工。導(dǎo)電層導(dǎo)電連接到至少一個(gè)導(dǎo)電柱。在最后一個(gè)塊(未示出)中去除載體。

對(duì)塊106-108的進(jìn)一步一次或多次的重復(fù)為至少一個(gè)導(dǎo)電柱結(jié)構(gòu)提供了大于半導(dǎo)體管芯、線環(huán)高度、管芯附著、線環(huán)高度與封裝頂表面之間的最小間隔以及引線框架的組合高度的高度。

當(dāng)柱結(jié)構(gòu)23和引線框架的元件22同時(shí)形成時(shí)，這減小提供導(dǎo)電屏蔽層之間的連接所需的制造過(guò)程階段的數(shù)量。例如，在導(dǎo)電屏蔽層已經(jīng)安裝到封裝之后，上述方法不需要任何另外的階段。

如對(duì)于技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的，在本文中給出的任何范圍或器件值可以擴(kuò)展或改變而不失去所尋求的效果。

將理解的是，以上描述的益處和優(yōu)點(diǎn)可以涉及一個(gè)實(shí)施例或可以涉及幾個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例不限于解決任何或所有所述問(wèn)題的實(shí)施例或具有任何或所有所述益處和優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例。

對(duì)“一”項(xiàng)的任何提及是指那些項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“包括”在本文中用于意指包括所識(shí)別的方法塊或元件，但這樣的塊或元件并不包括專(zhuān)用列表，并且方法或裝置可以包含額外的塊或元件。

可以以任何適當(dāng)?shù)捻樞蚧蛟谶m當(dāng)情況下同時(shí)執(zhí)行本文中所描述的方法的步驟。此外，可以從任何方法中刪除單獨(dú)的塊而不偏離本文中所描述的主題的精神和范圍。上述的任何例子的方面可以與所描述的任何其它例子的方面組合以形成另外的例子而不失去所尋求的效果。

將理解的是，以上對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述僅以舉例的方式給出，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出各種修改。雖然以上已經(jīng)以某種詳細(xì)程度或參考一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的實(shí)施例描述了各種實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行許多改變而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。