制造包括至少一个微电子器件在内的微电子封装的方法

摘要

一种制造微电子封装(1)的方法，包括以下步骤：提供包括诸如塑料之类的电绝材料的两个部件(13，14)；提供包括导电材料的构件(21，22，23)；提供微电子器件(30)；将导电构件(21，22，23)和微电子器件(30)安置在电绝缘部件(13，14)上；以及将电绝缘部件(13，14)彼此相对放置，其中微电子器件(30)和导电构件(21，22，23)的一部分夹在电绝缘部件(13，14)之间。导电构件(21，22，23)将用于实现布置在封装(1)内部的微电子器件(30)与外界的接触。具有上述步骤的方法的重要优点是提供了这样的导电构件(21，22，23)，其中不必提供传统引线框，而传统引线框具有在其制造工艺期间引起金属材料的极大浪费的缺点。

说明书

技术领域

本发明涉及制造包括至少一个微电子器件(如，处理器芯片、晶体管、传感器管芯、二极管、发光二极管(LED)等等)在内的微电子封装的方法，本发明还涉及微电子封装。

背景技术

其中布置有至少一个微电子器件的微电子封装是众所周知的，已开发了各种类型的这种封装。其中，封装用于保护微电子器件以及使得微电子器件可以容易地与另一器件连接。通常，微电子器件的尺寸在微米范围内，封装的尺寸在毫米范围内。

通常，为了支撑微电子器件以及确保微电子封装具有所需的鲁棒性，提供了载体基板，其中微电子器件被附着到基板。在微电子封装的一般实施例中，载体基板的存在微电子器件的一侧被材料所覆盖，其中微电子器件被密封在该材料中，而载体基板的另一侧是可以自由访问的。

载体基板具有从基板的一侧延伸至基板的另一侧的导电迹线，以允许从封装外部至微电子器件的电接触。当提供有印刷电路板时可具有导电迹线，但在许多情况中，提供金属引线框(例如，铜引线框)以实现这些迹线。通过以下操作来制造这种引线框：提供金属薄板，去除该薄板的一部分，以及可能弯曲该薄板以获得引线框的期望外观。在实际情况中，当使用这种方法制造引线框时，形成引线框所需的薄板表面的大约十倍被丢弃。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造包括至少一个微电子器件在内的微电子封装的方法，该方法不同于上述的使用金属引线框的方法，用这种有利的方式避免了金属材料的浪费并且降低了成本。通过包括以下步骤的方法实现了这一目的：

-提供包括电绝缘材料的两个部件；

-提供包括导电材料的构件，所述构件用作微电子封装的引线；

-提供微电子器件；

-将导电构件和微电子器件安置在电绝缘部件上；以及

-将电绝缘部分彼此相对放置，其中微电子器件和导电构件的一部分夹在电绝缘部件之间。

当应用根据本发明的方法时，省略了对金属引线框的应用。取而代之地，使用与金属部件相比非常便宜的包括电绝缘材料的部件(例如，塑料部件)，其中提供了分开的导电构件，所述分开的导电构件用作微电子封装的引线。通过与微电子器件一起被封闭在电绝缘部件之间的导电构件部分来建立微电子器件与导电构件之间的连接，而在电绝缘部件封闭整体的外部延伸的导电构件部分使得能够实现微电子封装与另一器件的电接触。

优选地，为便于操纵电绝缘部件以及相对于彼此安置电绝缘部件以形成封闭整体，电绝缘部件是单个载体的一部分，其中，电绝缘部件被可旋转地相对于彼此布置在载体中的折叠线上。当提供和使用所述载体时，将电绝缘部件彼此相对放置的步骤包括：在折叠线上将电绝缘部件朝向彼此旋转。具体地，相对于折线安置电绝缘部件可以是：当执行折叠动作时将电绝缘部件自动且精确地彼此相对放置。

许多现有的微电子器件是所谓的半导体器件，半导体器件需要应用三个构件来使器件与外界电接触。具体地，在许多情况中，需要将通常被称作集电极构件的一个构件连接至微电子器件的一侧，以及将通常被称作基极构件和发射极构件的两个构件连接至微电子器件的另一侧。鉴于该事实，尽管原则上导电构件和微电子器件在电绝缘部件上的任何布局都是可能的，但执行根据本发明的方法的实际方式包括步骤：将一个导电构件放置在一个电绝缘部件上，将两个导电构件和微电子器件放置在另一个电绝缘部件上，以及将电绝缘部件彼此相对放置，其中，微电子器件和导电构件的一部分夹在电绝缘部件之间。

可以在将电绝缘部件彼此相对放置之前建立微电子器件与两个导电构件之间的电连接，其中这两个导电构件与微电子器件被放置在相同的电绝缘部件上；然而，也可以在封闭了封装之后建立微电子器件与导电构件之间的所有必要连接。在任何情况中，在建立电连接的过程中，可应用任何合适的技术。例如，微电子器件可具有焊料凸块，其中，通过执行合适的焊接技术通过凸块将器件连接至导电构件。

在实际实施例中，导电构件是带部分或线部分，例如，无论是否包括电绝缘外层，其中构件的横截面可具有任何合适形状，例如可以是圆形或矩形。导电构件的合适材料是铜。在存在电绝缘外层的情况下，有必要采取措施以在需要与微电子器件建立连接的位置处去除该层。

在如前段所述导电构件包括带部分或线部分的情况下，首先将夹在电绝缘部件之间的导电构件的部分平坦化是有利的。首先，通过平坦化这些部件可以减小电绝缘部件的高度，使得微电子封装的尺寸可尽可能小。其次，用于建立电接触的上表面增大。

优选地，至少一个导电构件弯曲。这样，可以确保在微电子封装中用于实际接触另一器件的导电构件的末端延伸出封装的封闭本体之外处于相同的水平面(例如，板安装)，这在实际情况中是有利的。

当应用根据本发明的方法时，制造微电子封装不需要制造引线框。取而代之地，为了实现所要求数量和类型的构件以允许从外部电接触封装的微电子器件，仅提供多个导电构件就足够了，其中，由于可以容易地适配导电构件的形状和大小以适合封装中的这些构件的应用，所以不需要去除材料。

根据本发明，不需要引线框来实现提供具有所需鲁棒性的封装的目的，这是由于电绝缘部件适应于实现该功能。一旦将电绝缘部件彼此相对放置，并且至少一个微电子器件和导电构件夹在电绝缘部件之间，微电子封装和导电构件的位置就固定且封装封闭。

当应用根据本发明的方法时，由于仅提供封装的必要组件，所以显著降低了微电子封装的成本价格，其中不需要应用通过提供材料薄片和去除该薄片的一部分来制造引线框的传统工艺。根据本发明的方法的应用可能产生浪费，即，在电绝缘部件是载体的一部分且该载体包括除电绝缘部件以外的附加部件的情况下。然而，附加部件可用诸如塑料之类的便宜材料来制造，所以浪费不会引起微电子封装的成本价格的显著增加。

根据本发明，一种制造多个微电子封装的方法，该方法适合应用于微电子封装的大规模生产，该方法包括以下步骤：

-提供具有电绝缘部件对的载体，电绝缘部件对的电绝缘部件在被可旋转地相对于彼此布置在载体中的折叠线上；

-提供包括导电材料的多个构件，所述构件用作微电子封装的引线；

-提供多个微电子器件；

-通过将多个导电构件和至少一个微电子器件安置在每个电绝缘部件对的电绝缘部件上来形成微电子封装；通过在折叠线上将电绝缘部件朝向彼此旋转，将电绝缘部件对的电绝缘部件彼此相对放置，其中微电子器件和导电构件的一部分夹在电绝缘部件对的电绝缘部件之间；以及

-将微电子封装与载体分离。

根据该方法，应用了载体，其中电绝缘部件是成对布置的。对于每个电绝缘部件对，制造微电子封装的工艺仅包含以下步骤：将至少一个微电子器件和用作微电子封装引线的多个导电构件安置在电绝缘部件上，将电绝缘部件彼此相对放置，其中微电子器件和导电构件的一部分夹在电绝缘部件之间，以及将微电子封装与载体分离。将电绝缘部件彼此相对放置的步骤可通过简单有效的方式来实现，也就是通过执行折叠动作，在执行折叠动作期间电绝缘部件朝向彼此移动直到部件到达正确的互相位置，即，在该相互位置处封装被封闭且微电子器件和导电构件的部分夹在电绝缘部件之间。

优选地，形成微电子封装和将微电子封装与载体分离的步骤是在载体的连续的电绝缘部件对中连续执行的。通过在连续地布置的电绝缘部件对中重复执行形成微电子封装和将微电子封装与载体分离的步骤，可实现微电子封装的连续生产。出于完整性的目的，应注意，当封装仍然被附着到载体时，可以执行旨在完成微电子封装的步骤，即，焊接或最终电镀。这种执行方式是有利的，因为当封装仍然是更大整体的一部分时操纵封装是更方便的。

本发明还涉及一种将用在微电子封装的制造工艺中的载体。具体地，如已在前述中所指出，载体具有电绝缘部件对，电绝缘部件对的电绝缘部件被可旋转地相对于彼此布置在载体中的折叠线上。载体可完全由例如塑料来制造。

有利地，根据本发明的载体可包括在电绝缘部件对的电绝缘部件之间延伸的中心带。在该实施例中，载体可包括伸长的相对窄的构件，所述构件将电绝缘部件对的电绝缘部件在中心带的一侧连接至中心带，其中折叠线位于连接构件的末端与中心带之间。由于连接构件仅具有小宽度，所以在载体的本实施例中折叠非常容易。此外，中心带可在便利对载体的操作中起作用。优选地，中心带具有孔图案，在基于载体来制造微电子封装的工艺中所使用的机器的构件可以使用这种孔图案。

本发明还涉及微电子封装，即，仅包含以下组件作为功能组件的微电子封装：

-至少一个微电子器件；

-包含导电材料的多个构件，所述用于使得可以从封装的外部电接触微电子器件；以及

-彼此相对放置的两个电绝缘部件，其中导电构件和微电子器件夹在电绝缘部件之间。

如已注意到的，与包括金属引线框的传统微电子封装制造工艺相比，根据本发明的微电子封装制造工艺明显更便宜，这是因为不需要浪费任何金属材料，而同时微电子封装的功能性相同。

参考以下对执行根据本发明的制造微电子封装的方法的描述，本发明的上述和其他方面将显而易见并且得以阐明。

附图说明

现在将参考图1更详细地说明本发明，图1示出了根据本发明的制造微电子封装的工艺的连续步骤。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的制造微电子封装1的工艺的连续步骤。

在微电子封装1的制造工艺的开始，提供载体10。优选地，载体10包括塑料，通过应用注塑成型技术来制造载体10。在所示的例子中，载体10包括伸长的中心带11，中心带11具有孔12图案。此外，载体10包括由封装部件13、14组成的对，其中封装部件13、14对的每个封装部件13、14被安置在中心带11的另一侧。每个封装部件13、14对的封装部件13、14之一通过伸长的相对薄的连接构件15连接至中心带11，其中连接构件15和封装部件13的整体被可旋转地连接至中心带11，因为在连接构件15的实际连接至中心带11的一端存在折叠线16。

以下为了清楚起见，将如上所述通过连接构件15连接至中心带11的封装部件13称为下部封装部件13，而将另一个封装部件14称为上部封装部件14。应注意，在所示例子中，上部封装部件14还间接地(即，通过很短的连接构件17)连接至中心带11。基于此事实，便于实现在微电子封装1已准备好时将上部封装部件14与载体10分离的工艺。

在图1中字母A所表示的微电子封装1制造工艺的第一步骤中，提供导电构件21、22、23。在所示例子中，导电构件包括金属线21、22、23。

在图1中字母B所表示的微电子封装1制造工艺的第二步骤中，将线21、22、23的要被放置在封装部件13、14上的末端部分平坦化。

在图1中字母C所表示的微电子封装1制造工艺的第三步骤中，将线21、22、23的要被置于微电子封装1外部的末端部分弯曲。在制造工艺的以下步骤中，优选地将线21、22、23安置为使得在要形成的微电子封装中线的末端部分位于单个虚平面中，该虚平面延伸出微电子封装1的封闭本体，使得可以在单个水平上与微电子封装1连接。

在图1中字母D所表示的微电子封装1制造工艺的第四步骤中，将线21、22、23的平坦化的末端部分安置在封装部件13、14上。在所示例子中，针对每个封装部件13、14对提供总共三条线21、22、23，其中，将一条线21的末端部分放置在下部封装部件13上，将两条线22、23的末端部分放置在上部封装部件14上。具体地，可为封装部件13、14提供凹槽以容纳线21、22、23的末端部分，其中将凹槽优选地定形为紧密封闭线21、22、23的末端部分，从而当线21、22、23地末端部分容纳在凹槽中时，线21、22、23可以被自动地放入相对于封装部件13、14的合适位置中。

在图1中字母E所表示的微电子封装1制造工艺的第五步骤中，提供微电子器件30，将微电子器件30放置在存在于上部封装部件14上的线22、23的末端部分上。此外，通过任何合适的方法来建立微电子器件30与线22、23的末端部分之间的电连接。例如，可以为微电子器件30提供焊球和晶片背部涂层，其中利用热压工艺将微电子器件30接合到线22、23上；或者可以为微电子器件30提供金螺栓(studs)，其中通过共晶接合将微电子器件30接合到线22、23上。出于完整性原因，应注意，在原则上，可以在后续阶段建立微电子器件30与线22、23之间的电连接。

在本发明的范围内，微电子器件30可以是任何合适类型的。例如，该器件30可以包括处理器芯片、晶体管、传感器管芯、二极管、LED等等。根据微电子器件30的类型，微电子封装1可以具有多种应用。例如，可将微电子封装形成为起到晶体管的作用。

在图1中字母F所表示的微电子封装1制造工艺的第六步骤中，执行折叠动作，其中在折叠线16上将下部封装部件13和连接构件15的整体相对于载体10的中心带11旋转。持续旋转动作，直到在图1中字母G所表示的微电子封装制造工艺的第七步骤中将下部封装部件13与上部封装部件14相对放置为止。此时，获得了封闭本体18，在封闭本体18中封闭了微电子器件30和与微电子器件30连接的线21、22、23的末端部分，这是由于微电子封装1的这些组件夹在封装部件13、14之间。

在执行完第七步骤之后，微电子封装1已准备好。封装1包括：塑料本体18，安全容纳在本体18内部的微电子器件30，以及使能建立从本体18外部与微电子器件30的电连接的线21、22、23。微电子器件30可以是半导体器件，其中，在制造工艺期间被布置在下部封装部件13侧的一条线21是用作集电极构件，该集电极构件连接至微电子器件30的一侧；在制造工艺期间被布置在上部封装部件14侧的另外两条线22、23是用作基极构件和发射极构件，所述基极构件和发射极构件连接至微电子器件30的另一侧。

在图1中字母H所表示的微电子封装1制造工艺的第八步骤中，将准备好的封装1从载体10上去除。在此工艺中，可应用任何合适的分离技术，例如切割技术。

在所示例子中，每次将在封装部件13、14对的一个位置移置载体10，其中，同时在连续的封装部件13、14对上执行制造工艺的连续步骤。载体10的移置可通过任何合适方法来执行，例如，通过利用可移动地布置的引脚(未示出)，引脚被安置为使得通过存在于载体10的中心部分11上的孔12而延伸，引脚可以被控制为使得以离散的步骤来移动载体10。基于在大规模生产中制造微电子封装1的这种方式，可应用具有用于执行不同步骤的不同站的生产线(未示出)，其中，在线中布置站，通过相对于站移置整个装置，将在形成过程中需要处理的微电子封装1的部分从一个站移动到另一个站。在原则上，本发明的范围内存在其他可能性，例如对载体10的所有封装部件13、14对都执行同一个工艺，并随着时间改变工艺，但这些可能性不太实用。

应注意，当已经提供了载体10时，不必须进行根据本发明的制造工艺的前三个步骤，即，以下步骤：提供线21、22、23，将线21、22、23的末端部分平坦化，以及将线21、22、23的其他末端部分弯曲。很可能在其他时间和地点进行这些步骤，例如不必刚好在微电子封装1制造工艺的其他步骤之前执行形成载体的过程。这样，在不同阶段执行制造工艺，其中在一个阶段，将线21、22、23处理为使得将准备好用在要制造的微电子封装1种。

上述制造微电子封装1方法的重要优点是，基于不同的线21、22、23得到构件21、22、23，构件21、22、23被布置为用于允许封闭的微电子器件30与另一器件(例如，印刷电路板)(未示出)之间的合适电接触，构件21、22、23常被称作引线21、22、23。这样，就达到了以下目的：引线21、22、23的实现不产生导电材料的浪费，其中所述导电材料可以是铜或其他金属。提供导电线21、22、23以及用于支撑线21、22、23的电绝缘部件13、14并通过夹紧线21、22、23的一部分来将线21、22、23保持在预定的相互位置，是制造引线框的传统工艺的廉价备选方案，在传统工艺中提供了金属薄板并将薄板的一部分去除。

上述制造微电子封装1的方式的另一个重要优点是：每条线21、22、23直接连接至微电子器件30的合适一侧，并且，如果希望使线21、22、23的自由末端部分处于单个水平面，则可将线21、22、23弯曲，这是由于以这种方式，不需要应用更复杂的方法来建立微电子器件30与线21、22、23之间的连接，具体地，被称为线接合的方法。

本领域技术人员清楚，本发明的范围不限于上述示例，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明范围的前提下，可以对本发明进行多种修改和改变。尽管在附图和说明中已详细示出和描述了本发明，然而认为这种示出和描述仅仅是说明性或示例性的而非是限制性的。本发明不限制于所公开的实施例。

上述例子涉及具有三条引线21、22、23的微电子封装1，除此之外，还可以仅使用两个导电构件21、22、23(例如，金属线或带)。当微电子器件30包括二极管时情况也是如此。在本发明的范围内，制造具有多于三条引线21、22、23的封装也是可行的。此外，应注意，可将封装的引线21、22、23弯曲，以使得引线21、22、23的自由末端部分安装在封装1要连接至的传统器件(例如印刷电路板)上。

在如基于图1所描述的例子中，仅有一个微电子器件30被封闭在封装部件13、14对的两个封装部件13、14之间。然而，这并不改变一个封装1可包括多于一个微电子器件30以及与所示微电子器件30连接的导电构件21、22、23的事实。

通过研究附图、说明书和所附权利要求，实践要求保护的发明的本领域技术人员可以理解并实现所公开的实施例的变体。在权利要求中，词语“包括”不排除其他步骤或元件。在互不相同的从属权利要求中阐述特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何参考标记不应构成对本发明范围的限制。

在前述中，公开了一种制造微电子封装1的方法，该方法包括步骤：提供包括电绝材料(例如，塑料)的两个部件13、14；提供包括导电材料的构件21、22、23；提供微电子器件30；将导电构件21、22、23和微电子器件30安置在电绝缘部件13、14上；以及将电绝缘部件13、14彼此相对放置，其中微电子器件30和导电构件21、22、23的一部分夹在电绝缘部件13、14之间。优选地，电绝缘部件13、14是单个载体10的一部分，其中，电绝缘部件13、14被可旋转地相对于彼此布置在载体10中的折叠线16上，将电绝缘部件13、14彼此相对放置的步骤包含在折叠线16上将电绝缘部件13、14朝向彼此旋转。在这种情况下，可以以最简单和精确的方式来操纵电绝缘部件13、14以及将部件13、14相对于彼此放置。

导电构件21、22、23将用作微电子封装1的引线，即，用于实现布置在封装1内部的微电子器件30与外界的接触的组件。具有所述步骤的方法的重要优点是提供了这样的引线21、22、23，其中不必提供传统引线框，而传统引线框具有在其制造工艺期间引起相当大的金属材料浪费的缺点。

此外，方法提供了将不同导电构件21、22、23连接至微电子器件30的合适的一侧的可能性，从而可以不必应用诸如线接合之类的相对复杂的连接方法。