專利名稱：半導體封裝，制造半導體封裝的方法，以及用于圖像傳感器的半導體封裝模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體封裝，更具體地說，涉及一種包含圖像傳感器的半
導體芯片的半導體封裝， 一種制造該半導體封裝的方法，以及一種用于圖像傳 感器的半導體封裝模塊。
背景技術：
包含CMOS圖像傳感器(CIS)的半導體封裝已廣泛用于近年來發(fā)展迅 猛的移動電話照相機或電荷耦合器件中。由于消費者對高性能、重量輕的簡單 配置的需求不斷增加，許多研究人員已致力于開發(fā)可用于芯片尺寸封裝(CSP) 的半導體封裝，以便將半導體封裝安裝在印刷電路板(PCB)上。傳統(tǒng)上，已將陶瓷封裝和塑料封裝用作圖像傳感器的CSP。圖1是用于圖像傳感器的傳統(tǒng)陶瓷封裝的橫截面圖。參照圖1，使用環(huán)氧樹脂膠粘劑16將半導體芯片12安裝在封裝底部 lla上。封裝底部lla由陶瓷材料制成。沿半導體芯片12頂面的邊緣形成多 個焯盤12a。在封裝底部lla上形成多個外部引腳15和多個內(nèi)部引腳17。 外部引腳15的功能是作為連接部分，可通過電氣方式連接到PCB (未顯示) 的特定電路上，而內(nèi)部引腳17同樣作為連接部分，可通過多個焊線13以電 氣方式連接到焊盤12a上。封裝壁部分lib由陶瓷材料制成，與半導體芯片 12分開。透明板14 (例如，玻璃板)安裝在封裝壁部分Ub上。但是，由于上述陶瓷封裝在結(jié)構上很復雜，因此在制造重量輕、簡單的陶 瓷封裝方面存在特定的限制。同樣，由于陶瓷材料很昂貴，并且是以單一單元 的形式制造陶瓷封裝，因此生產(chǎn)成本進一步提高。圖2是用于圖像傳感器的傳統(tǒng)塑料封裝的橫截面圖。參照圖2，使用膠粘劑26將帶有外部引腳25的半導體芯片22安裝在 環(huán)氧塑封料(EMC)密封劑21的中央平面上。沿半導體芯片22頂面的邊緣 形成多個焊盤22a。外部引腳25穿過密封劑21在封裝的內(nèi)部空間形成內(nèi)部 引腳端部27。內(nèi)部引腳端部27通過焊線23以電氣方式連接到焊盤22a。同 時，透明板24(例如，玻璃板)與半導體芯片22分開，并安裝在密封劑21的內(nèi)壁上。與陶瓷封裝類似，塑料封裝在結(jié)構上也很復雜，因此很難制造足夠輕而簡 單的塑料封裝。因此，有必要開發(fā)一種用于圖像傳感器的半導體封裝，其具有
如下特點比用于圖像傳感器的傳統(tǒng)半導體封裝更輕、更簡單，并且可通過簡 單流程制造以降低成本，并適合批量生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明提供一種半導體封裝，其具有簡單輕便的特征，并克服了傳統(tǒng)問題。同樣，本發(fā)明提供一種使用簡化的流程、以低生產(chǎn)成本制造半導體封裝的方法。而且，本發(fā)明提供一種采用上述半導體封裝的用于圖像傳感器的半導體封 裝模塊。
技術方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導體封裝，其中包括用于安裝半導體 芯片的安裝部分，安裝部分支持半導體芯片。半導體芯片包括沿其邊緣排列的 多個焊盤，其粘接在安裝部分上。多個引腳與半導體芯片的側(cè)壁分開，其高度 高于半導體芯片。密封劑用于固定安裝部分和引腳，封裝半導體封裝的底面和 側(cè)壁，并露出引腳的頂面和底面。焊線將半導體芯片的焊盤與引腳的裸露頂面 連接在一起。同時，半導體芯片可以進一步包括透明板，其粘接在引腳上，并與半導體 芯片間隔預定空間。透明板可以由不透明板代替，后者采用金屬或塑料制成。 可以使用透明材料填充該預定空間，例如，透明環(huán)氧材料，以封裝半導體芯片。 如果使用透明材料，則可以安裝或不安裝透明板。安裝部分可以與使用相同材料(例如，環(huán)氧塑封料-EMC)的密封劑形成 一體。安裝部分可以是引腳框架墊，其采用的材料與引腳相同，并與引腳分開。半導體封裝可以進一步包括位于引腳裸露頂面和底面上的電鍍層。焊線可 以連接到位于引腳頂面上的電鍍層。電鍍層可以全部或部分地覆蓋引腳的頂面。密封劑可以進一步包括覆蓋引腳頂面除引腳之外的突起。密封劑還可以進 一步包括延伸到引腳頂面未被電鍍層覆蓋的部分的突起。部分地覆蓋引腳頂面 的電鍍層優(yōu)選位于引腳頂面與半導體芯片相鄰的部分，以便于電鍍層與焊線連 接。密封劑的突起可以延伸到覆蓋在引腳頂面上形成的電鍍層。[18]同時，可以使用膠粘劑將半導體芯片粘接在安裝部分的頂面，而半導體封 裝的密封劑可以進一步包括在安裝部分頂面沿半導體芯片周圍形成的突起，或 密封劑向半導體芯片伸出并向內(nèi)圍繞半導體芯片的延伸部分，以避免膠粘劑向 引腳溢出。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種制造半導體封裝的方法。該方法包 括準備引腳框架，其包括多個單元，每個單元包括向內(nèi)部空間伸出的多個引腳。 每個單元是使用密封劑模制的，以裸露引腳的頂面和底面，并封裝半導體封裝 的側(cè)壁和底部。包括多個焊盤的半導體芯片粘接在半導體封裝的底部，位于引 腳之間。引腳通過引線焊接在半導體芯片的焊盤上。然后，透明板粘接在引腳 上方，與半導體芯片間隔預定空間。通過切割過程將每個單元與引腳框架分開。引腳框架可以包括引腳框架墊，其與引腳分開，并位于引腳之間。在這種 情況下，半導體芯片可以粘接在引腳框架墊上。如果引腳框架不包含引腳框架 墊，則半導體芯片可以粘接到密封劑底部在成型過程中形成的平面區(qū)域上。在模制每個單元之后和粘接半導體芯片之前，此方法可以進一步包括在引 腳的裸露頂面上形成電鍍層，以提高引腳與半導體芯片的粘接強度。同樣，在 引腳上方粘接透明板之后，此方法可以進一步包括在引腳的裸露底面上形成焊 料電鍍層。或者，在模制每個單元之后和粘接半導體芯片之前，此方法可以進一步包 括在引腳的裸露底面和頂面上同時形成包括(舉例來說)PPF(Ni/Pd/Au)、 Au和 Ag的電鍍層。透明板可以分別粘接在每個單元中的引腳上方?；蛘?，可以在整個引腳框 架的引腳上方粘接透明板，然后在切割過程中將透明板分隔為與各個單元相對 應的部分。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種用于圖像傳感器的半導體封裝模 塊。該模塊包括印刷電路板(PCB);安裝在PCB上的半導體封裝；以及位于 半導體封裝上方的透鏡架。半導體封裝包括用于安裝半導體芯片的安裝部分。 安裝部分用于支持半導體芯片。半導體芯片包括沿其邊緣排列的多個焊盤，其 粘接在安裝部分上。多個引腳與半導體芯片的側(cè)壁分開，其高度高于半導體芯 片。密封劑用于固定安裝部分和引腳，封裝半導體封裝的底面和側(cè)壁，并露出 引腳的頂面和底面。焊線將半導體芯片的焊盤與引腳的裸露頂面連接在一起。 透明板粘接在引腳上方，與半導體芯片間隔預定空間。透鏡架可以粘接在半導體封裝的引腳的頂面上，或直接粘接在PCB上。[26]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種半導體封裝，其半導體芯片包含多 個焊盤。多個引腳與半導體芯片的側(cè)壁分開，其底面與半導體芯片的底面基本 在同一平面上。多個悍線以電氣方式將半導體芯片的焊盤與引腳相連接。密封 劑用于固定和封裝半導體芯片、焊線和引腳，并暴露半導體芯片的底面和引腳 的底面。密封劑可以使用透明材料制成。密封劑可以高于引腳的頂面。同樣，引腳 可以高于或低于半導體芯片。半導體封裝可以進一步包括位于引腳裸露頂面上的上電鍍層；以及位于引 腳裸露底面上的下電鍍層。焊線可以連接到位于引腳頂面上的上電鍍層。半導體封裝可以進一步包括位于半導體芯片底面上的半導體芯片墊。半導 體芯片墊的底面可以與引腳的底面基本在同一平面上。而且，半導體封裝包括至少兩個使用膠粘劑垂直堆疊的半導體封裝，其中 每個半導體封裝與上述半導體封裝相同。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種制造半導體封裝的方法。該方法包 括準備引腳框架，該引腳框架包括多個向內(nèi)部空間突起的引腳。載帶粘接在引 腳框架的底面上。半導體芯片粘接在暴露于引腳框架內(nèi)部空間中的載帶上。使 用焊線將引腳以電氣方式連接到半導體芯片上。使用密封劑將引腳、焊線和半 導體芯片封裝起來。從半導體芯片上移除載帶。在將載帶粘接到引腳框架的底面上之前，此方法可以進一步包括在引腳的 頂面上形成上電鍍層，以及在引腳的底面上形成下電鍍層。在移除載帶之前， 可以通過切割過程將引腳框架分割到各個半導體封裝。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種用于圖像傳感器的半導體封裝模 塊。該模塊包括半導體封裝；以及安裝在半導體封裝上方的透鏡架。半導體封 裝包括半導體芯片，后者包括多個焊盤。多個引腳與半導體芯片的側(cè)壁分開， 其底面與半導體芯片的底面基本在同一平面上。多個焊線以電氣方式將半導體 芯片的焊盤與引腳相連接。密封劑用于固定和封裝半導體芯片、焊線和引腳， 并暴露半導體芯片的底面和引腳的底面。半導體封裝模塊可以進一步包括粘接半導體封裝的PCB。 PCB可以包括 尺寸大于半導體封裝的半導體芯片的開口，半導體封裝可以粘接在PCB的底 面上。
有利效果[35]本發(fā)明可廣泛應用于半導體封裝，特別是用于圖像傳感器的半導體封裝模 塊。最重要的是，根據(jù)本發(fā)明，可以使用簡單流程并以較低的生產(chǎn)成本制造重 量輕、配置簡單的半導體封裝。
圖1是傳統(tǒng)陶瓷半導體封裝的橫截面圖；圖2是另一個傳統(tǒng)塑料半導體封裝的橫截面圖；圖3A至3C分別是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的半導體封裝的橫截面 圖、平面圖和仰視圖；圖3D是圖3A所示的半導體封裝的改進實施例的橫截面圖；圖4A至4C分別是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的半導體封裝的橫截面 圖、平面圖和仰視圖；圖4D是圖4A所示的半導體封裝的改進實施例的橫截面圖；圖4E是圖4A所示的半導體封裝的另一個改進實施例的橫截面圖；圖5A和5B分別是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的半導體封裝的橫截面圖 和平面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝的橫截面圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝與透鏡架組合的橫 截面圖；圖8是安裝圖3A中的半導體封裝的印刷電路板(PCB)的橫截面圖；圖9A是用于制造圖3A中的半導體封裝的引腳框架的平面圖；圖9B至9K是沿著圖9A中的A-A'線所作的橫截面圖，其示范性地 說明了制造圖3A中的半導體封裝的過程；圖10A至10C是沿著圖9A中的A-A'線所作的橫截面圖，其示范性 地說明了制造圖3A中的半導體封裝的另一個過程；圖11A至11C分別是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝的平面 圖、仰視圖和橫截面圖；圖12是圖11C所示的半導體封裝的改進實施例的橫截面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝的橫截面圖，其通過堆 疊如圖12所示的兩個半導體封裝制成；[53]圖14是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝的橫截面圖，其通過將 圖12中的半導體封裝粘接到PCB的底面制成；圖15是圖12所示的半導體封裝的改進實施例的橫截面圖；圖16是圖11C所示的半導體封裝的另一個改進實施例的橫截面圖；圖17A和17B分別是圖11C所示的半導體封裝的又一個改進實施例 的橫截面圖和仰視圖；圖18是用于圖像傳感器的半導體封裝模塊的橫截面圖，其中根據(jù)本發(fā)明 的又一個實施例的半導體封裝與透鏡架組裝在一起；圖19是用于制造圖11C所示的半導體封裝的引腳框架的平面圖；圖20A至20F是沿著圖19的C-C，線所作的橫截面圖，其示范性地說 明了制造圖11C所示的半導體封裝的過程。
具體實施例方式下面將參考附圖更詳細地說明本發(fā)明的示范性實施例。但是，本發(fā)明可以 不同的形式實施，而不應解釋為限于本發(fā)明所述的實施例。確切地說，提供這 些實施例是為了使本發(fā)明的公開詳盡、完整，并且向本領域的技術人員完整地 傳達本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清晰顯示而放大了層的厚度和區(qū)域。還應 該了解的是，當某個層被指位于另一層或基片"之上"時，它可以是直接位于另 一層或基片之上，或中間插入其他層。相同的參考編號在整個說明書中用于表 示相同的元件。圖3A至3C分別是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于圖像傳感器的半導 體封裝的橫截面圖、平面圖和仰視圖。具體來說，圖3B是粘接透明板34之 前或形成上電鍍層38之前的半導體封裝的平面圖，圖3C是顯示形成下電鍍 層37之前或之后的半導體封裝的底面的仰視圖。上電鍍層38和下電鍍層37 在引腳35的裸露部分形成。參照圖3A至3C，半導體封裝的底部包括密封劑31，其具有預定厚度 和平坦的頂面。在半導體封裝底部的各個側(cè)面上形成達到預定高度的側(cè)壁部分。 半導體封裝的側(cè)壁部分包括多個引腳35，其具有預定高度和用于固定引腳35 的密封劑31。構成半導體封裝底部的密封劑31與構成半導體封裝側(cè)壁部分的 密封劑31形成一體。例如，密封劑31可以由環(huán)氧塑封料(EMC)制成，以 封裝半導體封裝的底部和側(cè)壁部分。通過密封劑31封裝和固定的引腳35的 頂面和底面未通過密封劑31封裝，而是暴露在外。構成半導體封裝底部的密封劑31可作為安裝部分，使用膠粘劑36在上面安裝半導體芯片32。膠粘劑 36可以采用(舉例來說)環(huán)氧樹脂膠粘劑。同時，與半導體芯片32分開的引腳35可以高于半導體芯片32。也就 是說，可以適當?shù)剡x擇引腳35的高度或安裝部分的高度，以使引腳35的頂 面比半導體芯片32的頂面高。半導體芯片32包括CMOS圖像傳感器(CIS),后者是一種用于移動電 話照相機和CCD的光電二極管(PD)。沿半導體芯片32頂面的邊緣形成多個 焊盤32a。焊盤32a可以電氣方式連接到外部電路。焊盤32a通過焊線33以 電氣方式連接到引腳35的裸露頂面。在本發(fā)明中，在引腳35的裸露頂面上 形成由采用像金(An)或銀(Ag)這樣的金屬材料制成的上電鍍層38，以確保 引腳35可靠地粘接在由像鋁(Al)或金(Au)這樣的金屬制成的焊線33 上。在圖3B中，參考編號35(38)顯示了上電鍍層38在引腳35上形成的 情況。同時，在引腳35的裸露底面上形成焊膏層(圖8中的71)和下電鍍 層37。下電鍍層37可以(舉例來說)是錫鉛焊料電鍍層，以提高焊膏層71與 引腳35的焊料附著力。本發(fā)明不限于上述說明，上電鍍層38可以是預鍍框 架(PPF)電鍍層，采用鎳(Ni)、鈀(Pd)制成，來代替像金(Au)或銀(Ag)這 樣的金屬。同樣，下電鍍層37可以不采用錫鉛焊料電鍍層，而是采用由鎳 (Ni)、鈀(Pd)和金(Au)制成的PPF電鍍層。允許光線透過的透明板34 (例如，玻璃板)可使用膠粘劑39粘接在上 電鍍層38上。這樣，就制作完成了用于圖像傳感器的無鉛半導體封裝，其包 括特定的密封空間30。圖3D是圖3A所示的半導體封裝的改進實施例的橫截面圖。圖3D中的半導體封裝大體上類似于圖3A中的半導體封裝，只是密封 劑31包括沿半導體芯片32四周形成的突起31c，突起位于上面安裝了半導 體芯片32的密封劑31底部頂面的一部分上。當半導體芯片32與密封劑31 底部頂面接觸時，導電膠粘劑36 (例如，環(huán)氧銀膠粘劑)可能溢出并接觸相鄰 的引腳35。在這種情況下，突起31c可避免膠粘劑36和引腳35之間發(fā)生 短路。圖4A至4C分別是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的半導體封裝的橫截面 圖、平面圖和仰視圖。具體來說，圖4B是粘接透明板34之前或形成上電鍍 層38之前的半導體封裝的平面圖，圖4C是顯示半導體封裝的底面的仰視 圖。在圖4A至4C中，相同的參考編號用于表示圖3A至3C中相同的元件，將部分省略對相同元件的重復說明。參照圖4A至4C，在半導體封裝底部的中心形成具有預定厚度和平坦頂 面的引腳框架墊35a。引腳框架墊35a可以采用與引腳35相同的材料制成。 同樣，引腳框架墊35a可以半蝕刻以低于引腳35，以便牢靠地安裝半導體芯 片32，并使半導體封裝制造得薄而簡單。引腳框架連接條35b安裝在引腳框 架墊35a的各個角上，以便將引腳框架墊35a與引腳框架的主體連接起來。 在半導體封裝底部的各個側(cè)面上形成達到預定高度的側(cè)壁部分。半導體封裝的 側(cè)壁部分包括多個引腳35，其具有預定高度和用于固定引腳35的密封劑31。 半導體封裝的底部和側(cè)壁部分通過引腳框架墊35a、連接條35b和用于固定和 封裝引腳35的密封劑31形成一個整體。通過密封劑31封裝和固定的引腳 35的頂面和底面未通過密封劑31封裝，而是暴露在外。在半導體封裝底部形 成的引腳框架墊35a可作為安裝部分，在上面安裝半導體芯片32。因而，引 腳框架墊35可以牢固地支撐半導體芯片32，并使半導體芯片32在操作過程 中產(chǎn)生的熱量可以有效地發(fā)散。同時，在引腳35的裸露底面上形成下電鍍層37，以提高焊膏層(圖8中 的71)與引腳35的焊料附著力。下電鍍層37可以采用(舉例來說)錫鉛焊 料電鍍層。同時，在引腳框架墊35a的裸露底面上也形成了下電鍍層37。圖4D是圖4A所示的半導體封裝的改進實施例的橫截面圖。圖4D中的半導體封裝大體上類似于圖4A中的半導體封裝，只是密封 劑31包括沿安裝了半導體芯片32的引腳框架墊35a的四周形成的突起 31d。當半導體芯片32與引腳框架墊35a的頂面接觸時，導電膠粘劑36 (例 如，環(huán)氧銀膠粘劑)可能溢出并接觸相鄰的引腳35。在這種情況下，突起31d 可避免膠粘劑36和引腳35之間發(fā)生短路。圖4E是圖4A所示的半導體封裝的另一個改進實施例的橫截面圖。圖4E中的半導體封裝大體上類似于圖4D中的半導體封裝，只是密封 劑31包括沿引腳框架墊35a和半導體芯片32的側(cè)壁周圍向半導體芯片32 內(nèi)延伸的擴展部分。當半導體芯片32與引腳框架墊35a的頂面接觸時，導電 膠粘劑36 (例如，環(huán)氧銀膠粘劑)可能溢出并接觸相鄰的引腳35。在這種情 況下，擴展部分可避免膠粘劑36和引腳35之間發(fā)生短路。圖5A和5B分別是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝的橫截面 圖和平面圖。圖5B是粘接透明板34之前的平面圖。在圖5A和5B中，相 同的參考編號用于表示與圖3A至3D中相同的元件，將部分省略對相同元件的重復說明。參照圖5A和5B，半導體封裝的底部和側(cè)壁部分與參照圖3A說明的半 導體封裝的底部和側(cè)壁部分類似。但是，在本實施例中，上電鍍層38只在引 腳35的部分裸露頂面上形成，而從密封劑31延伸出的密封劑突起31a在引 腳35的裸露頂面的其余部分形成，其上形成了上電鍍層38。同樣，膠粘劑39 只在密封劑突起3la的頂面上形成。為便于使用焊線33進行引線焊接處理， 在引腳35頂面與半導體芯片32相鄰的位置形成上電鍍層38。因而，由于膠 粘劑39沒有在上電鍍層38上形成，因此可以方便地檢測焯線33是否牢固 地焊接到上電鍍層38。在引腳35的裸露底面上形成下電鍍層37 (例如，錫鉛焊料電鍍層)，以 提高焊料的粘合力。雖然圖5A中未顯示，但為了避免由于膠粘劑36溢出導致膠粘劑36和 引腳35之間發(fā)生短路，密封劑31可以進一步包括在其安裝半導體芯片32 的部分沿半導體芯片32周圍伸出預定高度的突起。圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝的橫截面圖。圖6中的半導體封裝與圖3A中的半導體封裝的不同之處在于，在上電 鍍層38上另外形成了密封劑31b。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝與透鏡架組合的橫 截面圖。參照圖7，半導體封裝的底部和側(cè)壁部分與參照圖3A說明的半導體封裝 的底部和側(cè)壁部分類似。盡管未在圖7中顯示，但可以在半導體封裝的底部形 成引腳框架墊35a，以便將半導體芯片32安裝在引腳框架墊35a上，如參照 圖4A所述。在本實施例中，在引腳35的裸露頂面上形成上電鍍層38，并 使用膠粘劑39將透明板34粘接在上電鍍層38的部分區(qū)域上。使用膠粘劑 61將透鏡架60粘接在上電鍍層38未粘接透明板34的其余部分。用于照相 機的透鏡62與透鏡架60組裝在一起。用于組合透鏡架60的半導體封裝可 以通過焊膏層(圖8中的71)的方式安裝在PCB上，稍后將對其進行說明。圖8是安裝圖3A中的半導體封裝的PCB70的橫截面圖。參照圖8，在下電鍍層37下形成焊膏層71，半導體封裝安裝在PCB70 上。透鏡架60'粘接在PCB 70上以包圍半導體封裝。用于照相機的透鏡62 與透鏡架60'組裝在一起。[85]圖9A是用于制造圖3A中的半導體封裝的引腳框架81的平面圖，而 圖9B至9K是沿著圖9A中的A-A'線所作的橫截面圖，其示范性地說明 了制造圖3A中的半導體封裝的過程。下面將參照圖9A至9K詳細說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例制造半導體 封裝的過程。參照圖9A和9B，制造了包括多個單元82的引腳框架81。引腳框架 81可采用銅、包含鐵或鎳的銅化合物中的任意一種制成。在每個單元82上形 成多個引腳35。每個引腳35向中央空間30伸出預定長度。在本發(fā)明中，引 腳框架81的厚度，即引腳35的厚度可以大于半導體芯片32的厚度，如圖 3A所示，其范圍從幾十pm到數(shù)百pm或更大。參照圖9B和9C，執(zhí)行環(huán)氧塑封處理以形成由EMC制成的密封劑31。 密封劑31在每個單元82的引腳35之間的中央空間30下構成半導體封裝 的底部。同時，密封劑31填充在引腳35之間以固定引腳35并形成半導體 封裝的側(cè)壁部分。參照圖9D，可選擇性地僅在引腳35頂面未被密封劑31覆蓋的部分形 成上電鍍層38。參照圖9E，可選擇性地在密封劑31的頂面形成膠粘劑36，從而構成半 導體封裝的底部。參照圖9F，將半導體芯片32粘接在位于密封劑31上的膠粘劑36上。 用于圖像傳感器的半導體芯片32包括沿半導體芯片32的頂面邊緣形成的多 個焊盤32a。參照圖9G，引腳53未被密封劑31覆蓋的頂面通過焊線33引線焊接 到焊盤32a上，焊線33由鋁(Al)或金(Au)制成。參照圖9H,膠粘劑39涂覆在上電鍍層38的頂面上。參照圖91，透明板34 (例如，玻璃板)安裝在每個單元82的膠粘劑39 上。參照圖9J，在引腳35未被密封劑31覆蓋的底面上形成下電鍍層37。參照圖9K，通過切割過程將每個半導體封裝與引腳框架81分開，從而 完成圖3A所示的半導體封裝的制造過程。圖10A至10C是沿著圖8A中的A-A'線所作的橫截面圖，其示范性 地說明了制造圖3A中的半導體封裝的另一個過程。在上電鍍層38上形成膠粘劑39之前的過程與參照圖9A至9H說明的過程相同，因此說明將從后續(xù) 流程開始。參照圖IOA，在上電鍍層38上形成膠粘劑39之后，將單個透明板90 粘接在整個引腳框架81上的上電鍍層38上，這與參照圖91中的說明不同。參照圖IOB，選擇性地僅在引腳35未被密封劑31覆蓋的底面上形成下 電鍍層37。參照圖IOC，通過切割過程將每個半導體封裝與引腳框架81分開，從而 完成半導體封裝的制造過程。圖IIA至11C分別是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的半導體封裝的平面 圖、仰視圖和橫截面圖。在圖11A和11B中，為簡便起見沒有顯示上電鍍層 133和下電鍍層131，但其參考編號133和131放在引腳132的參考編號旁 邊的括號中。同樣，雖然引腳132、焊線138和半導體芯片134覆蓋了密封 劑140，在圖11A中仍然顯示了引腳132、焊線138和半導體芯片134，以 演示引腳132的排列方式。圖11C是沿著圖11A中的B-B'線所作的橫截 面圖。參照圖11A至IIC，半導體芯片134安裝在半導體封裝的中心并與多個 引腳132封裝在一起，彼此分開。沿半導體芯片134的頂面邊緣形成多個焊 盤136。在各個引腳132的頂面形成上電鍍層133，在各個引腳的底面形成下 電鍍層131。同樣，上電鍍層133通過焊線138以電氣方式連接到半導體芯片134 的焊盤136，密封劑140形成組合結(jié)構以封裝和固定引腳132和半導體芯片 134。如圖11C所示，半導體芯片134的底面可與引腳132的底面大體位于 同一平面，或與在引腳132的底面上形成的下電鍍層131的底面大體位于同 一平面。密封劑140使用透明材料制成，如EMC。在本實施例中，安裝在半導體 芯片134周圍并與其隔開的引腳的高度髙于半導體芯片132的頂面的高度。 半導體芯片134包括CIS，這是一種用于移動電話照相機和CCD的光電二 極管。沿半導體芯片134頂面的邊緣形成多個焊盤136，并以電氣方式連接到 外部電路。焊盤136分別通過焊線138以電氣方式連接到引腳132的裸露頂 面。在本發(fā)明中，在引腳132的裸露頂面上形成上電鍍層133，以提高引線132 與使用Al或Au制成的焊線138之間的粘合力。在這種情況下，下電鍍層133可以采用諸如金、銀或鎳鈀合金之類的金屬制成。同時，與上電鍍層133采用相同材料的下電鍍層131可以在引腳132 的裸露底面上形成。或者，下電鍍層131可采用錫鉛焊料電鍍層，以提高半導 體封裝與將在上面安裝半導體封裝的基片(未示出)之間的焊料粘合力。在另 一種情況下，上電鍍層133可以采用由鎳、鈀和金制成的PPF電鍍層，以代 替金或銀。同樣，下電鍍層131可以不采用錫鉛焊料電鍍層，而是采用由鎳、 鈀和金制成的PPF電鍍層。圖12是圖11C所示的半導體封裝的改進實施例的橫截面圖。圖12中的半導體封裝大體上與圖11C中的半導體封裝類似，只是密封 齊IJ 140的高度幾乎與安裝在半導體芯片134周圍的引腳132的高度相同，或 與涂覆在引腳132頂面上的上電鍍層133的高度相同。圖13是通過堆疊如圖12所示的兩個半導體封裝而制成的堆疊式半導 體封裝的橫截面圖。在本發(fā)明中，可以通過在其間涂抹膠粘劑142來垂直地堆 疊兩個或兩個以上半導體封裝，以形成堆疊式半導體封裝。圖14是通過使用膠粘劑144將圖12中的半導體封裝粘接到PCB 146 的底面制成的半導體封裝的橫截面圖。參照圖14，在PCB146上形成用于透光的開口。為了提高透光率，形成 的開口可以大于粘接在PCB 146底面上的半導體封裝的半導體芯片134的 大小。圖15是圖12所示的半導體封裝的改進實施例的橫截面圖。圖15中的半導體封裝大體上類似于圖12中的半導體封裝，只是半導體 芯片134的底面與引腳132的底面位于同一平面上，并在引腳132的底面上 進一步形成下電鍍層131。圖16是圖11C所示的半導體封裝的另一個改進實施例的橫截面圖。圖16中的半導體封裝大體上類似于圖11C中的半導體封裝，只是安裝 在半導體芯片134周圍的引腳132a的高度或在引腳132a的頂面上形成的 上電鍍層133a的高度低于半導體芯片134的高度。圖17A和17B分別是圖11C所示的半導體封裝的又一個改進實施例 的橫截面圖和仰視圖。圖17A和17B中的半導體封裝大體上類似于圖11B和11C中的半導 體封裝，只是引腳框架的形狀不同。具體來說，在引腳框架中的引腳132之間形成晶片焊墊132b，使用膠粘劑(未示出)將半導體芯片134安裝在晶片焊 墊132b上。晶片焊墊132b采用與引腳132相同的材料制成，其高度低于引 腳132。因而，圖17A和17B中的半導體封裝與圖11B和11C中的半導 體封裝的不同之處在于，如果在引腳132的底面上形成下電鍍層131，則在晶 片焊墊132b的底面上也形成晶片焊墊電鍍層131a。在本實施例中，晶片焊墊 電鍍層131a的底面與引腳132的底面或在引腳132的底面上形成的下電鍍 層131的底面位于同一平面上。[117]圖18是半導體封裝模塊的橫截面圖，其中根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的 半導體封裝與透鏡架組裝在一起。在本實施例中，示范性地說明半導體封裝與 圖11C中圖示的半導體封裝相同。但是，本發(fā)明并不限于此，如圖12至17A 中所示的任何其他半導體封裝同樣適用于圖18中的半導體封裝模塊。[118]參照圖18，使用膠粘劑(未示出)沿與圖11C所示相同的半導體封裝的 邊緣粘接透鏡架150。透鏡架150與照相機的透鏡152組裝在一起。與透鏡 架150組裝在一起的上述半導體封裝可以安裝在基片(未示出)上，如PCB。[119]下面將參照圖19和20A至20F詳細說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例制 造半導體封裝的過程。[120]圖19是用于制造圖11C所示的半導體封裝的引腳框架130的平面圖， 圖20A至20F是沿著圖19的C-C'線所作的橫截面圖，其示范性地說明了 制造圖11C所示的半導體封裝的過程。[121]參照圖19，制造了引腳框架130，其中排列了多個單元。引腳框架130可 采用銅、包含鐵或鎳的銅化合物中的任意一種制成。在每個單元上形成多個引 腳132。各個引腳132向內(nèi)部空間135伸出預定長度。在本發(fā)明中，引腳框 架130的厚度，即引腳132的厚度可以大于半導體芯片134的厚度，如圖 11C所示，其范圍從幾十nm到數(shù)百pm或更大。但是，引腳132a的厚度 可以小于半導體芯片132的厚度，如圖16所示。[122]參照圖20A，在引腳132的頂面上形成上電鍍層133，在引腳132的底 面上形成下電鍍層131。上電鍍層133和下電鍍層131可以使用相同或單獨 的流程制成。在引腳132的裸露頂面上形成上電鍍層133，以提高引腳132與 采用鋁或金制成的焊線138 (參見圖20D)之間的粘合力。在這種情況下，上 電鍍層133可以采用諸如金、銀或鎳鈀合金之類的金屬制成。同時，與上電鍍 層133采用相同材料的下電鍍層131可以在引腳132的裸露底面上形成。或 者，下電鍍層131可采用錫鉛焊料電鍍層，以提高半導體封裝與將在上面安裝半導體封裝的基片(未示出)之間的焊料粘合力。在另一種情況下，上電鍍層133 可以采用由鎳、鈀和金制成的PPF電鍍層，以代替金或銀。同樣，下電鍍層131 可以不采用錫鉛焊料電鍍層，而是采用由鎳、鈀和金制成的PPF電鍍層。[123]參照圖20B,粘性和彈性帶160粘接在引腳框架130的底面上。[124]參照圖20C，預先制造的半導體芯片134粘接在彈性帶160上，其位于 在引腳框架130的各個單元中的引腳132之間形成的內(nèi)部空間135中。[125]參照圖20D，在半導體芯片134的頂面上形成的焊盤136使用焊線138 引線焊接到位于引腳132頂面上的上電鍍層133，從而使焊盤136可以電氣 方式連接到上電鍍層133。[126]參照圖20E，由EMC制成的密封劑140用于固定和封裝半導體芯片 134、焊線138和引腳132。[127]參照圖20F，在形成密封劑140之后，使用刀片執(zhí)行切割過程，將各個 單元與引腳框架130分開，并移除彈性帶160。至此，根據(jù)本發(fā)明的半導體封 裝己制作完成。[128]盡管上文已參照示范性實施例具體說明和描述了本發(fā)明，但本領域的技術 人員應了解，可在不脫離所附權利要求書界定的本發(fā)明的主旨和范圍的情況下， 對本發(fā)明的形式和細節(jié)進行各種修改。例如，可以根據(jù)半導體芯片134的厚度 適當?shù)剡x擇引腳132的高度和密封劑140的高度。同樣，雖然說明密封劑140 由透明環(huán)氧材料制成，但本發(fā)明不限于此，因此密封劑140可以采用其他多種 塑封材料制成。而且，參照圖19和20A至20F說明使用引腳框架130而 不使用晶片焊墊制造半導體封裝的過程。但本發(fā)明不限于此，可以參照圖17A 和17B中的說明使用引腳框架來制造半導體封裝，其中在引腳之間的內(nèi)部空 間中形成晶片焊墊。工業(yè)適用性[129]本發(fā)明可廣泛應用于半導體封裝，特別是用于CMOS圖像傳感器(CIS) 的半導體封裝模塊，CIS廣泛應用于移動電話照相機或電荷耦合器件(CCD)。
權利要求
1.一種半導體封裝，包括安裝部分，在其上面安裝半導體芯片，其中安裝部分支持半導體芯片；半導體芯片，包括沿其邊緣排列的多個焊盤，其中半導體芯片粘接在安裝部分上；多個引腳，與半導體芯片的側(cè)壁分開，其高度高于半導體芯片；密封劑，用于固定安裝部分和引腳，封裝半導體封裝的底面和側(cè)壁，并露出引腳的頂面和底面；以及焊線，用于將半導體芯片的焊盤與引腳的裸露頂面連接在一起。
2. 如權利要求1所述的封裝，其中安裝部分與使用相同材料的密封劑形 成一體。
3. 如權利要求1所述的封裝，其中安裝部分采用與引腳相同的材料制成， 并與引腳分開。
4. 如權利要求1所述的封裝，進一步包括位于引腳裸露頂面和底面上的 電鍍層，其中焊線連接到位于引腳頂面上的電鍍層。
5. 如權利要求4所述的封裝，其中位于引腳裸露頂面上的電鍍層部分地 覆蓋引腳的頂面。
6. 如權利要求5所述的封裝，其中密封劑進一步包括延伸到引腳頂面未 被電鍍層覆蓋的部分的突起。
7. 如權利要求4所述的封裝，進一步包括在電鍍層的頂面上形成的密封劑。
8. 如權利要求1所述的封裝，其中使用膠粘劑將半導體芯片粘接在安裝 部分的頂面上，而且膠粘劑進一步包括在安裝部分頂面沿半導體芯片周圍形成的突起，或密封 劑向半導體芯片伸出并向內(nèi)圍繞半導體芯片的延伸部分，以避免膠粘劑向引腳 溢出。
9. 如權利要求1所述的封裝，其中引腳的外部側(cè)壁裸露。
10. 如權利要求1所述的封裝，進一步包括粘接在引腳上并覆蓋半導體芯 片的透明板。
11. 如權利要求1所述的封裝，進一步包括粘接在引腳上并覆蓋半導體芯 片的不透明板。
12. —種制造半導體封裝的方法，包括準備引腳框架，其包括多個單元，每個單元包括向內(nèi)部空間伸出的多個引腳；使用密封劑將各個單元密封起來，以裸露引腳的頂面和底面，并封裝半導 體封裝的側(cè)壁和底部；將包括多個焊盤的半導體芯片粘接在半導體封裝的底部，位于引腳之間；將引腳通過引線焊接到半導體芯片的焊盤上；封裝半導體芯片；以及通過切割過程將每個單元與弓I腳框架分開。
13. 如權利要求12所述的方法，其中引腳框架包括位于引腳之間并與引 腳分開的引腳框架墊，半導體芯片粘接在引腳框架墊上。
14. 如權利要求12所述的方法，其中在模制各個單元之后和粘接半導體 芯片之前，進一步包括在引腳的裸露頂面上形成電鍍層。
15. 如權利要求12所述的方法，其中形成電鍍層包括僅在引腳的部分頂 面上形成電鍍層。
16. 如權利要求14所述的方法，進一步包括在電鍍層上涂覆密封劑。
17. 如權利要求14所述的方法，進一步包括在引腳的裸露頂面上形成電 鍍層的過程中在引腳的裸露底面上形成電鍍層。
18. 如權利要求12所述的方法，進一步包括 在引腳上方粘接透明板；以及 在引腳的裸露底面上形成焊料電鍍層。
19. 如權利要求12所述的方法，其中半導體芯片的封裝包括在引腳上方 粘接透明板，其與半導體芯片間隔預定空間。
20. 如權利要求19所述的方法，其中透明板粘接在每個單元的引腳上方。
21. 如權利要求19所述的方法，其中在整個引腳框架的引腳上方粘接透 明板，然后在切割過程中將透明板分隔為與各個單元相對應的部分。
22. —種用于圖像傳感器的半導體封裝模塊，該模塊包括印刷電路板；安裝在印刷電路板上的半導體封裝；以及安裝在半導體封裝上方的透鏡架，其中半導體封裝包括安裝部分，在上面安裝半導體芯片，其中安裝部分支持半導體芯片； 半導體芯片，包括沿其邊緣排列的多個焊盤，半導體芯片粘接在安裝部分上；多個引腳，與半導體芯片的側(cè)壁分開，其高度高于半導體芯片；密封劑，用于固定安裝部分和引腳，封裝半導體封裝的底面和側(cè)壁，并露 出引腳的頂面和底面；焊線，用于將半導體芯片的悍盤與引腳的裸露頂面連接在一起；以及透明板，粘接在引腳上方并與半導體芯片間隔預定空間。
23. 如權利要求22所述的模塊，其中透鏡架粘接在半導體封裝的引腳的 頂面上。
24. —種半導體封裝，包括-半導體芯片，包括多個焊盤；多個引腳，與半導體芯片的側(cè)壁分開，其底面與半導體芯片的底面基本在 同一平面上；多個焊線，以電氣方式將半導體芯片的焊盤與引腳相連接；以及密封劑，用于固定和封裝半導體芯片、焊線和引腳，并暴露半導體芯片的 底面和引腳的底面。
25. 如權利要求24所述的封裝，其中密封劑采用某種透明材料或不透明 材料制成。
26. 如權利要求24所述的封裝，其中密封劑高于引腳的頂面。
27. 如權利要求24所述的封裝，進一步包括 涂覆在引腳裸露頂面上的上電鍍層；以及 涂覆在弓I腳裸露底面上的下電鍍層， 其中焊線連接到位于引腳頂面上的上電鍍層。
28. 如權利要求24所述的封裝，進一步包括安裝在半導體芯片底面上的 半導體芯片墊，其中半導體芯片墊的底面與引腳的底面基本在同一平面上。
29. 如權利要求24所述的封裝，進一步包括使用膠粘劑在權利要求24 中的半導體封裝上垂直地堆疊至少一個如權利要求24所述的半導體封裝。
30. —種制造半導體封裝的方法，包括 準備引腳框架，該引腳框架包括多個向內(nèi)部空間突起的引腳； 將載帶粘接在引腳框架的底面上；將半導體芯片粘接在暴露于引腳框架內(nèi)部空間中的載帶上； 使用焊線將引腳以電氣方式連接到半導體芯片上； 使用密封劑封裝引腳、焊線和半導體芯片；以及 從半導體芯片上移除載帶。
31. 如權利要求30所述的方法，其進一步包括在將載帶粘接到引腳框架 的底面上之前，在引腳的頂面上形成上電鍍層，以及在引腳的底面上形成下電 鍍層。
32. 如權利要求30所述的方法，其中半導體芯片的封裝包括涂覆比引腳 高的密封劑。
33. 如權利要求30所述的方法，其中密封劑采用透明材料制成。
34. —種用于圖像傳感器的半導體封裝模塊，該模塊包括 半導體封裝；安裝在半導體封裝上方的透鏡架， 其中半導體封裝包括半導體芯片，包括多個焊盤；多個引腳，與半導體芯片的側(cè)壁分開，其底面與半導體芯片的底面基本在 同一平面上；多個焊線，以電氣方式將半導體芯片的焊盤與引腳相連接；以及密封劑，用于固定和封裝半導體芯片、焊線和引腳，并暴露半導體芯片的 底面和引腳的底面。
35.如權利要求34所述的模塊，進一步包括用于粘接半導體封裝的印刷 電路板，其中印刷電路板包括尺寸大于半導體封裝的半導體芯片的開口，并且半導 體封裝粘接在印刷電路板的底面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體封裝，一種制造該半導體封裝的方法，以及一種用于圖像傳感器的半導體封裝模塊。該半導體封裝包括安裝部分，在其上安裝半導體芯片；半導體芯片，包括沿其邊緣排列的多個焊盤，其中半導體芯片粘接在安裝部分上；多個引腳，與半導體芯片的側(cè)壁分開，其高度高于半導體芯片；密封劑，用于固定安裝部分和引腳，封裝半導體封裝的底面和側(cè)壁，并暴露引腳的頂面和底面；焊線，用于將半導體芯片的焊盤與引腳的裸露頂面連接在一起；以及透明板，粘接在引腳上，其與半導體芯片間隔預定空間。
文檔編號H01L27/146GK101297404SQ200680039788
公開日2008年10月29日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權日2005年12月24日
發(fā)明者崔顯圭, 高楚峰 申請人:崔顯圭;高楚峰