芯片封装及其制造方法

1.一种芯片封装，包括：
芯片，具有带有第一端子的第一表面、带有至少一个第二端子的 第二表面以及在第一和第二表面间的侧壁，其中第二表面与第一表面 相对；
在所述芯片的第一表面上形成的第一导电层；
在所述芯片的第二表面上形成的第二导电层；以及
贴附在所述芯片的第二表面上的衬底，该衬底包括连接到芯片的 所述第二端子上的填充有导电材料的至少一个导电通孔。
2.如权利要求1所述的芯片封装，进一步包括沿安装在衬底上 的所述芯片的侧壁形成的树脂模塑件。
3.如权利要求1所述的芯片封装，其中在所述衬底的上表面和 下表面上形成导电层，以及通过所述导电通孔使上导电层和下导电层 相互连接。
4.如权利要求1所述的芯片封装，其中所述衬底用印刷电路板 制成。
5.如权利要求1所述的芯片封装，所述芯片封装具有六面体形 状。
6.如权利要求1所述的芯片封装，其中在衬底的至少一个侧面 上以半圆形的形状形成所述衬底的所述导电通孔。
7.如权利要求1所述的芯片封装，其中在衬底的至少一个角上 以1/4圆的形状形成所述衬底的所述导电通孔。
8.如权利要求1所述的芯片封装，其中所述芯片是二极管元件， 而且其中芯片的所述第二表面包括一个第二端子，并且所述衬底包括 一个导电通孔。
9.如权利要求1所述的芯片封装，其中所述芯片是晶体管元件， 而且其中芯片的所述第二表面包括两个第二端子，并且所述衬底包括 两个导电通孔。
10.一种芯片封装组装部件，包括：
芯片封装，包括：
芯片，具有带有第一端子的第一导电层，形成在芯片的第一表面 上、有至少一个第二端子的第二导电层，形成在与芯片的第一表面相 对的第二表面上，以及在第一表面和第二表面间的侧壁；以及衬底，贴附在所述芯片的第二导电层上并包括连接到芯片的所述 第二端子的至少一个导电通孔，填充有导电材料；以及
印刷电路板，包括：
在印刷电路板的上表面上形成的并连接到芯片封装的所述端子的 多个信号模式；以及
用于将所述第一导电层和所述导电通孔连接到所述信号模式的多 个导体，
其中所述芯片封装垂直安装在所述印刷电路板的上表面上以便所 述第一导电层和所述衬底的外表面变为侧面。
11.如权利要求10所述的芯片封装组装部件，进一步包括沿安 装在衬底上的所述芯片的侧壁形成的树脂模塑件。
12.如权利要求10所述的芯片封装，其中在所述衬底的上表面 和下表面上形成导电层，以及通过所述导电通孔使上导电层和下导电 层相互连接。
13.如权利要求10所述的芯片封装组装部件，其中所述衬底用 印刷电路板制成。
14.如权利要求10所述的芯片封装组装部件，所述芯片封装具 有六面体形状。
15.如权利要求10所述的芯片封装组装部件，其中在衬底的至 少一个侧面上以半圆形的形状形成所述衬底的所述导电通孔。
16.如权利要求10所述的芯片封装组装部件，其中在衬底的至 少一角上以1/4圆的形状形成所述衬底的所述导电通孔。
17.如权利要求10所述的芯片封装组装部件，其中所述芯片是 二极管元件，以及其中芯片的所述第二表面包括一个第二端子，而且 所述衬底包括一个导电通孔。
18.如权利要求10所述的芯片封装组装部件，其中所述芯片是 晶体管元件，以及其中芯片的所述第二表面包括两个第二端子，而且 所述衬底包括两个导电通孔。
19.一种制造多个芯片封装的方法，所述方法包括步骤：
准备具有由指定间隔分隔的多个芯片的晶片；
准备具有由与芯片相同的间隔分隔的多个填充有导电材料的导电 通孔的衬底；
分别在所述衬底的上和下表面上形成导电层，以通过所述的导电 通孔来互连导电层的上和下表面；
将所述晶片贴附在所述衬底的上表面上以便将在芯片的下表面上 形成的端子连接到衬底的导电通孔上；以及
将芯片组装部件切锯成多个单元芯片封装。
20.如权利要求19所述的芯片封装的制造方法，其中将所述晶 片贴附在所述衬底的上表面上的所述步骤包括子步骤：
在衬底的导电通孔的上表面上涂上导电粘合剂；以及
将晶片的下表面压在衬底的上表面上。
21.如权利要求19所述的芯片封装的制造方法，其中将芯片组 装部件切锯成多个单元芯片封装的所述步骤包括子步骤：
将所述晶片切锯成多个芯片的第一切锯步骤；
用树脂填充相邻芯片间的空间；以及
将所述芯片组装部件切锯成多个芯片封装的第二切锯步骤。
22.如权利要求21所述的芯片封装的制造方法，其中用指定刀 片完成所述第一切锯步骤以及所述第二切锯步骤的每一个，并且用在 第二切锯步骤中的刀片的厚度小于用在第一切锯步骤中的刀片的厚 度。
23.如权利要求19所述的芯片封装的制造方法，其中所述芯片 是二极管元件。
25.如权利要求19所述的芯片封装的制造方法，其中所述芯片 是晶体管元件，以及其中在芯片的第一和第二表面的任一个上形成两 个端子，并且在衬底上形成两个导电通孔以便与两个端子相对应。

技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，涉及一种芯片封装和 制造该芯片封装的方法，通过在芯片的两个表面上形成导电层以及将 具有导电通孔的衬底贴附到这些表面的一个上来使该芯片封装微型化 以及更容易制造。
背景技术
如本领域的技术人员所公知的，封装半导体元件如二极管或晶体 管，然后将这些封装元件安装在印刷电路板上。在结构上，该封装容 易将半导体的端子连接到印刷电路板的相应的信号模式(signal pattern)上并用来保护半导体芯片不受外部应力，从而提高该封装的 稳定性。
为满足近来半导体产品微型化的趋势，也已经使半导体芯片封装 微型化。因此，已经引入了芯片尺寸封装。图1是常规的芯片尺寸封 装的示意性剖视图。图1的芯片尺寸封装10的结构采用陶瓷衬底1 并应用于具有两个端子的二极管。
参考图1，在陶瓷衬底1上形成两个通孔，即第一通孔2a和第二 通孔2b。用导电材料填充第一和第二通孔2a、2b以便电连接第一和 第二通孔2a、2b的上表面和下表面。然后，在第一和第二通孔2a、2b 的上表面分别形成第一和第二上导电焊盘。在第一和第二通孔2a、2b 的下表面上分别形成第一和第二下导电焊盘4a、4b。将第二上导电焊 盘3b直接连接到在二极管5的下表面，即在印刷电路板上的二极管5 的安装面上形成的端子上，以及将第一上导电焊盘3a连接到由导线7 在二极管5的上表面上形成的另一端子上。在包括二极管5的陶瓷衬 底1的上表面上形成使用常规树脂的模塑件9以便保护二极管5不受 外部应力。从而完成封装10的制造。
图2是常规的芯片封装阵列的示意性透视图。
如图2所示，通过回流焊接法将制造的芯片封装10安装到印刷 电路板20上。通过将封装10的上导电焊盘3a、3b和下导电焊盘4a、 4b排列在印刷电路板20的相应的信号模式上，然后通过将上导电焊 盘3a、3b和下导电焊盘4a、4b连接到具有焊料15的信号模式上来将 二极管封装10电和机械连接到印刷电路板20上。
如图1和2所示，由于二极管通常在其两个相对面上具有端子， 因此应当通过导线使这些端子相互连接。然而，这些导线需要芯片的 上表面的相当大的空间，从而增加了整个封装的高度。另外，由于在 陶瓷衬底上形成与芯片端子的数量一致的两个或三个通孔，另外需要 与通孔的总的直径一样大的区域。此外，为了不使在通孔的上表面和 下表面上形成的导电焊盘相互连接，以指定间隔将导电焊盘彼此分 开。因此，衬底的尺寸在微型化封装方面受到了限制。
因此，要求一种能最小化封装的尺寸以及简化其制造过程的封装 技术。
发明内容
因此，鉴于上述问题，提出了本发明，本发明的一个目的是提供 一种稳定的芯片封装，通过在芯片的一个表面上形成导电层以及将具 有导电通孔的衬底贴附在芯片的另一表面上来使该芯片阵列微型化、 更容易制造以及提高其可靠性。
本发明的另一目的是提供一种芯片封装组装部件，根据芯片封装 的结构，通过创新方法将该芯片封装组装部件安装在印刷电路板上。
本发明的另一目的是提供一种制造该芯片封装的方法。
根据本发明的一个方法，通过提供包括具有第一表面和第二表面 的芯片、在芯片的第一表面上形成的第一导电层、在芯片的第二表面 上形成的第二导电层以及连在芯片的第二表面上并包括连接到芯片的 第二端子的至少一个导电通孔的衬底的芯片封装来实现上述和其他目 的，该第一表面具有第一端子，第二表面具有至少一个第二端子，第 二表面在第一表面的对面。
优选地，可进一步包括沿安装在衬底上的芯片的外壁形成的树脂 模塑件。另外，优选地，在衬底的上表面和下表面形成导电层以及通 过导电通孔使上表面和下表面相互连接。衬底可以是印刷电路板。
另外，优选地，可在约半圆形的衬底的至少一侧上或在约四分之 一圆形中的衬底的至少一个角上形成衬底的导电通孔。
此外，优选地，可将芯片封装应用到具有两个端子的二极管元件 以及具有三个端子的晶体管元件上。在晶体管元件情况下，芯片的第 二表面可包括两个第二端子并且衬底可包括两个导电通孔。
根据本发明的另一方面，提供包括芯片封装和印刷电路板的芯片 封装组装部件。芯片封装包括具有第一端子的第一导电层和具有至少 一个第二端子的第二导电层的芯片和贴附在芯片的第二导电层上并包 括至少一个连接到芯片的第二端子的导电通孔的衬底，第二导电层在 第一导电层的对面。印刷电路板包括多个在印刷电路板的上表面上形 成的并连接到芯片封装的端子的信号模式以及用于将第一导电层和导 电通孔连接到信号模式的多个导体。在这里，芯片封装垂直安装在印 刷电路板的上表面上以便第一导电层和衬底的外表面变为侧面。
优选地，导体用焊料制成。
根据本发明的另一方面，提供一种制造多个芯片封装的方法。该 方法包括步骤：准备具有按指定间隔分隔的多个芯片的晶片；准备具 有按与芯片相同间隔分隔的多个通孔的衬底；将晶片贴附在衬底的上 表面上以便将在芯片的下表面上形成的端子连接到衬底的导电通孔， 以及将芯片组装部件切锯成多个单元芯片封装(unit chip package)。
优选地，在衬底的上表面和下表面形成导电层，以及通过导电通 孔使上表面和下表面相互连接。
另外，优选地，将晶片连接到衬底的上表面的步骤包括子步骤： 用导电粘合剂涂覆衬底的导电通孔的上表面，以及将晶片的下表面压 在衬底的上表面上。
此外，优选地，将芯片组装部件切锯成多个单元芯片封装的步骤 包括子步骤：将晶片切锯成多个芯片的第一次切锯步骤，用树脂填充 相邻芯片间的空间，以及将芯片组装部件切锯成多个芯片封装的第二 次切锯步骤。在这里，用指定的刀片来执行第一次切锯步骤以及第二 次切锯步骤的每一个。用在第一次切锯步骤中的刀片的厚度小于用在 第二次切锯步骤中的刀片的厚度。
附图说明
本发明的上述和其他目的、特征和其他优点通过理解下述的结合 附图的详细的说明将变得更清楚，其中：
图1是常规芯片封装的剖视图；
图2是常规芯片封装阵列的示意性透视图；
图3是根据本发明的实施例的芯片封装的透视图；
图4是根据本发明的实施例的芯片封装阵列的示意性透视图；
图5是根据本发明的另一实施例的芯片封装阵列的示意性透视 图；
图6a到6e是描述制造本发明的芯片封装的方法的剖视图；
图7a和7b是示意图，每个描述根据本发明的另一实施例的不同 形状的通孔以及具有通孔的衬底。
具体实施方式
图3是根据本发明的实施例的芯片封装的透视图。
参考图3，封装40包括芯片35和在芯片35的下表面上形成的 衬底31。芯片35包括在上表面上形成的第一端子(未示出)和在下 表面上形成的第二端子(未示出)。通常第一端子和第二端子彼此相 对。在具有第一端子的芯片35的上表面上形成上导电层35a以及在 具有第二端子的芯片35的下表面上形成下导电层35b。
将芯片35贴附到衬底31的上表面上。在衬底31上形成导电通 孔33。通过衬底31的导电通孔33将在芯片35的下表面上形成的下 导电层35b电连接到外部设备。下导电层35b用来更容易地将芯片35 的端子连接到衬底31上。通过调整导电通孔33的位置和大小来实现 端子的更准确连接。在这里，用导电材料填充导电通孔33以便将通 孔33的上表面电连接到通孔33的下表面。
用相同的方法，优选地，在衬底31的上表面上形成上导电层31a 以及在衬底31的下表面上形成下导电层31b。衬底31的上导电层和 下导电层31a、31b用来在将包括芯片35的封装安装到印刷电路板中 容易地将芯片的端子连接到印刷电路板的信号模式上，以及有效地将 芯片35的端子连接到衬底31的导电通孔33。
在图3的芯片封装结构中，通过导电通孔33，将芯片35的端子 电连接到外部设备。导电通孔33的位置没有限制，并将在图7中更 详细地描述。
封装40进一步包括树脂模塑件39，用于保护芯片35的侧面不 受外部应力。在这里，用作树脂模塑件39的树脂(如环氧树脂等等) 与常规封装的模塑件的树脂相同。
本发明的该实施例的封装40不需要任何需要大面积的导线。另 外，由于不必在单个陶瓷衬底上形成至少两个通孔和至少两个导电焊 盘，因此不需要用于分隔导电焊盘的区域，从而实现几乎与芯片的大 小相同的小型封装。
通过将芯片封装安装在印刷电路板上，本发明的芯片封装的这些 特性更显而易见。图4是根据本发明的实施例的芯片封装阵列70的 示意性透视图。将芯片封装60安装在印刷电路板61上。在这里，芯 片封装组装部件指的是包括芯片封装以及在其上安装有芯片封装的印 刷电路板的组装部件。
不同于常规的安装方法，其中具有端子的芯片封装的上表面和下 表面水平于印刷电路板，旋转90度本发明的芯片封装60，然后将该 旋转后的芯片封装60安装在印刷电路板61上。即，如图4所示，为 通过导电通孔53和衬底51的上表面和下表面导电层51a，51b以及芯 片55的上导电层551将芯片55的端子电连接到印刷电路板61的信 号模式上，将芯片封装60垂直安装在印刷电路板61上以便衬底51 的外表面以及芯片55的上导电层55a成为侧面。
在这里，在印刷电路板61上形成用于将与每个端子相对应的信 号模式连接到衬底51的下导电层51b的焊接部件65。
通过焊接部件65在芯片封装60内将印刷电路板61的信号模式 连接到芯片35的端子上。
在图4的芯片封装组装部件中，为获得适合于信号模式的间隔的 芯片封装60的合适的尺寸，通过调整贴附在芯片封装60的下表面的 衬底51的厚度可改变芯片封装60的尺寸。因此，在不改变和修改印 刷电路板的信号模式的情况下可使用本发明的芯片封装60。
图5是根据本发明的另一实施例的芯片封装阵列的示意性透视 图。本发明的该实施例的芯片封装阵列是通过封装晶体管以及将封装 的晶体管安装在印刷电路板91上形成的晶体管封装阵列。在晶体管85 的上表面上形成一个端子以及在晶体管85的下表面上形成两个端子。 因此，通过上导电层85a用焊接部件94将晶体管85的上表面的一个 上端子连接到印刷电路板91的信号模式上。另一方面，由于在晶体 管85的下表面上形成两个下端子，需要另一方法将两个下端子连接 到印刷电路板91上。
将具有两个单独的下端子的晶体管85的下表面贴附在具有用于 连接衬底81的上表面和下表面的两个导电通孔83b、83c的衬底81 上。在具有两个导电通孔83b、83c的衬底81的上表面和下表面上形 成导电层。在导电通孔83b、83c间的衬底81的上表面和下表面上形 成非导电区A，从而将晶体管85的两个单独的下端子连接到印刷电 路板上。通过衬底81的下表面的导电层81b、81c用焊接部件95b、95c 将两个导电通孔83b、83c连接到印刷电路板91的布线电路。
图6a至6e是描述一种制造本发明的芯片封装的方法的剖视图。
如图6a所示，准备衬底101。在衬底101上形成多个导电通孔103 并用指定间隔分隔。导电通孔103的间隔与在晶片上形成的芯片的间 隔相同。
在衬底101的上表面形成上导电层101a以及在衬底101的下表 面形成下导电层101b。上导电层101a用来方便将芯片的下表面的端 子连接到导电通孔，以及下导电层101b用来方便将导电通孔连接到 印刷电路板的信号模式上。
如图6b所示，通过粘合剂将包括多个芯片的晶片105连在衬底 101的上表面上。导电粘合剂可用作该粘合剂。在使用导电粘合剂时， 可省略在衬底101的上表面上形成导电层，即上导电层101a。因此， 导电粘合剂用来机械地将芯片晶片105固定到衬底101上以及将芯片 晶片105电连接到衬底101的导电通孔103上。
然后，如图6C所示，将芯片晶片105切锯成和切割成多个单个 的芯片110′。优选地，仅切锯芯片晶片105。即，不切锯贴附在芯片 晶片105的下表面上的衬底101。如图6d所示，用树脂109填充芯片 110′间的空间。填充芯片110′间的空间的这种树脂109形成用于保护 最终封装的芯片的侧面的树脂模塑件。
然后，如图6e所示，将制造的组装部件切锯成和切割成多个芯 片封装，从而获得最终的芯片封装。这时，彻底地切锯包括上表面和 下表面层101a和110b的衬底101。在这里，切锯的宽度很薄以便树 脂109的指定厚度仍然包围芯片的侧面。因此，用在图6e的步骤中 的切锯刀片的厚度小于用在图6c的步骤中的切锯刀片的厚度。
如上所述，使用具有导电通孔的衬底可以容易地制造本发明的多 个芯片封装。
在本发明的芯片封装中，通过焊接，导电通孔充当了将芯片端子 电连接到印刷电路板的信号模式上的角色。该导电通孔在形状方面没 有限制，而可以多种形状。
图7a和7b表示通孔的各种形状以及使用通孔的衬底，可用在本 发明的芯片封装210、220上。
如图7a所示，常规通孔213形成在衬底211的每个角上。通过 在起始衬底211′上形成起始通孔213′过程中，在起始衬底211′的划线 的交叉区形成起始通孔213′来获得这些导电通孔213。在将图7a的起 始衬底211′切锯成多个单元衬底211后，在单个衬底211的每个角上 形成4个1/4的圆形通孔213。在衬底211的相同侧的两个角上形成 两个1/4圆形通孔213而且可将该具有两个1/4圆形导电通孔213 的一侧安装在印刷电路板上。
如图7b所示，在衬底221的两个相对端上形成导电通孔223。 在起始衬底221′上形成起始通孔223′的过程中，通过在起始衬底221′ 的划线的中心区域上形成起始通孔223′来获得这些导电通孔223。在 将图7b的起始衬底221′切锯成多个单元衬底221后，在单个衬底221 的两个相对端上形成2个半圆形通孔223。可在衬底221的一个侧面 上形成一个半圆形通孔223而且具有半圆形导电通孔223的该侧可安 装在印刷电路板上。
在使用图7a和7b的导电通孔时，当以90度角旋转制造的芯片 封装并且将旋转后的芯片封装安装在印刷电路板上时，导电通孔可接 近于印刷电路板的表面，从而通过焊接步骤更容易将图7a和7b的这 些导电通孔连接到印刷电路板的信号模式上。
从上面的描述可以看出，根据本发明，通过在芯片的一个表面上 形成导电层以及将具有导电通孔的衬底贴附在芯片的另一个表面上， 使芯片封装更微型化，而且使制造芯片封装的方法更简化。另外，能 提高芯片封装的可靠性，从而制造更稳定的封装。
尽管为说明目的已经公开了本发明的优选实施例，本领域的普通 技术人员将意识到在不脱离由附加权利要求公开的本发明的范围和精 神的情况下，许多改变、补充和代替是可能的。