半导体封装件及其盖

文档序号:1863525 发布日期:2021-11-19 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 半导体封装件及其盖 (Semiconductor package and lid thereof ) 是由 蔡长晋 简子杰 于 2021-08-04 设计创作,主要内容包括:本发明的实施例提供了一种半导体封装件的盖,包括:主体部;连接部,围绕主体部的侧面,盖的厚度不恒定。本发明的目的在于提供一种半导体封装件及其盖,以优化半导体封装件的性能。(An embodiment of the present invention provides a lid of a semiconductor package, including: a main body portion; and a connecting portion surrounding a side surface of the main body portion, the thickness of the cover being not constant. The invention aims to provide a semiconductor package and a cover thereof, so as to optimize the performance of the semiconductor package.)

半导体封装件及其盖

技术领域

本申请的实施例涉及半导体封装件及其盖。

背景技术

随着封装技术的演进,各式各样的封装结构亦推陈出新,整体封装尺寸也越来越小。在进行组装时,将电子元件(例如,芯片、传感器)上件至基板时可能出现重工,重工时热风枪出口温度极高。另外车用市场亦提出高温封装需求。故高温塑料将是未来需求。

目前高温塑料难以应用于现有量产流程,因塑料本身流动性差的特性,无法顺利灌满模具。虽然在高温生产条件可以提升其流动性,但会使得物料累积大量应力,导致产品在生产后翘曲过大难以投入量产制程。

发明内容

针对相关技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种半导体封装件及其盖,以优化半导体封装件的性能。

为实现上述目的,本发明的实施例提供了一种半导体封装件的盖,包括:主体部;连接部,围绕主体部的侧面,盖的厚度不恒定。

在一些实施例中,主体部和连接部的杨氏模量不同。

在一些实施例中,连接部的杨氏模量高于主体部。

在一些实施例中,连接部的杨氏模量低于主体部。

在一些实施例中,连接部的第一部分的厚度与主体部的厚度不同。

在一些实施例中,连接部的厚度不恒定。

在一些实施例中,连接部的第二部分的厚度与主体部的厚度相同。

在一些实施例中,连接部从主体部的第一表面凹陷。

在一些实施例中,连接部从主体部的与第一表面相对设置的第二表面凹陷。

在一些实施例中,连接部从主体部的第三表面凸起。

在一些实施例中,连接部从主体部的与第三表面相对设置的第四表面凸起。

在一些实施例中,连接部的第一侧面的粗糙度与连接部的其他面的粗糙度不同。

在一些实施例中,连接部的第一侧面上具有切痕。

在一些实施例中,连接部围绕主体部的整圈。

在一些实施例中,连接部未围绕主体部的整圈。

本申请的实施例还提供一种半导体封装件,包括:基板;如上述内容描述的盖,位于基板上;电子元件,位于基板和盖之间,电子元件电连接至基板。

在一些实施例中,电子元件位于由基板和盖围成的腔中。

在一些实施例中,基板和盖的连接部接触。

在一些实施例中,基板和连接部以及主体部接触。

在一些实施例中,还包括引线,从电子元件的上表面电连接至基板。

附图说明

当结合附图进行阅读时,从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出,根据工业中的标准实践,各个部件未按比例绘制。实际上,为了清楚的讨论,各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1A至图3C示出了根据本申请实施例的盖集合、盖或半导体封装件的结构示意图。

具体实施方式

为更好的理解本申请实施例的精神,以下结合本申请的部分优选实施例对其作进一步说明。

本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中,将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。

如本文中所使用,术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时,所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说,当结合数值使用时,术语可指代小于或等于所述数值的±10%的变化范围,例如小于或等于±5%、小于或等于±4%、小于或等于±3%、小于或等于±2%、小于或等于±1%、小于或等于±0.5%、小于或等于±0.1%、或小于或等于±0.05%。举例来说,如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10%(例如小于或等于±5%、小于或等于±4%、小于或等于±3%、小于或等于±2%、小于或等于±1%、小于或等于±0.5%、小于或等于±0.1%、或小于或等于±0.05%),那么可认为所述两个数值“大体上”相同。

在本说明书中,除非经特别指定或限定之外,相对性的用词例如:“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便,且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。

另外,有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解,此类范围格式是用于便利及简洁起见,且应灵活地理解,不仅包含明确地指定为范围限制的数值,而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围,如同明确地指定每一数值及子范围一般。

再者,为便于描述,“第一”、“第二”、“第三”等等可在本文中用于区分一个图或一系列图的不同组件。“第一”、“第二”、“第三”等等不意欲描述对应组件。

在现有技术中,对于由高温塑料(例如,聚酰亚胺、芳香聚酰胺)射出成型形成的盖集合(在后续加工时被切割成多个盖)会产生应力,进而盖集合会产生翘曲。现有的解决方法有:减小盖集合的尺寸,即减少一次性产生的盖的产量;减小在射出成型时的加工温度,而这会使得盖集合的结构变差。

下面将参照附图,对本申请的半导体封装件及其盖做具体阐述。

参见图1A,示出了本申请第一实施例的盖集合100的俯视图,其中,为了更清楚的表示,盖集合100示出为包括四个单元的盖102,盖集合100可以包括更多单元的盖102,以形成盖阵列。虚线部分示出了其中一个盖102。其中,盖102包括主体部104以及围绕主体部104的侧面的连接部106。在形成盖集合100时,模具中设置有容纳主体部104的凹槽以及在相邻凹槽之间设置的穿通的流道,流道容纳连接部106。

参见图1B,示出了单片化后的盖102的俯视图。

图1C和图1D示出了半导体封装件112沿图1B的A-A’线的不同实施例的截面图,盖102设置在基板108上。在实施例中,先将电子元件110设置在基板108中,电子元件110与基板108直接电连接或通过引线111与基板108电连接,然后将盖集合100设置在基板108组成的阵列上,盖102与基板一一对应,对整个结构进行切割,得到单片化后的半导体封装件112。切割后,连接部106的第一侧面140与基板108的侧面齐平,图1C与图1D未示出连接部106,主体部104相对于基板108的侧面内凹。

参见图2A,示出了本申请第二实施例的盖集合100的俯视图,其中,为示例而不作为限制,盖集合100示出为包括10*10的阵列的盖102。盖集合100包括多个盖102的主体部104以及从主体部104突出的连接部106,连接部106形成为交错的肋。

参见图2B,示出了单片化后的盖102的俯视图。其中,连接部106从主体部104突出。

图2C示出了半导体封装件112沿图2B的B-B’线的截面图,盖102设置在基板108上。在实施例中,先将电子元件110设置在基板108上,电子元件110与基板108直接电连接或通过引线111与基板108电连接,然后将盖集合100设置在基板108组成的阵列上,盖102与基板一一对应,对整个结构进行切割,得到单片化后的半导体封装件112。切割后,连接部106的第一侧面140与基板108的侧面齐平。在一些实施例中,当肋围成的空间比基板108小时,在切割后,肋也可能还形成在盖102的中央区域。

参见图3A,示出了本申请第三实施例的盖集合100的俯视图,其中,为示例而不作为限制,盖集合100示出为包括10*10的阵列的盖102。盖集合100包括多个盖102的主体部104以及从主体部104凹陷的连接部106,连接部106形成为交错的凹槽。在一些实施例中,连接部106未穿通主体部104。

第三实施例中,单片化后的盖102的俯视图与图2B相似,但不同的是,连接部106相对于主体部104凹陷。

图3B和图3C示出了半导体封装件112的不同实施例的截面图,盖102设置在基板108上。在实施例中,先将电子元件110设置在基板108中,电子元件110与基板108直接电连接或通过引线111与基板108电连接,然后将盖集合100设置在基板108组成的阵列上,盖102与基板一一对应,对整个结构进行切割,得到单片化后的半导体封装件112。切割后,连接部106的第一侧面140与基板108的侧面齐平。在一些实施例中,当凹槽围成的空间比基板108小时,在切割后,凹槽也可能还形成在盖102的中央区域。

参见图1A至图3B,本发明的实施例提供了一种半导体封装件的盖102,包括:主体部104;连接部106,围绕主体部的侧面,盖102的厚度不恒定。在一些实施例中,主体部104和连接部106的杨氏模量不同。

在一些实施例中,例如第二实施例,连接部106比主体部104厚,连接部106的杨氏模量高于主体部104。

在一些实施例中,连接部106比主体部104薄(例如第三实施例)或者连接部106镂空(例如第一实施例),连接部106的杨氏模量低于主体部104。

在一些实施例中,例如第一实施例,连接部106的第一部分的厚度(镂空的部分,厚度为0)与主体部104的厚度不同。在一些实施例中,连接部的106厚度不恒定。在一些实施例中,连接部106的第二部分(由模具的流道容纳的部分)的厚度与主体部104的厚度相同。

在一些实施例中,例如第三实施例,连接部106从主体部104的第一表面120(背对基板108的表面)凹陷。在一些实施例中,连接部106从主体部104的与第一表面120相对设置的第二表面122(面向基板108的表面)凹陷。凹槽形成在具体某一表面主要取决于在形成盖集合100时,盖集合100朝哪个表面翘曲。在一些实施例中,盖集合100的上表面翘曲,因此凹槽形成在盖集合100的上表面中,在将盖集合100放置在基板108的阵列上时,翻转盖集合100,于是在成品中,连接部从盖102的面向基板108的面(第二表面122)凹陷。

在一些实施例中,例如第二实施例,连接部106从主体部104的第三表面130(面向基板108的表面)凸起。在一些实施例中,连接部106从主体部104的与第三表面130相对设置的第四表面132(背对基板108的表面)凸起。肋形成在具体某一表面主要取决于在形成盖集合100时,盖集合100的那个表面上的应力较大,肋作为加强结构会阻止盖集合100的翘曲。在一些实施例中,盖集合100的上表面的应力较大,因此肋形成在盖集合100的上表面上,在将盖集合100放置在基板108的阵列上时,翻转盖集合100,于是在成品中,连接部从盖102的面向基板108的面(第三表面130)凸起。在一些实施例中,对于盖集合100的局部应力较大的地方,可以在盖集合100的上下两面均形成肋,使得在半导体封装件112的成品中,连接部106从盖102的第三表面130以及第四表面132均凸起。

在一些实施例中,连接部106的第一侧面140(与基板108的侧面齐平的侧面)的粗糙度与连接部106的其他面(上下表面、第一实施例中相对于第一侧面140内陷的其他侧面)的粗糙度不同。在一些实施例中,连接部的第一侧面140上具有切痕。

在一些实施例中,例如第二实施例和第三实施例,连接部106围绕主体部104的整圈。在一些实施例中,例如第一实施例,连接部106未围绕主体部104的整圈。

本申请的实施例还提供一种半导体封装件112,包括:基板108;如上述内容描述的盖102,位于基板108上;电子元件110,位于基板108和盖102之间,电子元件110电连接至基板108。在一些实施例中,电子元件110位于由基板108和盖102围成的腔150中。在一些实施例中,基板108和盖102的连接部106接触。在一些实施例中,基板和连接部以及主体部接触。在一些实施例中,引线111从电子元件110的上表面电连接至基板108。

本申请的实施例将盖集合100拆分为多个小区块,使得高温生产带来的应力可有效被分散与释放,通过设计模具,使各主体部通过流道中的连接部相互连接,以符合量产尺寸。模拟可以发现翘曲整体表现较平衡,且翘曲的数值区间低于现有设计,当主体部占比为72~78%时可以维持生产能力同时避免量产性过度下降(第一实施例)。在一些实施例中,可以通过补强结构方式平衡特定翘曲方向。当翘曲具备明显方向性(例如,正面),在反向进行结构补强以平衡翘曲,并且,在上下两面均设置凸出的连接部后,翘曲不再呈现明显集中的趋势(第二实施例)。在一些实施例中,以开槽设计将内应力剪切为不连续整体。配合产品尺寸,在不影响产品外观处挖凹槽,模拟可以发现翘曲数值区间低于现有设计(第三实施例)。使得结构优化后的塑料产品翘曲不大于量产限制(5mm)。翘曲超过特定值的时候将因为风险过高而无法使用,故翘曲越小对量产稳定性越好。根据模拟结果,本申请实施例的设计结构,可改善弹性模量,特别是杨氏模量(Young's modulus)位于10的5~11次方之间的塑料射出料可能产生的翘曲过大问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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