在所描述的实例中，一种半导体装置具有引线框架，所述引线框架具有第一垫表面(401a)及平行的第二垫表面，以及组装垫(410)，其由包含从所述第一垫表面(401a)通到所述第二垫表面的穿通孔(420)的两个相对侧限界。另一垫侧包含位于所述垫表面之间的一或多个伸长窗(421)。所述第二垫表面包含凹槽。所述引线框架进一步具有引线(430)，其具有通过凹痕(431)形成堞形的对置伸长侧。可接合金属层(440)被局限到环绕接合点的局部区域。半导体芯片(450)附接到所述垫(410)且线接合(460)到所述接合点。封装(470)囊封所述芯片(450)、线、垫(410)及引线(430)部分，并通过填充所述穿通孔(420)、窗(421)、凹槽及凹痕(431)而将所述引线框架固定到所述封装(470)中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有防止脱层的引线框架特征的经封装半导体装置
本专利技术一般来说涉及半导体装置及工艺，且更明确地说，涉及具有用于防止经封装半导体装置的脱层的机械及金属特征的引线框架的结构及制作方法。
技术介绍
经塑料封装半导体装置的湿气诱发故障已观察及研究了许多年。举例来说，由基于环氧树脂的模制化合物制成的塑料封装可在大约1天的时间周期内被离散水分子穿透。然而，只要封装内塑料化合物与装置组件(半导体芯片、金属引线框架等)之间存在良好粘合，此穿透就不会导致问题状况，且所穿透的水分子无法积累而在游离表面上形成水膜。相比来说，当发生某种界面脱层且已能够形成水膜时，温度快速上升可使水气化，并在组件与封装材料之间引发膨胀的内部压力。所述膨胀压力可高的足以使薄点处的塑料材料鼓凸并最终导致封装破裂。举例来说，当加热经封装装置以便使装置焊料球回流而将装置附接到板时，温度可快速上升超过水沸点。文字上来说，蒸汽压力造成的局部封装破裂的现象称为爆米花效应。已尝试各种方法来增强装置组件之间的粘合并防止脱层及破裂。所述努力包含以化学方式将模制化合物提纯；活化金属表面，例如刚好在模制过程之前通过等离子体来进行；通过将基底金属氧化或通过沉积特殊金属层(例如，粗锡)来增强引线框架金属与聚合化合物的亲和力；压制所述引线框架以便形成用于将塑料与金属表面互锁的凹坑及其它三维表面特征及粗糙度。然而，所有这些努力仅取得了部分且有限制的成功。
技术实现思路
在所描述的实例中，一种半导体装置具有引线框架，所述引线框架具有第一垫表面及平行的第二垫表面，以及组装垫，其由包含从所述第一垫表面通到所述第二垫表面的穿通孔的两个相对侧限界。另一垫侧包含位于所述垫表面之间的一或多个伸长窗。所述第二垫表面包含凹槽。所述引线框架进一步具有引线，其具有通过凹痕形成堞形的对置伸长侧。可接合金属层被局限到环绕接合点的局部区域。半导体芯片附接到所述垫且线接合到所述接合点。封装囊封所述芯片、线、垫及引线部分，并通过填充所述穿通孔、窗、凹槽及凹痕而将所述引线框架固定到所述封装中。附图说明图1展示根据实例性实施例的引线框架条带的透视图，所述条带具有多个装置位点。图2描绘图1中的引线框架条带的离散装置位点的一部分的透视俯视图，以详述实施例。图3图解说明图2的离散装置位点的透视仰视图。图4展示图1的引线框架条带的离散装置位点的透视俯视图，其中半导体芯片组装在垫上且经线接合。以虚线描绘封装的轮廓。图5图解说明在将经组装装置囊封在封装中且给未囊封条带部分电镀金属层的过程之后的图1的引线框架条带的透视图。图6描绘形成有引线的经封装且经修整装置的透视图。具体实施方式热固性化合物的聚合过程或分子交联导致聚合材料的体积收缩。因此，经聚合材料在由热固性化合物围封的主体上施加向内引导的压力。在经塑料囊封的半导体产品中，此效应在具有经组装半导体芯片的经围封垫上导致向内引导的力。封装化合物的体积收缩及相关向内引导的压力可用来将引线框架部件(例如组装垫)夹持在封装的定位在垫的对置侧上的部分之间。因此，此夹持压力可用来抵消及补偿气化水的膨胀压力。对于具有金属引线框架的经塑料囊封半导体装置，通过体积收缩的化合物对封装的大的组装垫的夹持压力而解决封装脱层及破裂的问题。通过形成垫使得多个开口穿通孔及穿通窗可沿着垫的周界分布，填充这些孔及窗的模制化合物可互连垫的顶部侧及底部侧上的封装部分，且因此抵靠垫强有力地夹持所述部分。此夹持力强于膨胀的水蒸汽的力。利用额外引线框架特征(例如沟渠、凹槽及凹痕)来补充穿通孔及穿通窗的概念是有利的，所述额外引线框架特征提供用于将封装化合物锚定于引线框架的轮廓中的位置。并且，应使尽可能多的引线框架基底金属表面可用于粘合到封装化合物。因此，将额外金属层的任何区域局限于附接线针脚式接合所需的局部点是有利的。实例性实施例是如图1中所图解说明的引线框架。所述引线框架基于从选自包含铜、铜合金、铝、铁-镍合金及KovarTM的群组的平坦金属薄片冲压或蚀刻的条带100。当金属薄片是由铜制成时，薄片的优选厚度介于100μm与300μm之间。对于一些应用，薄片可较厚或较薄。如图1展示，引线框架条带100包含多个装置位点101。每一位点包含适于组装并支撑半导体芯片的组件(例如组装垫110及引线120)以及将单元集成到条带中所需的适合于成批处理的导轨及连接条带。图2及3显示实例性引线框架100(如图1中所标记的部分)的离散单元200的一部分。图2图解说明所述单元的顶部表面(组装表面)。图3描绘所述单元的对置底部表面。本文中，所述顶部表面称为第一表面201a，且所述底部表面称为第二表面201b。如图2展示，单元200包含用于组装半导体芯片的垫210。以第一次序，垫210具有带有四个侧的矩形轮廓。在其它装置中，组装垫可具有正方形或圆形的形状或者任何其它适合的几何配置。垫210展现引线框架的基底金属(例如铜)，其呈自然氧化模式、不包含电镀金属层。对于铜引线框架，经氧化铜由其粘合到聚合囊封化合物(例如基于环氧树脂的模制化合物)的亲和力表征。如图2指示，垫210的两个相对侧包含从第一垫表面201a通到第二垫表面201b的多个穿通孔或通孔220。穿通孔210可具有正方形横截面(如在图2中)，或者可具有圆形或任何其它横截面。在每一侧上可存在两个孔(如图2的实例中所展示)，或者可存在更多孔。在囊封过程期间，穿通孔210将被填充封装化合物，例如模制化合物。在通过聚合硬化之后，经填充通孔实现顶部引线框架侧上的化合物部分与底部引线框架侧上的化合物部分的强机械锁定。由于聚合化合物的体积收缩，引线框架夹持于引线框架的顶部上与底部上的化合物部分之间。强夹持抑制化合物及引线框架的脱层。图2的实例性装置图解说明具有位于第一垫表面与第二垫表面之间的伸长窗或孔221的另一垫侧。可存在一或多个伸长窗，且其可具有平滑或波浪状配置。伸长窗221用于与穿通孔220相同的目的。在用囊封化合物填充开口且于聚合过程期间使化合物体积收缩且硬化之后，引线框架夹持于化合物部分之间且因此被抑制从引线框架脱层。在其它装置中，窗与穿通孔可互换位置、形状及数目。将聚合封装化合物锚定到金属引线框架中的其它贡献是通过深入到垫的表面中的多个凹槽及沟渠且通过深入到引线的侧壁中的凹痕实现。凹槽及沟渠可通过压制引线框架金属或通过部分蚀刻到引线框架厚度中(所谓的半蚀刻)而产生。图2展示切入到垫210的顶部表面201a中的沟渠222的实例。在此实例中，沟渠平行于垫侧。在其它装置中，沟渠可具有其它定向。观看图3中的引线框架的底部表面201b，垫210具有切入到所述底部表面中的多个凹槽223。所述凹槽经定大小及分布以为封装化合物提供到引线框架垫中的优越机械锚定。并且，垫230暴露不含额外金属电镀层的(经轻微氧化)基底金属表面。图2及3图解说明引线框架230的具有对置伸长侧的多个引线230。如图指示，这些伸长且对置侧通过深入到引线框架的基底金属中的凹痕231而形成堞形。因此，这些凹痕允许模制化合物夹紧引线以用于机械支撑且因此抵消脱层及分离的压力。在图2中，引线框架第一表面201a的区域240指示已接收到通过金属的额外电镀以促进线针脚式接合的点。额外金属的优选选择是银。然而，如图2展示，这些区域经最小本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种引线框架，其包括：垫，其用于组装半导体芯片，所述垫由以下各者限界：两个相对侧，其包含从第一垫表面通到第二垫表面的多个穿通孔；及另一侧，其包含位于所述垫表面之间的一或多个伸长窗，与组装表面对置的所述垫表面散布有多个凹槽；及多个引线，其具有通过凹痕形成堞形的对置伸长侧。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.08 US 14/592,0111.一种引线框架，其包括：垫，其用于组装半导体芯片，所述垫由以下各者限界：两个相对侧，其包含从第一垫表面通到第二垫表面的多个穿通孔；及另一侧，其包含位于所述垫表面之间的一或多个伸长窗，与组装表面对置的所述垫表面散布有多个凹槽；及多个引线，其具有通过凹痕形成堞形的对置伸长侧。2.根据权利要求1所述的引线框架，其中所述穿通孔具有矩形形状。3.根据权利要求2所述的引线框架，其中所述伸长窗具有波浪状配置。4.根据权利要求3所述的引线框架，其中所述垫的所述组装表面进一步具有平行于所述垫侧的沟渠。5.根据权利要求4所述的引线框架，其中所述垫及所述引线具有被局限到环绕接合点的局部区域的可接合金属层。6.一种半导体装置，其包括：引线框架，其具有第一垫表面及第二垫表面，以及组装垫，所述组装垫由以下各者限界：包含从所述第一垫表面通到所述第二垫表面的多个穿通孔的两个相对侧，及包含位于所述垫表面之间的一或多个伸长窗的另一侧；所述第二垫表面包含多个凹槽；所述引线框架进一步具有带有通过凹痕形成堞形的对置伸长侧的多个引线，及被局限到环绕接合点的局部区域的可接合金属层；半导体芯片，...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏·芬·苏安·林，汉孟尤金·李·李，阿尼斯·福齐·宾·阿卜杜勒·阿齐兹，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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