本发明专利技术提供了一种具有万用型封装金属片的半导体封装件，所述万用型封装金属片一端与芯片漏极、源极的焊接，另一端与封装外引脚焊接；其特征在于：所述万用型封装金属片为铜片、铜铝合金片、铜钨合金片中的一种，且覆盖半导体的漏极、源极、栅极。其打线工艺包括以下步骤：1)引线与栅极的引脚焊盘对准，在引线端头形成球体；2)将球体与栅极的引脚焊盘接触，通过劈刀将引线球体与焊盘键合，形成第一焊点；3)引导劈刀向上移动，带动引线移向芯片上的栅极，形成线弧；4)劈刀带动引线与芯片栅极的焊盘接触，通过键合形成第二焊点；5)折断引线，劈刀离开第二焊点；6)通过万用型封装金属片将芯片的漏极、源极与封装外引脚焊接起来。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体封装领域，尤其涉及一种具有万用型封装金属片的半导体封装件及打线工艺。
技术介绍
半导体封装工艺中，用导线将半导体芯片上的电极与外部引脚焊接起来，即完成芯片与封装外引脚间的电路通路。电晶体这类半导体，具有三个极:漏极(drain)、源极(source)、栅极(gate)。它们与封装外引脚都是通过金属导线连接的。金属导线连接方式共有三种:1是丝线键合，即wire bond，所用的多为Au、Cu、Al线；2是金属锻带，如Al带；3是金属片焊接，即Clip bond，如采用Cu片焊接等。栅极(gate)是采用丝线焊接的，漏极(drain)、源极(source)可以采用上述三种连接方式。附图1为wire bond焊接方式结构示意图，图1所示，1-1为连接漏极(drain)、源极(source)的丝线，1-2为连接栅极(gate)的丝线；1_4为栅极。附图2为金属片为Clip bond的连接方式结构示意图，图中2_1为连接漏极(drain)、源极(source)的铜片clip，2_4为栅极，2_3为封装外引脚，2_2为连接栅极(gate)和封装外引脚的丝线。上述三种方法中普遍采用丝线焊接，这种方法因性能稳定、效率高而被广泛应用，但缺点是不能适用大电流大功率的封装；应用最少的是采用金属片封装金属片进行焊接，因为在现有技术中每种Clip只能适用于一种芯片，即每个芯片的设计不同，所适用的Clip形状也会不同，制备Clip的模具也不同，这样，每一种芯片设计就需要设计一套模具，无形中增大了芯片封装的成本，因而Clip bond在实际应用中很少。所以，如何解决现有封装金属片应用的局限性是一个待解决的就是问题。中国专利201210243588.4公开了一种半导体打线接合结构及方法，该打线接合结构包括一半导体元件及一焊线，该半导体元件的焊垫具有一中心凹部及一环状突部，该焊线具有一连接部，接合于该中心凹部，但该打线方法不适用于具有封装金属片的芯片的封装。中国专利200710128216.6公开了一种具铜线的半导体封装件及其打线方法，半导体封装件包括:具有多个焊结点的承载件，以及接置于承载件上的芯片，且于芯片上形成有多个焊垫，复于承载件的焊结点上植设凸块，并且利用多条铜线，用以分别端接承载件上的凸块及芯片上的焊垫，从而通过铜线电性连接芯片与承载件，接着，于承载件上形成封装胶体，以包覆芯片、铜线及凸块。该技术方案不能满足大功率封装芯片的工艺要求，也不适用于具有封装金属片的芯片封装。上述现有技术虽然都涉及半导体封装件及打线工艺，但未解决现有技术中封装金属片应用局限性的问题。
技术实现思路
为克服现有封装技术中存在的封装金属片金属片不能广泛适用的问题，本专利技术提供了一种具有万用型封装金属片的半导体封装件，同时也提供了这种半导体封装件的打线工艺。本专利技术的技术方案是:一种具有万用型封装金属片的半导体封装件，所述半导体封装件从下至上包括集成电路层、硅层、铝层、万用型封装金属片，所述集成电路层与所述硅层之间通过焊料层连接；所述铝层与所述硅层邻接；所述万用型封装金属片与所述铝层之间通过焊料层连接；所述万用型封装金属片一端与芯片漏极、源极的焊盘焊接，另一端与封装外引脚焊盘焊接；其特征在于:所述万用型封装金属片为铜片、铜铝合金片、铜钨合金片中的一种，且覆盖半导体的漏极、源极、栅极。进一步，所述万用型封装金属片的厚度为25-1000 μm。所述栅极与封装外引脚采用丝线键合的方式连接，所述万用型封装金属片不与栅极的封装外引脚焊接。所述万用型封装金属片不覆盖栅极的封装外引脚。进一步，作为本专利技术一种可选的实施方式，所述万用型封装金属片与封装外引脚焊盘连接的一端弯曲，所述弯曲为弧度或者折角，所述弧度大于η /2，所述折角大于90度。作为本专利技术一种可选的实施方式，所述万用型封装金属片为一铜片，封装外的一端与支脚焊接起来，所述支脚再与封装外引脚焊接。进一步，与所述万用型封装金属片焊接的支脚为“Z”型。进一步，所述栅极与封装外引脚丝线键合的方式为反向打线，即封装外引脚的焊盘作为第一焊点开始打线，线弧至栅极而止，栅极作为第二焊点。进一步，所述万用型封装金属片的底部与栅极对应的投影区涂覆有高介电材料层，所述高介电材料层的介电常数大于3.00进一步，所述高介电材料层为电阻油墨或高介电薄膜。本专利技术还公开了一种具有万用型封装金属片的半导体封装件的打线工艺，包括以下步骤:I)引线与栅极的引脚焊盘对准，在引线端头形成球体；2)将球体与栅极的引脚焊盘接触，通过劈刀将引线球体与焊盘键合，形成第一焊占.V，3)引导劈刀向上移动，带动引线移向芯片上的栅极，形成线弧；4)劈刀带动引线与芯片栅极的焊盘接触，通过键合形成第二焊点；5)折断引线，劈刀离开第二焊点；6)通过万用型封装金属片将芯片的漏极、源极与封装外引脚焊接起来。上述具有万用型封装金属片的半导体封装件的打线工艺中，所述引线为直径小于75 μ m金丝，所述引线端头的球体直径为引线4-5直径的2-3倍；所述键合方式可以为热超声波键合，所述键合温度为190-240°C，键合时间为5-20ms ;所述键合方式也可以为热压键合，所述键合温度为280-380°C，键合时间为Is。进一步，所述线弧最高处到芯片上焊盘的垂直高度小于60 μπι ;所述线弧最高点到封装金属片底部的距离大于30 μπι。作为本专利技术的一种优选的实施方式，一种具有万用型封装金属片的半导体封装件的打线工艺，其特征在于，包括以下步骤:I)引线对准芯片栅极的焊盘，在引线端头形成球体并与芯片栅极键合，折断引线；2)引线与栅极的引脚焊盘对准，在引线端头形成球体；3)将球体与栅极的引脚焊盘接触，通过劈刀将引线球体与焊盘键合，形成第一焊占.V，4)引导劈刀向上移动，带动引线移向芯片的栅极，形成线弧；5)劈刀带动引线与芯片栅极的焊盘球体接触，通过键合形成第二焊点；6)折断引线，劈刀离开第二焊点；7)通过万用型封装金属片将芯片的漏极、源极与封装外引脚焊接起来。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:本专利技术提供具有万用型封装金属片的半导体封装件可实现大功率大电流，可用于任何形状的芯片设计，工艺简单，成本低。【附图说明】图1是现有技术的丝线键合封装件的结构示意图；图2是现有技术的封装金属片焊接的封装件的结构示意图；图3是本专利技术的万用型封装金属片封装结构示意图；图4是本专利技术的万用型封装金属片封装结构的剖面图；图5是引线键合工艺中正向打线的结构示意图；图6是引线键合工艺中反向打线的结构示意图；图7是万用型封装金属片的弧度支脚结构示意图；图8是万用型封装金属片的折角支脚结构示意图；图9是具有“Z”型支脚的万用型封装金属片封装件结构剖面图；图1中标记说明:丝线1-1，丝线1-2，引脚1-3，栅极1-4 ;图2中标记说明:封装金属片2-1，丝线2-2，引脚2_3，栅极2_4 ;图3中标记说明:万用型封装金属片3-1，引脚3-3 ；图4中标记说明:万用型封装金属片4-1，丝线键接引脚4-3，栅极4_4，丝线4-5，高介电材料层4-6，集成电路层(DiePad)4_7，硅层(Si)4_8，铝层(Al)4_9，焊料层(solder)4-10 ；图9中标记说明:万用型封装金属片5-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有万用型封装金属片的半导体封装件，所述半导体封装件从下至上包括集成电路层、硅层、铝层、万用型封装金属片，所述集成电路层与所述硅层之间通过焊料层连接；所述铝层与所述硅层邻接；所述万用型封装金属片与所述铝层之间通过焊料层连接；其特征在于：所述万用型封装金属片一端与芯片漏极、源极的焊盘焊接，另一端与封装外引脚焊盘焊接；所述万用型封装金属片为铜片、铜铝合金片、铜钨合金片中的一种，且覆盖半导体的漏极、源极、栅极。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，
申请(专利权)人：南通富士通微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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