用于半导体封装件的无铆接引线紧固制造技术

实施例包括半导体装置封装件(100)，该半导体装置封装件(100)包括具有上表面和下表面(104，106)的金属散热板(102)以及第一导电引线和第二导电引线(110，112)。实施例还包括第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)，该第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构分别将第一导电引线和第二导电引线(110，112)附接到金属散热板(102)，使得第一引线和第二引线(110，112)与金属散热板(102)竖直分离并且与金属散热板(102)电绝缘。第一紧固机构和第二紧固机构(128，130)能够直接粘附到金属散热板(102)的外周区域(124)中的金属散热板(102)的上表面(104)上，使得中心管芯附着区域(126)从第一紧固机构和第二紧固机构(128，130)暴露出来，外周区域(124)围绕中心管芯附着区域(126)。其他实施例包括封装半导体装置的方法。

Rivetless lead fastening for semiconductor package

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于半导体封装件的无铆接引线紧固
本专利技术总体上涉及半导体装置封装件，更具体地涉及形成具有导热的散热板的半导体封装件的方法和相应的封装件结构。
技术介绍
半导体封装件通常用于容纳和保护集成电路，例如放大器、控制器、ASIC装置、传感器等。在半导体封装件中，集成电路(或多个集成电路)安装到基底。半导体封装件通常包括电绝缘封装材料，例如塑料或陶瓷，该封装材料密封并保护集成电路免受湿气和灰尘颗粒的影响。连接到集成电路的各个端子的导电引线在半导体封装件外部可用。在一些封装件设计中，封装件包括所谓的“散热板(heatslug)”或“散热器”。封装件级散热板被设计成将热量从集成电路中吸出并传向外部散热器。典型地，散热板由导热材料(例如金属)形成。在一些封装件构造中，散热板还用作电端子，该电端子向安装在其上的管芯提供参考电势(例如接地电势)。一种半导体封装件设计是所谓的“开放气腔”陶瓷封装件。根据该构造，在金属散热板上放置陶瓷盖。该陶瓷盖使开放气腔密封，该开放气腔包括该一个或多个集成电路以及相关联的电连接。另一种半导体封装件设计是所谓的模制塑料设计。根据该配置，塑料材料直接模制(例如通过注射模制或传递模制)到散热板上以形成直接接触并封装集成电路(或多个集成电路)和相关联的电连接以及散热板的固体结构。与模制塑料设计相比，上述开放气腔陶瓷封装件设置了几个显著的性能优点。一个优点源于以下事实：开放气腔设计中环境空气的介电常数低于模制塑料设计中模制塑料材料的介电常数。较低的空气的介电常数降低了电容效应，从而与模制塑料设计相比提供了较低的功耗和较高的效率。另一个优点源于以下事实：环境空气的损耗角正切(losstangent)为零，而模制塑料材料的损耗角正切不可忽略。因此，与模制塑料设计相比，开放气腔陶瓷封装件提供了更大的RF隔离。另一优点源于以下事实：形成模制塑料封装件所需的模制工艺需要在散热板的外边缘侧和底侧的一部分周围形成模制材料，使得模制塑料将保持完整。相比而言，在开腔陶瓷设计中，陶瓷盖可以直接放置在散热板的顶部。结果，可以最大化地加宽散热板以与封装件的外边界共同延伸。因此，由于两种设计中的散热板的不同占用面积，与模制塑料设计相比，开放气腔陶瓷封装件设置较低的阻抗和电感。另一方面，开放气腔陶瓷封装件比模制塑料设计更昂贵。其一个原因是开放气腔陶瓷封装件的引线使用高温钎焊工艺附接到散热板。该工艺非常耗时，因此降低了产量。另一方面，模制塑料设计利用引线框概念，其中包括连接到外框架的封装引线的引线框放置在散热板周围。金属铆钉用于将引线框单元引线框的外框架固定到散热板。在管芯附接到引线并且和引线接合之后，将塑料封装件材料模制在散热板和引线周围，随后，从外部框架修整引线。尽管与“开腔”陶瓷封装件技术相比，这种封装件技术相对便宜，但是在模制塑料设计中使用的铆钉仍然是整体封装件成本的主要贡献者。此外，在模制塑料设计中使用的铆钉在散热板上占据显著的面积量，并且不利地影响设计的空间效率。
技术实现思路
公开了一种封装件半导体装置的方法。根据该方法的实施例，设置具有上表面和下表面的金属散热板。设置第一导电引线和第二导电引线。设置第一电绝缘紧固机构和第二电绝缘紧固机构。第一紧固机构和第二紧固机构粘附到散热板的外周区域的散热板的上表面，使得第一引线和第二引线与散热板竖直地分离并且电绝缘。在将第一紧固机构和第二紧固机构粘附到散热板的上表面之后，中心管芯附着区域从第一和第二紧固机构暴露。公开了一种半导体装置封装件。根据半导体装置封装件的实施例，金属散热板具有上表面和下表面、第一导电引线和第二导电引线、以及第一电绝缘紧固机构和第二电绝缘紧固机构。第一电绝缘紧固机构和第二电绝缘紧固机构分别将第一导电引线和第二导电引线附接到散热板，使得第一引线和第二引线与散热板竖直分离并与散热板电绝缘。第一电绝缘紧固机构和第二电绝缘紧固机构粘附到散热板的外周区域的散热板的上表面，外周区域围绕中心管芯附着区域。该中心管芯附着区域未被第一紧固机构和第二紧固机构覆盖。附图说明附图的元件不一定相对于彼此成比例。相同的附图标记表示相应的类似部件。各种所示实施例的特征可以组合，除非它们相互排斥。在附图中描绘了实施例并且在下面的描述中对实施例进行了详细描述。图1，包括图1A和图1B，示出了根据实施例的具有非金属引线紧固机构的半导体装置封装件。图1A示出了封装件的截面图，图1B示出了散热板的平面图。图2，包括图2A和图2B，示出了根据另一实施例的具有非金属引线紧固机构的半导体装置封装件。图2A示出了封装件的截面图，图2B示出了散热板的平面图。图3，包括图3A、图3B和图3C，示出了根据另一实施例的具有非金属引线紧固机构的半导体装置封装件。图3A示出了根据一个实施例的封装件的截面图，图3B示出了根据一个实施例的散热板的平面图，图3C示出了根据另一实施例的散热板的平面图。图4，包括图4A和图4B，示出了根据另一实施例的具有非金属引线紧固机构的半导体装置封装件。图3A示出了封装件的截面图，图3B示出了散热板的平面图。图5示出根据实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第一方法步骤。图6示出根据实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第二方法步骤。图7示出根据实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第三方法步骤。图8示出根据实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第四方法步骤。图9示出根据实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第五方法步骤。图10，包括图10A和图10B，示出了根据另一实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第一方法步骤。图10A示出了设置在金属载体中的散热板，图10B示出了放置在金属载体的外壁上的示例性引线框架。图11示出根据另一实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第二方法步骤。图12示出根据另一实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第三方法步骤。图13示出根据另一实施例的用于形成参考图1描述的半导体封装件的第四方法步骤。图14示出根据实施例的用于形成参考图2描述的半导体封装件的第五方法步骤。图15示出根据实施例的用于形成参考图2描述的半导体封装件的第一方法步骤。图16示出根据实施例的用于形成参考图2描述的半导体封装件的第二方法步骤。图17示出根据实施例的用于形成参考图3描述的半导体封装件的第三方法步骤。图18示出根据实施例的用于形成参考图3描述的半导体封装件的第四方法步骤。图19示出根据实施例的用于形成参考图4描述的半导体封装件的第一方法步骤。图20示出根据实施例的用于形成参考图4描述的半导体封装件的第二方法步骤。图21示出根据实施例的用于形成参考图4描述的半导体封装件的第三方法步骤。具体实施方式本文将描述的实施例描述了一种半导体装置封装件和相应的半导体封装技术，该技术在封装件装配工艺期间利用非金属紧固机构将引线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封装半导体装置的方法，所述方法包括：/n设置具有上表面和下表面(104，106)的金属散热板(102)；/n设置第一导电引线和第二导电引线(110，112)；/n设置第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)；并且/n将所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)粘附到所述金属散热板(102)的外周区域(124)中的所述金属散热板(102)的上表面(104)，使得第一引线和第二引线(110，112)与所述金属散热板(102)竖直地分离并且与所述金属散热板(102)电绝缘，所述外周区域(124)围绕所述金属散热板(102)的中心管芯附着区域(126)，/n其中，在将所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)粘附到所述金属散热板(102)的所述上表面(104)之后，所述中心管芯附着区域(126)从所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)暴露出来。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171009 US 15/727,7251.一种封装半导体装置的方法，所述方法包括：
设置具有上表面和下表面(104，106)的金属散热板(102)；
设置第一导电引线和第二导电引线(110，112)；
设置第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)；并且
将所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)粘附到所述金属散热板(102)的外周区域(124)中的所述金属散热板(102)的上表面(104)，使得第一引线和第二引线(110，112)与所述金属散热板(102)竖直地分离并且与所述金属散热板(102)电绝缘，所述外周区域(124)围绕所述金属散热板(102)的中心管芯附着区域(126)，
其中，在将所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)粘附到所述金属散热板(102)的所述上表面(104)之后，所述中心管芯附着区域(126)从所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)暴露出来。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
提供半导体管芯(114)；
将所述半导体管芯(114)附接到所述中心管芯附着区域(126)；
在所述半导体管芯(114)与第一引线和第二引线(110，112)中的至少一者之间形成电连接(116)；并且
在将所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)粘附到所述金属散热板(102)的所述上表面(104)之后，用电绝缘的保护结构(118)包围所述半导体管芯(114)和所述电连接(116)。


3.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述保护结构(118)是包括外壁(118，120)和在所述外壁(118，120)之间延伸的顶部(122)的塑料结构；并且
所述半导体管芯(114)和所述电连接(116)被封闭在所述保护结构(118)和所述金属散热板(102)之间的气腔内。


4.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述第一非金属电绝缘紧固机构和所述第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)由所述保护结构(118)的所述外壁(120)、包封所述第一引线(110)的第一外壁和包封所述第二引线(112)的第二外壁提供；并且
将所述第一引线和第二引线(110，112)附接到散热板(102)包括将所述保护结构(118)的所述外壁(120)粘附到所述外周区域(124)中的所述金属散热板(102)。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一引线和所述第二引线(110，112)以及所述第一非金属电绝缘紧固机构和所述第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)通过预模制结构(136)一起提供，所述预模制结构(136)包括一体地形成在所述第一外壁内的所述第一引线(110)和一体地形成在所述第二外壁内的所述第二引线(112)。


6.根据权利要求5的方法，其中，所述预模制结构(136)具有环形形状，所述环形形状具有与所述金属散热板(102)相对应的几何形状。


7.根据权利要求4所述的方法，其中：
所述金属散热板(102)包括：
彼此相对的第一和第二外边缘侧(108)，
第一突出部(132)，远离所述第一外边缘侧延伸，以及
第二突出部(134)，远离所述第二外边缘侧延伸；以及
包围所述半导体管芯(114)和所述电连接(116)包括：将保护覆盖件的外壁(118，120)附接到所述第一突出部和所述第二突出部(132，134)。


8.根据权利要求4所述的方法，其中：
所述第一引线和第二引线(110，112)以及所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)是分开提供的，
所述第一引线和第二引线(110，112)起初位于所述金属散热板(102)的所述上表面(104)上，
在通过将所述保护结构(118)的第一外壁和第二外壁(118，120)直接模制到所述金属散热板(102)上而定位所述第一引线和第二引线(110，112)之后，随后设置所述第一非金属电绝缘紧固机构和第二非金属电绝缘紧固机构(128，130)，
所述第一外壁(118)围绕所述第一引线(110)模制，并且
所述第二外壁(120)围绕所述第二引线(112)模制。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，在模制所述第一外壁和第二外壁(118，120)之后，在所述半导体管芯(114)与所述第一引线和第二引线(110，112)中的至少一者之间形成所述电连接(116)。


10.根据权利要求8所述的方法，还包括：设置金属载体(140)，所述金属载体(140)容纳所述金属散热板(102)，所述金属散热板(102)的所述下表面(106)由所述金属载体的中心部分物理地支撑，并且所述金属载体的外壁(118，120)延伸经过所述金属散热板(102)的所述上表面(104)，其中：
在模制所述外壁(120)之前，所述第一引线和第二引线(110，112)被起初放置在所述金属载体(140)的外壁(120)上，并且
在模制所述外壁(120)之后移除金属载体(140)。


11.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述第一非金属电绝缘紧固机构(128)包括完全形成在所述第一引线(110)下方的第一粘性聚合物支撑结构(148)，
所述第二非金属电绝缘紧固机构(130)...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·蒙·霍，周·利·泰，嘉怡·翁，桑贾伊·库马尔·穆鲁甘，
申请(专利权)人：克利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US