用于半导体器件的封装的引线框架、半导体器件以及用于制造半导体器件的工艺制造技术

本公开的实施例涉及一种用于半导体器件的封装的引线框架、半导体器件以及用于制造半导体器件的工艺。用于集成电子器件的引线框架包括由第一金属材料制成的裸片焊盘。由第二金属材料形成的顶部涂层布置在裸片焊盘的顶部表面上。第二金属材料具有与第一金属材料相比更低的氧化速率。顶部涂层使裸片焊盘的顶部表面的多个角部裸露。例如与接线键合相关发生的后续加热操作，使得在裸片焊盘的顶部表面的角部上的、与顶部涂层接触的位置处形成氧化层。与顶部涂层接触的位置处形成氧化层。与顶部涂层接触的位置处形成氧化层。

【技术实现步骤摘要】
用于半导体器件的封装的引线框架、半导体器件以及用于制造半导体器件的工艺
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年8月1日提交的意大利申请专利号102019000013704的优先权权益，其内容在法律允许的最大范围内通过整体引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种用于半导体器件的封装的引线框架，以及涉及一种半导体器件以及用于制造半导体器件的工艺。

技术介绍

[0004]众所周知，半导体器件(诸如，例如集成电路和MEMS器件)被包封在对应的封装内，该封装执行保护并与外界接口连接的功能。例如，已知使得能够在印刷电路板上进行所谓的“表面安装”的封装。
[0005]更详细地，表面安装封装包括例如所谓的“四方扁平无引线”(QFN)类型的封装，也被称为“微引线框架”(MLF)封装或“小外形无引线”(SON)封装。
[0006]通常，QFN封装包括内部包封或嵌入树脂的区域，该区域是金属引线框架(通常由铜制成)，该引线框架又形成至少一个端子阵列，该至少一个端子阵列散布在封装的底部表面上。
[0007]如图1和2所示，引线框架1包括主体2，该主体2是平面的并且在俯视图中具有多边形的形状(通常是正方形或矩形)；主体2限定顶部表面6a和底部表面6b。多个焊盘8从主体2(即，从顶部表面6a)向上延伸。另外，引线框架1包括所谓的裸片焊盘10，其从主体2向上延伸并且被在远处的内部焊盘8包围。
[0008]主体2、焊盘8和裸片焊盘10形成一个单一金属件。另外，裸片焊盘10是平面的，并且在俯视图中具有多边形形状(通常是正方形或矩形)。在图1中，裸片焊盘10具有平行六面体的形状，并且其侧壁16在四个边缘11处相交(在图1中仅三个可见)。
[0009]另外，引线框架1通常借助于银或金属合金(诸如，NiPdAu)进行电镀。特别地，引线框架1经历了镀层工艺(例如，电镀)，该镀层工艺允许在裸片焊盘10上形成顶部涂层区域12以及多个次级涂层区域14，次级涂层区域14中的每个次级涂层区域布置在对应的焊盘8上。如先前所提到的，顶部涂层区域12和次级涂层区域14由银或金属合金形成，例如，由与形成引线框架1的材料相比更不易氧化(特别是在空气中氧化)的材料(即，由具有与引线框架相比更低的氧化速率的材料)形成。另外，顶部涂层区域12和次级涂层区域14可以具有包括在范围3-9μm内的厚度；焊盘8和裸片焊盘10可以具有包括在范围3-4μm内的厚度。
[0010]传统上，将引线框架制造为条状，随后将其用于制造工艺。此外，制造工艺通常包括回蚀刻步骤，以去除主体2并将焊盘8与裸片焊盘10分离。
[0011]另外，制造工艺通常包括以下步骤：将裸片(未示出)设置在裸片焊盘10上，然后借助于接线键合24将裸片的导电焊盘电连接至引线框架1的对应焊盘8，如图3所示。为了建立
接线键合24，通常在约200℃的温度下在空气中执行热处理，持续时间约为十分钟；这种热处理导致了引线框架1的裸露部分(即，未被顶部涂层区域12涂覆或未被次级涂层区域14涂覆的引线框架1的部分)的受控氧化。因此，在热处理之后，氧化层27在部分的引线框架1上以及在引线框架1下方延伸。
[0012]然后，通常借助于模制在引线框架1和裸片的上面形成封装区域25。封装区域25(也被称为“模塑料”)可以由热固性环氧树脂制成，并且与顶部涂层区域12以及次级涂层区域14和氧化层27的部分直接接触地延伸。
[0013]根据图4中所示的不同示例，引线框架1可以包括：包括裸片焊盘10的裸片焊盘结构28；横向包围裸片焊盘10的接地环29；以及在裸片焊盘10和接地环29之间延伸的沟槽T0，以露出下面的主体2的对应部分。接地环29从主体2向上延伸，其厚度与裸片焊盘10相同，并且具有正方形框架的形状；接地环29与主体2、裸片焊盘10和焊盘8形成单一件。焊盘8包围裸片焊盘结构28。另外，接地环29在顶部被附加涂层区域12
’
涂覆，附加涂层区域12
’
由与顶部涂层区域12相同的材料制成并且具有与后者相同的厚度。
[0014]图1和图4分别以虚线示出了轮廓OT的投影，即可能的在顶部涂层区域12上的裸片。
[0015]已经说过，由于在裸片中实现的电子器件的运行期间发生的温度变化，因此封装区域25和引线框架1的热膨胀系数(CTE)之间的差异可能会引起机械应力。
[0016]特别地，参照图1和2作为示例，注意到机械应力集中在裸片焊盘10的角处，其中特别是使裸片暴露于外部大气时，它们可能会引起局部分层(即，顶部涂层区域12的部分与封装区域25的分离)，然后这种局部分层可能会传播，随着时间的流逝而引起裂纹并影响器件可靠性。
[0017]为了解决分层问题，已经提出了几种解决方案。
[0018]特别地，第一解决方案设想使用附加的助粘剂材料，将其施加在引线框架表面上。不幸的是，这种解决方案需要很高的成本。
[0019]第二解决方案设想在引线框架中形成保持结构(诸如，凹槽或凹坑)。然而，这种解决方案除了需要减少可用的封装空间外，还被证明在产生更高应力的大封装格式的情况下是无效的。最后，提出了第三解决方案，其设想使用所谓的粗糙引线框架(即，经历了化学或机械工艺的引线框架)来使其表面粗糙。不幸的是，这种解决方案也需要很高的成本；此外，由于增加了衬底润湿度，它对裸片附接胶水的控制以及接线键合的可靠性产生了不利影响。
[0020]在本领域中需要提供一种用于半导体器件的引线框架，该引线框架将至少部分地解决前述缺点。

技术实现思路

[0021]根据本专利技术，提供了一种用于半导体器件的引线框架、半导体器件和用于制造半导体器件的工艺。
[0022]在实施例中，一种用于集成电子器件的引线框架包括：由第一金属材料组成的裸片焊盘结构，该裸片焊盘结构包括裸片焊盘并且由顶部结构表面界定；以及由第二金属材料形成并且布置在顶部结构表面上的顶部涂层结构，第二材料具有与第一材料相比更低的
氧化速率；其中顶部涂层结构使顶部结构表面的多个角部裸露。
[0023]在实施例中，一种集成电子器件包括：如上所述的引线框架；多个氧化区域，该氧化区域中的每个氧化区域涂覆顶部结构表面的对应角部并且横向接触顶部涂层结构；布置在裸片焊盘上面的裸片；以及电介质封装区域，该电介质封装区域以直接接触的形式覆盖裸片、氧化区域以及与氧化区域邻近的顶部涂层结构的部分。
[0024]在实施例中，一种用于制造集成电子器件的方法包括：将裸片固定至如上所述的引线框架；在裸片与引线框架之间建立接线键合，所述建立接线键合包括执行热处理，该热处理导致多个氧化区域的形成，该氧化区域中的每个氧化区域涂覆顶部结构表面的对应角部并且横向接触顶部涂层结构；然后形成电介质封装区域，使得它以直接接触的形式覆盖裸片、氧化区域和与氧化区域邻近的顶部涂层结构的部分。
附图说明
[0025]为了更好地理解本专利技术，现在参照附图仅通过非限制性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于集成电子器件的引线框架，包括：裸片焊盘，由第一金属材料制成，并且所述裸片焊盘包括顶部表面；以及顶部涂层，由第二金属材料制成，并且所述顶部涂层布置为与所述顶部表面接触，其中所述第二金属材料具有比所述第一金属材料的氧化速率更低的氧化速率；其中所述裸片焊盘的所述顶部表面的角部未被所述顶部涂层覆盖。2.根据权利要求1所述的引线框架，其中所述裸片焊盘在所述裸片焊盘的侧面相交的位置处包括多个边缘；并且其中每个边缘横切于与它直接接触的对应角部。3.根据权利要求1所述的引线框架，其中每个角部具有正方形形状。4.根据权利要求1所述的引线框架，其中所述裸片焊盘由主体支撑，并且其中所述裸片焊盘和主体形成单一件。5.根据权利要求1所述的引线框架，进一步包括氧化涂层，所述氧化涂层覆盖所述裸片焊盘在未被所述顶部涂层覆盖的所述角部处的所述顶部表面，其中所述氧化涂层与所述顶部涂层横向接触。6.根据权利要求1所述的引线框架，进一步包括：接地环，横向包围所述裸片焊盘，并且所述接地环包括顶部表面，其中所述接地环具有正方形框架的形状；以及附加顶部涂层，由所述第二金属材料制成，并且所述附加顶部涂层布置为与所述接地环的所述顶部表面接触；并且其中所述接地环的所述顶部表面的角部未被所述附加顶部涂层覆盖。7.根据权利要求6所述的引线框架，其中所述裸片焊盘和所述接地环由主体支撑，并且其中所述裸片焊盘、所述接地环和所述主体形成单一件。8.根据权利要求6所述的引线框架，进一步包括氧化涂层，所述氧化涂层覆盖所述裸片焊盘在未被所述顶部涂层覆盖的所述角部处的所述顶部表面，并且覆盖所述接地环在未被所述附加顶部涂层覆盖的所述角部处的所述顶部表面，其中所述氧化涂层与所述顶部涂层横向接触、并且与所述附加顶部涂层横向接触。9.根据权利要求1所述的引线框架，进一步包括多个焊盘，所述多个焊盘具有由涂层区域涂覆的顶部表面，所述涂层区域由所述第二金属材料制成。10.根据权利要求9所述的引线框架，其中所述裸片焊盘和所述多个焊盘由主体支撑，并且其中所述裸片焊盘、所述多个焊盘和所述主体形成单一件。11.根据权利要求1所述的引线框架，进一步包括：横向包围所述裸片焊盘的内框架；横向包围所述内框架的外框架；被插入在所述外框架与所述内框架之间的多个接杆；以及另一顶部涂层，由所述第二金属材料制成，并且所述另一顶部涂层布置为与所述内框架和所述外框架的顶部表面接触；其中所述内框架在所述内框架与所述接杆连接的位置处的部分未被所述另一顶部涂层覆盖。12.根据权利要求11所述的引线框架，其中所述接杆的顶部表面未被所述另一顶部涂层覆盖。
13.根据权利要求11所述的引线框架，其中所述内框架和所述外框架具有不同的高度，并且其中每个接杆包括对应的倾斜部以在所述不同的高度之间转变。14.根据权利要求11所述的引线框架，进一步包括：底部涂层结构，在所述裸片焊盘和所述内框架下方延伸；以及外底部涂层区域，在所述外框架下方延伸；并且其中所述内框架的底部表面在所述内框架与所述接杆连接的位置处的部分未被所述外底部涂层区域覆盖。15.根据权利要求11所述的引线框架，进一步包括氧化涂层，所述氧化涂层覆盖所述裸...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：