无引线半导体封装件以及制造方法技术

本公开涉及无引线封装的半导体装置，包括相对的顶部主表面和底部主表面以及在顶部表面与底部表面之间延伸的侧壁，无引线封装的半导体装置还包括：引线框结构，其包括各自具有布置在其上的半导体晶片的两个或更多个引线框子结构的阵列；端子；以及轨道，延伸横过半导体装置的底部表面，其中，轨道提供用于互连半导体晶片和端子的区域，其中，轨道被绝缘材料填充以隔离引线框子结构。填充以隔离引线框子结构。填充以隔离引线框子结构。

【技术实现步骤摘要】
无引线半导体封装件以及制造方法


[0001]本专利技术涉及形成无引线封装的半导体装置的方法。本专利技术还涉及无引线封装的半导体装置。

技术介绍

[0002]已知无引线封装的半导体装置提供优于引线封装件的优点。这些优点包括：在降低引线电感方面具有更好的电气性能；通过使用暴露的散热垫来改善向印刷电路板(PCB)的热传递的良好的散热；减小的封装厚度；以及减小了PCB上占用的面积的较小的占位面积。无引线封装的半导体装置的示例包括四方扁平无引线(QFN)装置和双扁平无引线(DFN)装置。然而，无引线封装的半导体装置的缺点在于，当安装在PCB上时，检查焊点是困难的。传统的检查技术利用所谓的自动光学检查(AOI)系统，从而相机扫描安装在PCB上的无引线封装的半导体装置，以用于各种缺陷，诸如开路连接、短路连接、焊料连接的薄化以及错误放置的装置。由于半导体装置输入/输出(I/O)端子布置在该装置的底部且因此在将装置安装在PCB上时从视图上被隐藏，因此，通常无法将AOI系统与无引线半导体装置一起使用。自动X射线检查(AXI)系统可能允许检查焊点，然而，AXI系统是昂贵的。
[0003]允许焊点通过AOI检查的解决方案包括金属侧垫，其从装置的底部上的装置I/O端子至少部分向上延伸到装置的外侧壁。通常，金属侧垫可以由锡、铅或锡铅合金形成。在将装置附着到PCB的焊接工艺期间，焊料将润湿装置的底部上的I/O端子以及金属侧垫。结果，焊点的一部分将是可见的，这允许通过AOI技术进行检查。只要正确焊接了金属侧垫，即使I/O端子未正确焊接到PCB，也可以认为焊点是良好的。
[0004]除了易于检查之外，金属侧垫可以减小装置在安装在PCB上时的倾斜。由于增大的焊接面积，金属侧垫还可以改善剪切和弯曲性能。
[0005]通常，封装件结构将包括嵌入封装层中的装置晶片阵列。装置晶片将通过诸如共晶接合的任何合适的方式连接到引线框。形成这种无引线装置的工艺涉及使用一系列的平行的行切割和平行的列切割将封装的集成电路的二维阵列分成单个半导体装置封装件。第一系列的平行的分离切割完全延伸穿过限定阵列行的引线框和封装层。在这种工艺中，将暴露出I/O端子，并且由于I/O端子相互电连接，因此可以电镀暴露的I/O端子以形成金属侧垫。电连接有必要维持电连续性，使得可以实现电镀工艺。
[0006]在电镀金属侧垫之后，使得第二系列的平行的分离切割完全延伸穿过引线框和封装层。这将阵列的列分开，从而提供单个化的封装件。
[0007]然而，对于具有一个或多个功能晶片和定位在装置的一个侧壁处的至少三个I/O端子以及定位在相对侧壁处的至少两个I/O端子的无引线半导体装置，因为分离切割工序要求定位在形成在引线框上的引线框结构上的装置的一个侧壁处的中间的I/O端子将被电隔离，因此不可能根据以上工艺通过电镀来形成侧垫。
[0008]图1a示出了由一系列的引线框子结构形成的典型的引线框结构10。
[0009]在用于限定行的第一分离切割工序之前，如以上所讨论的，由于用于特定装置引
线框的六个I/O端子12、14和16(装置的两个相对侧上的三个I/O端子)中的每一个将通常通过在金属板上进行光蚀刻工艺由单个金属整体形成，因此它们电互连。现在参照图1b，在第一切割工序(由线A指示)之后，I/O端子12、14将从引线框结构10脱离，因此其将不可能电镀I/O端子12、14以形成金属侧垫，因为它们将从引线框结构机械脱离，并且与引线框结构电隔离。
[0010]在基本正交于第一切割工序的第二切割工序(由线B指示)之后，每个单独的子引线框将从引线框结构10单个化(singulate)。
[0011]如上所述的无引线封装的半导体装置的缺点在于其限于具有金属侧垫的最多四个端子。

技术实现思路

[0012]各种示例实施例针对如上所述的缺点和/或可以从以下公开中变得显而易见的其他缺点。
[0013]根据本专利技术的实施例，无引线封装的半导体装置包括相对的顶部主表面和底部主表面以及在顶部表面与底部表面之间延伸的侧壁。其还包括引线框结构，该引线框结构包括两个或更多个引线框子结构的阵列，每一个引线框子结构具有布置在其上的半导体晶片。另外，无引线封装的半导体装置包括端子和延伸横过半导体装置的底部表面的轨道。轨道提供用于在制造期间互连半导体晶片和端子的区域。轨道被绝缘材料填充以隔离引线框子结构。
[0014]根据本专利技术的实施例，端子中的每一个包括相应的金属侧垫。
[0015]根据本专利技术的实施例，无引线封装的半导体装置可以包括四个或更多个端子。
[0016]根据本专利技术的实施例，绝缘材料是焊接掩模或封装剂。
[0017]根据本专利技术的实施例，半导体晶片和相应的端子可以机械连接且电连接。
[0018]根据本专利技术的实施例，端子使用诸如锡、铅或锡铅化合物的电镀材料进行镀覆。
[0019]本专利技术还涉及一种汽车(automotive)部件，包括如前述实施例中的一个中指定的无引线封装的半导体装置。由于在汽车工业中使用了AOI系统，这是特别有用的。
[0020]本专利技术的一个实施例涉及一种形成无引线封装的半导体装置的方法，该装置包括引线框结构，该引线框结构包括引线框子结构的阵列，每一个引线框子结构具有布置在其上的半导体晶片。该方法包括以下步骤：
[0021]设置在所述引线框子结构的端子与所述引线框结构的端子之间的电连接；
[0022]设置封装层以封装引线框子结构和各个半导体晶片；
[0023]执行延伸穿过所述引线框结构和所述封装层的第一系列的平行切割，以暴露出形成端子的侧部分；
[0024]电镀端子以形成金属侧垫；
[0025]在引线框结构中形成一系列沟槽，其中，该沟槽延伸横过无引线封装的半导体装置的底部表面；
[0026]用绝缘材料填充沟槽；以及
[0027]执行相对于第一系列的平行切割成角度的第二系列的平行切割，第二系列的平行切割延伸穿过引线框结构和封装层以使无引线封装的半导体装置单个化。
[0028]在本专利技术的另一实施例中，该方法还可以包括去毛刺步骤，以从端子去除任何剩余的封装层。在电镀步骤之前执行这种去毛刺步骤。
附图说明
[0029]为了其中可以详细地理解本公开的特征的方式，参照其中的一些示出在附图中的实施例进行了更具体的描述。然而，应注意，附图仅示出了典型的实施例，因此不应认为是对其范围的限制。附图用于促进对本公开的理解，因此不一定按比例绘制。在结合附图阅读本说明书后，所要求保护的主题的优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见，在附图中，同样的附图标记已经用于表示同样的元件，并且在附图中：
[0030]图1a示出了已知的引线框结构；
[0031]图1b示出了指示分离切割的位置的已知的引线框结构；
[0032]图2示出了根据实施例的引线框结构；
[0033]图3示出了根据实施例的用于形成无引线半导体装置的工艺流程图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无引线封装的半导体装置，包括相对的顶部主表面和底部主表面以及在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸的侧壁，所述无引线封装的半导体装置还包括：引线框结构，其包括两个或更多个引线框子结构的阵列，每一个引线框子结构具有布置在其上的半导体晶片；端子；以及轨道，其延伸横过所述半导体装置的底部表面，其中，所述轨道提供用于互连所述半导体晶片和所述端子的区域；其中，所述轨道被绝缘材料填充以隔离所述引线框子结构。2.根据权利要求1所述的无引线封装的半导体装置，其中，所述端子中的每一个包括相应的金属侧垫。3.根据权利要求1所述的无引线封装的半导体装置，其中，无引线封装的半导体装置包括四个或更多个端子。4.根据权利要求1所述的无引线封装的半导体装置，其中，所述绝缘材料为封装剂和/或焊接掩模。5.根据权利要求1所述的无引线封装的半导体装置，其中，所述半导体晶片和相应的端子机械连接且电连接。6.根据权利要求1所述的无引线封装的半导体装置，其中，所述端子用诸如锡、铅或锡铅化合物的电镀材料镀覆。7.一种汽车部件，包括根据权利要求1至6中任一项所述的无引线封装的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：周安乐，王飞莹，张贵祥，闭香红，
申请(专利权)人：安世有限公司，
类型：发明
国别省市：