揭示了一种半导体管芯封装方法。在一个实施例中，管芯封装包括具有第一表面和第二表面的半导体管芯和引脚框架结构，所述引脚框架结构具有管芯附着区和从所述管芯附着区向外引出的多个引脚。管芯附着区包括一个或多个窗孔。模塑材料环绕引脚框架结构的管芯附着区和半导体管芯的至少部分。所述模塑材料也在一个或多个窗孔内。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
有许多种半导体管芯封装。在由R·优施(Rajeev Joshi)和C·-L·吴(Chung-LinWu)于2002年10月14日提交的，申请号为No.10/271654的，题目为“散热增强的薄倒装引脚铸模封装”(Thin，Thermally Enhanced Flip Chip In A Leaded MoldedPackage)的美国专利中揭示和描述可包括特殊引脚框架结构和特殊漏极夹结构的薄断面封装，所有这些合并在此作为参考。在该专利申请中，半导体管芯采用焊料安装在引脚框架结构上。漏极夹粘贴在管芯顶侧。管芯采用模塑材料密封。虽然这种半导体封装十分有用，但仍可以进行改进。例如，涉及到的一个问题是焊接缝可靠性问题。在上述管芯封装的工艺中，半导体管芯是采用焊料安装在引脚框架结构上的。于是在引脚框架和半导体管芯间形成焊接缝。焊接缝间和管芯与引脚框架间的狭窄间隙需填填满模塑材料。用模塑材料填满这些狭窄间隙是困难的。如果间隙内未填满模塑材料，那么半导体管芯封装中会形成空隙。模塑材料可能是非均匀的，且会在焊接缝上产生导致其断裂的应力。涉及到的另一个问题是引脚框架结构和模塑材料间的脱层问题。如果模塑材料和引脚框架结构相互间没有很牢固的粘合，那么它们会随时间流逝相互分离从而增加管芯封装失效的可能性。本专利技术的实施例单独或共同涉及这些和其他问题。专利技术概述本专利技术涉及半导体管芯封装、适用于半导体管芯封装的引脚框架结构，以及制造半导体管芯封装的方法。本专利技术的一个实施例涉及一种半导体管芯封装，它包括(a)半导体管芯，它包括第一表面和第二表面；(b)引脚框架结构，它包括管芯附着区和从所述管芯附着区向外引出的多个引脚，其中管芯附着区包括一个或多个延伸通过管芯附着区的且大体定向垂直于多个引脚中这些引脚定向的窗孔，其中半导体管芯安装在引脚框架结构的管芯附着区上；以及(c)模塑材料，它在所述的引脚框架结构的管芯附着区和半导体管芯的至少部分周围，其中所述模塑材料也在引脚框架结构的管芯附着区里的一个或多个窗孔内部。本专利技术的另一个实施例涉及一种引脚框架结构，它包括管芯附着区；从管芯附着区引出的多个引脚；和在管芯附着区内且延伸穿过管芯附着区的一个或多个窗孔，其中一个或多个窗孔大体定向垂直于多个引脚中的这些引脚的走向。本专利技术的另一个实施例涉及一种半导体管芯封装的成型方法，该方法包括(a)使用焊料将包括第一表面和第二表面的半导体管芯粘附到引脚框架结构内的管芯附着区，所述引脚框架包括延伸穿过管芯附着区的一个或多个窗孔和从管芯附着区引出的多个引脚，其中一个或多个窗孔大体定向垂直于多个引脚中的这些引脚的定向；以及(b)成型至少部分环绕半导体管芯和管芯附着区的模塑材料，其中模塑材料进入到引脚框架结构的管芯附着区中的一个或多个窗孔内。本专利技术的另一个实施例涉及一种半导体管芯封装，它包括(a)半导体管芯，它包括第一表面和第二表面；(b)引脚框架结构，它包括管芯附着区和从所述管芯附着区引出的多个引脚，其中管芯附着区包括一个或多个在管芯附着区内的凹槽，其中使用排列一个或多个凹槽的焊料将半导体管芯安装在引脚框架结构的管芯附着区上；以及(c)模塑材料，它环绕引脚框架结构的管芯附着区和半导体管芯的至少部分。以下将进一步详述本专利技术的这些和其他实施例。 附图说明图1(a)示出在引脚框架结构上的半导体管芯的顶视图。图1(b)示出由图1(a)所示的在引脚框架结构上的半导体管芯的侧视图。图2(a)示出在引脚框架结构上的半导体管芯的顶视图。图2(b)示出在引脚框架结构上的半导体管芯的顶视3(a)-3(l)示出当半导体管芯和引脚框架结构形成半导体管芯封装时的多种视图。图4(a)-4(b)示出涂覆模塑材料时的半导体管芯和引脚框架结构。图4(c)是成型后安装在引脚框架上半导体管芯的剖面图。图4(d)示出局部断裂的焊料突起的剖面5(a)示出引脚框架结构的顶平面图。图5(b)示出根据图5(a)所示沿着线5(b)-5(b)截取的的引脚框架结构侧视剖面图。图6(a)示出具有槽形式的窗孔和凹槽的引脚框架结构的透视图。图6(b)示出其上安装有半导体管芯的引脚框架结构的透视图。图7示出位于安装至引脚框架结构的半导体管芯上的铜芯柱的近视图。图8示出说明本专利技术实施例可靠性数据的表格。在图1-图8中，相同数字表示相同元件。具体实施例方式本专利技术的实施例涉及引脚框架结构、半导体管芯封装以及制造半导体管芯封装的方法。半导体管芯封装可包括使用例如焊料安装至引脚框架结构的半导体管芯。如果半导体管芯包括直立式晶体管，那么半导体管芯封装可具有连接着半导体管芯的漏极夹或其他导电结构用于引导漏电流从半导体管芯的一端流到半导体管芯的另一端。模塑材料可以覆盖半导体管芯和引脚框架结构的至少部分。根据本专利技术的最佳实施例，在半导体管芯封装中所使用的半导体管芯包括直立式功率晶体管。典型的直立式功率晶体管，例如，在指定本专利申请的同一代理人的美国专利No.6274905和No.6351018中作出详述，且所有这些合并在此作为参考。直立式功率晶体管包括VDMOS晶体管。VDMOS晶体管具有通过是扩散形成的两个或更多半导体区域的MOSFET。它具有源极区、漏极区和栅极。该器件是直立式的，其中源极区和漏极区位于半导体管芯的相对表面处。栅极可以是沟道栅极结构或平面栅极结构，并且形成在与源极区的同一表面。沟道栅极结构是优选的，因为沟道栅极结构比平面栅极结构更窄并占据较少空间。在工作期间中，VDMOS器件中从源极区到漏极区的电流基本垂直于管芯表面。正如本文所使用的，术语“引脚框架结构”可表示由引脚框架所引伸的结构。典型的引脚框架结构包括源极引脚结构，栅极引脚结构和可选的虚引脚结构。这些引脚框架结构中的各部分将在如下详描。每个源极引脚结构，栅极引脚结构和虚引脚结构都可以具有一个或多个引脚。图1(a)示出在引脚框架结构104上的半导体管芯118。引脚框架结构104包括栅极引脚结构110和源极引脚结构106。栅极引脚结构110包括栅极引脚110(a)，而源极引脚结构106包括七个源极引脚106(a)-106(g)。此例示出七个源极引脚和一个栅极引脚。焊接缝阵列123处在半导体管芯118和引脚框架结构104间，并且将两者电气和机械连接在一起。焊接缝阵列123包括多个源极焊接缝122和一个栅极焊接缝124，它们分别将位于半导体管芯118上的MOSFET源极区和栅极区与栅极引脚结构110和源极引脚结构106相连接。引脚框架结构104具有可安装半导体管芯118的管芯附着区130。管芯附着区130可以是非连续的，并且可以包括栅极引脚结构110的内部分和源极引脚结构103的内部分。多个窗孔132形成于管芯附着区130内，同时一个窗孔132形成于管芯附着区130外部。各个窗孔132都可完全穿过引脚框架结构104的管芯附着区130。在此例中，窗孔132都是采用延长槽的形式。每个槽形窗孔132的定向都平行于每个源极引脚106(a)-106(f)和栅极引脚110(a)的定向。每个窗孔132也设置在焊接缝阵列123的相邻焊接缝行之间。如图1(a)所示，半导体管芯118安装在至少一些窗孔132之上。正如以下更详细的描述那样，焊接缝123可以存在于多个凹槽(图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体管芯封装，其特征在于，包括： （ａ）半导体管芯，它包括第一表面和第二表面； （ｂ）引脚框架结构，它包括管芯附着区和从管芯附着区向外引出的多个引脚，其中管芯附着区包括一个或多个窗孔，所述窗孔延伸穿过管芯附着区且定向成大体垂直于所述多个引脚中的这些引脚的定向，其中半导体管芯安装在引脚框架结构的管芯附着区上；以及 （ｃ）模塑材料，它环绕引脚框架结构的管芯附着区的和半导体管芯的至少一些部分，其中模塑材料也在引脚框架结构的管芯附着区里的一个或多个窗孔内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-4-11 10/411,6881.一种半导体管芯封装，其特征在于，包括(a)半导体管芯，它包括第一表面和第二表面；(b)引脚框架结构，它包括管芯附着区和从管芯附着区向外引出的多个引脚，其中管芯附着区包括一个或多个窗孔，所述窗孔延伸穿过管芯附着区且定向成大体垂直于所述多个引脚中的这些引脚的定向，其中半导体管芯安装在引脚框架结构的管芯附着区上；以及(c)模塑材料，它环绕引脚框架结构的管芯附着区的和半导体管芯的至少一些部分，其中模塑材料也在引脚框架结构的管芯附着区里的一个或多个窗孔内。2.如权利要求1所述的半导体管芯封装，其特征在于，所述管芯附着区包括至少两个从一端到另一端对准的槽。3.如权利要求1所述的半导体管芯封装，其特征在于，所述引脚框架结构包括具有多个源极引脚的源极引脚结构，所述多个源极引脚从模塑材料横向引出。4.如权利要求1所述的半导体管芯封装，其特征在于，所述引脚框架结构包括源极引脚结构、栅极引脚结构和虚引脚结构。5.如权利要求1所述的半导体管芯封装，其特征在于，半导体管芯包括第二表面处的漏极区以及第一表面处的源极区和栅极区，其中引线框架结构包括源极引脚结构，该结构耦合至源极区且包括多个从模塑材料中横向引出的多个源极引脚；以及栅极引脚结构，该结构耦合至栅极区且包括从模塑材料横向引出的栅极引脚，其中所述半导体管芯封装进一步包括耦合至半导体管芯漏极区的漏极夹。6.如权利要求1所述的半导体管芯封装，其特征在于，所述半导体管芯包括第二表面处的漏极区，以及第一表面处的源极区与栅极区，其中半导体管芯封装进一步包括在半导体管芯中的耦合至漏极区的漏极夹。7.如权利要求1所述的半导体管芯封装，其特征在于，所述一个或多个窗孔可采用伸长槽的形式。8.如权利要求1所述的半导体管芯封装，其特征在于，所述引脚框架结构包括铜或铜合金。9.如权利要求1所述的半导体管芯封装，其特征在于，所述管芯附着区进一步包括在引脚框架结构内形成的多个凹槽。10.如权利要求9所述的半导体管芯封装，其特征在于，引脚框架结构包括铜或铜合金。11.一种引脚框架结构，其特征在于，它包括管芯附着区；从管芯附着区引出的多个引脚；以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：R乔希，CL吴，
申请(专利权)人：费查尔德半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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