去金属化多孔结构的无引线半导体封装件及其制造方法技术

本公开的实施例涉及去金属化的多孔结构的无引线半导体封装件及其制造方法。提供了具有多孔铜助粘剂层的半导体封装器件。多孔铜助粘剂层经由在对铜基材上镀覆的薄金属层进行热处理之后生长的金属间化合物层进行去金属化而形成。金属间化合物层的高选择性去金属化确保镀覆表面不受影响，并且不会引起导线键合性问题。多孔铜层通过提供机械互锁特征，解决了载体和环氧树脂膜塑料之间的分层。此外，增加载体和环氧树脂膜塑料之间的接触表面积改进了机械互锁特征。进了机械互锁特征。进了机械互锁特征。

【技术实现步骤摘要】
去金属化多孔结构的无引线半导体封装件及其制造方法


[0001]本公开涉及经封装的半导体器件中的不规则表面的设计。

技术介绍

[0002]分层是半导体封装领域的技术问题之一。分层是两种或更多种材料之间的弱界面相互作用的结果，这会导致半导体封装件的可靠性故障。
[0003]现有技术中解决半导体封装中分层的方法之一是使用助粘剂。助粘剂是在表面上引入的物理或化学配置，用于促进两种或更多种材料之间的粘附，例如在引线框架和环氧树脂模塑料(也被称为EMC) 之间或在引线框架和管芯附接材料之间等的粘附。这些配置通过提供增强界面完整性的物理或化学互锁机制来工作。
[0004]相关技术中使用助粘剂来防止分层，但相关技术中的一个或多个方法仍然在半导体产品的前端和后端引起可靠性问题。

技术实现思路

[0005]本公开针对芯片封装件中的分层问题的解决方案。例如，本公开的一个或多个实施例提供用于将被暴露的金属表面(例如，引线和焊盘的本体)选择性地粗糙化，从而引入机械互锁位点并增加表面积来增加与模制物质(诸如环氧树脂膜塑料)的界面相互作用的方法。
[0006]此外，一个或多个实施例阻止湿气通过分层界面进入半导体封装件中的情形发生。因此，本公开的实施例改进了各种材料之间的界面完整性。附加地，改进了半导体封装件的可靠性。
[0007]本公开的一个实施例包括通过对第一金属层和位于第一金属层上的第二金属层施加热处理而在第一金属层上形成不规则表面的方法。该方法包括去除第二金属层并暴露第一金属层的不规则表面。该方法包括在第一金属层上和不规则表面的孔内形成模制物质。
[0008]本公开的另一实施例包括半导体结构，该半导体结构包括具有第一金属结构的引线框架。第一金属结构具有第一表面以及横向于第一表面并从第一表面延伸的第二表面。第一表面具有带有多个延伸部和凹部的第一表面纹理。半导体结构包括与第一金属结构的第一表面处的多个延伸部和凹部互锁的模制物质或化合物。
[0009]另一实施例涉及半导体封装件，该半导体封装件包括具有管芯焊盘和多个引线的引线框架。管芯焊盘和多个引线的内表面包括分层的或阶梯状的侧壁或表面。管芯焊盘的阶梯状侧壁面向相邻引线的阶梯状壁中的一些。半导体封装件包括在管芯焊盘上的半导体管芯。半导体封装件在多个引线中的至少一个引线的横向于阶梯状表面的表面上包括第一导电层。半导体封装件在阶梯状表面处还包括金属间化合物。金属间化合物具有不规则表面，模塑料形成在不规则表面中，以将模塑料牢固地耦合到引线框架。
附图说明
[0010]现在将通过示例的方式参考附图。在附图中，相同的附图标记表示相用的元素或动作。然而，在一些附图中，可以使用不同的附图标记来指示相同或相似的元素。各种元素的形状和角度不一定按比例绘制，并且其中一些元素可能会被放大和定位来改进绘图的易读性：
[0011]图1是根据本公开的一些实施例的经封装的半导体器件的横截面图。
[0012]图2是整体示出衬底表面的区域“A”的放大图。
[0013]图3A
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图3B是对第一金属层上的薄第二金属层施加热处理的方法的步骤。图3C是根据本公开的一个或多个实施例的施加到第二金属层的示例金属溶解或去除过程。
[0014]图4A
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图4B是根据本公开的一些实施例的包括不规则表面的半导体封装结构的横截面图。
[0015]图5A
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图5E是根据本公开的一些实施例的金属间化合物的不规则表面的示例形状。
[0016]图6是图示了根据一些实施例的在经封装的半导体器件中形成不规则表面的方法的流程图。
具体实施方式
[0017]本专利技术的技术优点和特征及其实现方法将通过以下结合附图描述的示例性实施例来阐明。然而，本公开可以以不同的形式体现并且不应被解释为限于本文中阐述的示例实施例。相反，提供这些示例实施例来使得本公开可以足够彻底和完整，以帮助本领域技术人员充分理解本公开的范围。
[0018]在用于描述本公开的实施例的附图中公开的形状、尺寸、比例、角度和数量仅是示例。因此，本公开不限于所示细节。相同的附图标记始终指代相同的元素。在以下描述中，当相关已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本公开的重点时，可以省略这种已知功能或配置的详细描述。
[0019]在描述位置关系时，当两个部件之间的位置关系被描述为例如“在
…
上”、“在
…
之上”、“在
…
下”、“相邻”或“靠近”时，除非使用更具限制性的术语(诸如“恰好”或“直接”，否则一个或多个其他部件可以被设置在两个部件之间。
[0020]应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种元素，但这些元素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元素可以被称为第二元素，并且类似地第二元素可以被称为第一元素。
[0021]贯穿本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定指代相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在如上所述的一个或多个实施例中。
[0022]如在本说明书和所附权利要求中使用的，除非内容另有明确规定，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”包括复数指示物。还应注意，术语“或者”通常以其最广
义使用，即，除非内容另有明确规定，否则表示“和/或”。
[0023]本公开的实施例可以被应用于包括半导体封装的各种
例如，无引线封装和其他类似封装，其被暴露的金属(例如，铜)表面与需要减少分层或零分层的另一材料(例如，包括但不限于有机材料)对接。
[0024]图1是根据本公开的一些实施例的经封装的半导体器件的横截面图。
[0025]如前所述，由于弱界面相互作用导致的两个表面之间的分层是相关技术中常见的故障模式。半导体封装空间中两个表面之间典型的弱相互作用是金属和聚合物之间的界面。在经封装的半导体器件中，引线框架表面和环氧树脂膜塑料之间的相互作用是金属和聚合物之间的界面的一个示例。金属和聚合物之间的界面强度很大程度上与金属的类型和性质以及聚合物中所包括的有机成分相关。通常用作载体基材的金属层对有机聚合物的低亲和力，这会导致经封装的半导体器件内的分层。
[0026]图1所示的经封装的半导体器件100是解决分层的一个示例实施例。如将在图2中进一步详述，区域“A”、“B”、“C”和“D”是经封装的半导体器件100包括机械或电化学互锁位点的区域。包括不规则、不均匀表面的这些互锁位点提供了金属和聚合物之间的增强的互锁机制，并改进了界面的完整性。在一些实施例中，不规则表面包括具有延伸部和凹部(或峰和谷)的多孔表面。包括例如环氧树脂膜塑料的聚合物在多孔表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：通过将热处理施加到第一金属层和位于所述第一金属层上的第二金属层，在所述第一金属层上形成不规则表面；去除所述第二金属层并暴露所述第一金属层的所述不规则表面；以及在所述第一金属层上和所述不规则表面的孔内形成模制物质。2.根据权利要求1所述的方法，其中将热处理施加到所述第一金属层和所述第二金属层包括：加热所述第一金属层和所述第二金属层；以及基于所述第一金属层和所述第二金属层，形成金属间化合物。3.根据权利要求2所述的方法，其中基于所述第一金属层和所述第二金属层而形成金属间化合物包括：形成所述金属间化合物在朝向所述第二金属层的方向上突出的多个部分；形成所述第二金属层在朝向所述第一金属层的方向上突出并且位于所述金属间化合物的所述多个部分的空间之间的多个部分；以及基于所述金属间化合物的所述多个部分，形成互锁配置。4.根据权利要求3所述的方法，其中溶解所述第二金属层并暴露所述第一金属层包括：选择性地去除所述第二金属层和所述多个金属间化合物中的金属间化合物。5.根据权利要求4所述的方法，其中溶解所述第二金属层并暴露所述第一金属层还包括：暴露所述金属间化合物的所述多个部分和所述第一金属层。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述金属间化合物的所述多个部分包括去金属化的多孔层。7.根据权利要求3所述的方法，其中在所述第一金属层上和所述不规则表面的孔内形成所述模制物质包括：将所述第一金属层的一个或多个表面与所述模制物质互锁，所述模制物质填充所述第一金属层的所述一个或多个表面上的所述孔。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属层具有第一厚度，并且所述第二金属层具有比所述第一金属层的所述第一厚度更薄的第二厚度。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属层包括铜。10.一种半导体结构，包括：第一金属结构，所述第一金属结构具有第一表面以及横向于所述第一表面并从所述第一表面延伸的第二表面，所述第一表面具有第一表面纹理，并且所述第二表面具有与所述第一表面纹理不同的第二表面纹理，所述第一表面纹理具有多个延伸部和凹部；第一导电层，位于所述第一金属结构的所述第二表面上；模制物质，在所述第一金属结构的所述第一表面处与所述多个延伸部和凹部互锁。11.根据权利要求10所述的半导体结构，还包括：第二导电结构，具有与第二端部相对的第一端部，所述第二导电结构的所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：发明
国别省市：