半导体封装件组件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体封装件(组件)。根据本发明专利技术的半导体封装件至少包括：金属引线框架；半导体管芯结构，该半导体管芯结构安装在金属引线框架的管芯焊盘上；至少第一键合夹，该至少第一键合夹与半导体管芯结构连接；至少另一键合夹，该至少另一键合夹通过焊接部与金属引线框架的管芯焊盘连接；其中，管芯焊盘在与至少另一键合夹的连接部附近设置有至少一个凹部，该至少一个凹部容纳用于焊接部的焊料。本发明专利技术还涉及这种半导体封装件(组件)的制造方法。造方法。造方法。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装件组件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的半导体封装件组件以及根据权利要求12中概述的用于这种半导体封装件组件的制造方法。

技术介绍

[0002]当制造半导体封装件组件时，形成半导体封装件的半导体部件安装至引线框架，并且一个或多个键合夹与半导体管芯或引线框架电连接。为了完成半导体封装组件，使用塑料树脂来包封半导体封装件，从而固定并且保护键合夹与半导体管芯和引线框架之间的脆弱焊料连接，并且允许在半导体应用中适当处理和加工半导体封装件组件。
[0003]然而，由于过薄的焊料厚度在产品可靠性方面仍然具有较高的潜在风险，所以键合夹与半导体管芯和引线框架之间的焊料连接在耐久性和电连接性方面仍然脆弱。这已经证明用于夹具结合封装件，该夹具键合封装件需要柱上的内部夹具焊料连接或者使用诸如焊料或类似材料的导电粘合剂的铜与铜连接。在最坏的情况下，当使具有露出夹具设备的键合夹连接经受温度循环测试或IOL测试时，焊料将以更快的速度或速率发生劣化。
[0004]越来越多的半导体封装件组件在商业化上要求露出的夹具端(嵌片端)在封装件的顶部上进行机械抛光处理。这显著增加了键合夹和引线框架之间的焊料损坏的风险。
[0005]日本专利公开No.JP
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2012
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089784A公开了根据权利要求1的前序部分所述的半导体封装件组件。
[0006]日本专利公开No.JP
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2011
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049244A公开了一种半导体封装件组件，其中，引线框架设置有中空定向部件，以用于使键合夹端相对于引线框架表面定向。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种改善的半导体封装件组件，该半导体封装件组件使键合夹和引线框架之间的焊料连接得到显著改善。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的第一示例，半导体封装件至少包括：金属引线框架；半导体管芯结构，该半导体管芯结构安装在金属引线框架的管芯焊盘上；至少第一键合夹，该至少第一键合夹与半导体管芯结构连接；至少另一键合夹，该至少另一键合夹通过焊接部与金属引线框架的管芯焊盘连接；其中，管芯焊盘在与至少另一键合夹的连接部附近设置有至少一个凹部，该至少一个凹部形成为贮存器，该贮存器容纳用于焊接部的增大体积的焊料。
[0009]因此，铜键合夹边缘附近和/或铜键合夹与引线框表面之间的焊料材料体积显著增加。金属引线框架可以选自任何导电金属材料，但是优选铜用于铜引线框架。除了改善电连接性之外，还改善了键合夹和引线框架之间机械连接。键合夹和引线框架之间的连接界面具有更好、更强、更持久的机械强度，并且不易由于重复机械载荷或热机械疲劳而造成焊料劣化。
[0010]在根据本专利技术的有益示例中，至少一个凹部具有细长构造，其中，至少一个细长凹部成形为沟槽或凹槽。因此，在引线框架的一侧上的这种细长凹部的位置或取向保证了易
于安装键合夹连接的可接入性。这种细长凹部的特定实施方式在平行于管芯焊盘的纵向取向的方向上或者在垂直于管芯焊盘的纵向取向的方向上延伸。取向的选择部分取决于键合夹和引线框架之间的期望连接界面以及与半导体管芯结构相比引线框架的尺寸的任何限制。
[0011]特别地，至少一个细长凹部可以具有V形深度轮廓，从而确保用于焊料材料的有效贮存器以及一旦建立焊接部，则沿键合夹和引线框架之间的焊料连结部的连接界面增加的机械强度。在优选示例中，其中，所得焊料界面具有高机械强度和耐久性，至少一个细长凹部的V形深度轮廓的顶点具有为约90
°
的角度。
[0012]在根据本专利技术的另一有益示例中，至少一个凹部形成为凹痕。
[0013]在这种焊接部的又一示例中，其中，所得焊料界面表现出进一步改善的机械强度和耐久性，两个凹部各自应用在焊料连结部的相对侧上。另外，可以在两个凹部之间应用另一凹部，使得该另一凹部由焊接部覆盖。由两个或甚至三个凹部构成的焊接部提供足够大的焊料贮存器，并且在键合夹和引线框架之间的所得焊料界面具有更高的机械强度和改善的耐久性。
[0014]根据本专利技术的半导体封装件还包括对半导体封装件进行包封的模制树脂壳体，从而形成半导体封装件组件。
[0015]根据本专利技术，根据本专利技术的半导体封装件的制造方法包括以下步骤：
[0016]i)准备金属引线框架，该金属引线框架具有第一框架表面侧和与第一表面侧相对的第二框架表面侧；
[0017]ii)在金属引线框架的第一框架表面侧的至少第一区段中提供至少一个凹部；
[0018]iii)将焊料材料应用在至少一个凹部中以及在金属引线框架的第一框架表面侧的至少另一区段上；
[0019]iv)连接至少一个半导体管芯结构，该半导体管芯结构具有第一管芯表面侧和与第一管芯表面侧相对的第二管芯表面侧，其中该第二管芯表面侧具有应用在金属引线框架的第一框架表面侧的另一区段上的焊料材料；
[0020]v)将焊料材料应用在至少一个半导体管芯结构的第一管芯表面侧上；
[0021]vi)将至少第一键合夹与应用在至少一个半导体管芯结构的第一管芯表面侧上的焊料材料连接；
[0022]vii)将至少另一键合夹与应用在金属引线框架的第一框架表面侧的至少第一区段上的至少一个凹部中的焊料材料连接；
[0023]viii)将金属引线框架、至少一个半导体结构、第一键合夹和另一键合夹模制成封装件，其中至少第一键合夹和至少另一键合夹两者的夹具引线露出并且延伸至模制封装件的外部部分；
[0024]ix)修整并且形成至少第一键合夹和至少另一键合夹两者的露出夹具引线；
[0025]x)从金属引线框架对半导体封装件进行切单。
[0026]因此，在利用该方法获得的切单半导体封装件组件中，在键合夹和金属引线框架之间的所得焊接部除了具有改善的电连接性之外，还具有改善的机械连接。由此形成在引线框架表面中的至少一个凹部产生用于焊料材料的贮存器。在键合夹和引线框架之间的焊接部的所得连接界面呈现高机械强度和耐久性。
[0027]在根据本专利技术的方法的特定示例中，步骤ii)包括将至少两个凹部应用在金属引线框架的第一框架表面侧的至少第一区段中的步骤，并且更特别地，步骤ii)包括将第三凹部应用在金属引线框架的第一框架表面侧的至少第一区段中的两个凹部之间的步骤。由两个或甚至三个凹部构成的焊接部提供足够大的焊料贮存器，并且在键合夹和金属引线框架之间的所得焊料界面具有更高的机械强度和改善的耐久性。
[0028]在优选示例中，步骤ii)包括将至少一个凹部应用为在平行于或垂直于金属引线框架的纵向取向的方向上延伸的细长凹部的步骤。取向的选择部分取决于键合夹和引线框架之间的期望连接界面以及与半导体管芯结构相比引线框架的尺寸的任何限制。
附图说明
[0029]现在将参照附图来讨论本专利技术，附图示出：
[0030]图1为根据本专利技术的方法的示例的各个步骤；
[0031]图2a至图2c示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装件(11)，至少包括：金属引线框架(13)；半导体管芯结构(14)，所述半导体管芯结构安装在所述引线框架(13)的管芯焊盘(13
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1)上；至少第一键合夹(17a)，所述至少第一键合夹与所述半导体管芯结构(14)连接；至少另一键合夹(17b)，所述至少另一键合夹通过焊接部与所述引线框架(13)的所述管芯焊盘(13
‑
1)连接；其中所述管芯焊盘(13
‑
1)在与所述至少另一键合夹(17b)的连接部附近设置有至少一个凹部(15)，所述至少一个凹部(15)形成为贮存器，所述贮存器容纳用于所述焊接部的增大体积的焊料。2.根据权利要求1所述的半导体封装件(11)，其中，所述至少一个凹部(15；15'、15”)具有细长构造。3.根据权利要求2所述的半导体封装件，其中，所述至少一个细长凹部(15；15'、15”)成形为沟槽或凹槽。4.根据权利要求2或3所述的半导体封装件(11)，其中，所述至少一个细长凹部(15')在平行于所述管芯焊盘(13
‑
1)的纵向取向的方向(13y)上延伸。5.根据权利要求2或3所述的半导体封装件(11)，其中，所述至少一个细长凹部(15”)在垂直于所述管芯焊盘(13
‑
1)的纵向取向的方向(13x)上延伸。6.根据权利要求1至5中的任一项或多项所述的半导体封装件(11)，其中，所述至少一个细长凹部具有V形深度轮廓。7.根据权利要求6所述的半导体封装件(11)，其中，所述至少一个细长凹部的所述V形深度轮廓的顶点具有为约90
°
的角度。8.根据权利要求1或2所述的半导体封装件(11)，其中，所述至少一个凹部形成为凹痕。9.根据权利要求1至8中的任一项或多项所述的半导体封装件(11)，其中，两个凹部各自应用在所述连接部的相对侧上。10.根据权利要求9所述的半导体封装件(11)，其中，在所述两个凹部之间应用另一凹部，使得所述另一凹部被所述焊接部覆盖。11.根据权利要求1至10中的任一项或多项所述的半导体封装件(11)，还包括对所述半导体封装件进行包封的模制树脂壳体(12)。12.一种制造根据权利要求1至11中任一项所述的半导体封装件(11)的方法，所述方法包括以下步骤：i)准备金属引线框架(13)，所述金属引线框架具有第一框架表面侧(13a)和与所述第一表面侧(13a)相对的第二框架表面侧(13b)；ii)通过在所述金属引线框架(13)的所述第一框架表面侧(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：里卡多，
申请(专利权)人：安世有限公司，
类型：发明
国别省市：