一种DFN大功率集成器件制造方法以及引线框架与流程

本发明涉及一种芯片制造方法，特别涉及一种大功率集成器件制造方法。

背景技术：

随着当今手机市场体积不断缩小、厚度不断变薄、功能不断增加，用于手机上的各类元器件的研发都朝着集成化、功能大的方向发展，需要依赖先进的设计技术、材料技术，特别是Mems技术等来实现这一系列的目标。

设计技术、材料技术，特别是Mems技术的发展使贴片元器件及模块的研发提高到了一个新的水平，利用微电子机械加工技术将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置集成在同一芯片上已逐渐成为芯片设计的主流发展技术，同一芯片上集成的功能越来越多，功率越来越大，大功率芯片需要封装后装配在手机内部的线路板中，实现声电传播、抗静电、快速充电等等功能。

这种背景下，就要求将多功能的大功率芯片，通过合理的封装材料、封装工艺将芯片封装成成品，实现芯片本身所具备的各项功能。

如何将大功率的芯片封装成尺寸小，同时厚度薄的外形的成品，是摆在半导体元器件后道封装厂家的一个难题。

现有一款DFN封装的大功率集成器件，装配于手机内部抗浪涌保护的线路中，外形是DFN2*2-3L的封装，即外形尺寸为2*2mm，厚度为0.6mm，外部具有3个PAD（焊盘）；原有的DFN2*2-3L框架图面，pad1、pad2、pad3分别是3个焊盘，pad1和pad2之间是断开的，pad3为基岛；大功率芯片焊在框架的的pad3上，3根直径38的铜丝分别将大功率芯片表面与pad1和pad2连接起来；半成品经过塑封工序后，形成成品，外露3个焊盘，分别是框架上的pad1、pad2和pad3；此外露的焊盘将焊接在手机抗浪涌保护线路板上，实现其功能。其不足之处在于：

一、 由于pad1、pad2焊盘的面积较小，焊接线路板的过程中，如果有1个焊盘焊接在线路板上的焊接面积不完全（偏焊），势必会影响这侧的电流通过量，遇有浪涌冲击时，器件就会烧毁。

二、 只要有1根焊丝的焊点有虚焊，这侧焊盘上通过的电流量就会有影响，一侧电流通不过，整个器件就会失效。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种DFN大功率集成器件制造方法，大大提高成品器件的浪涌承受能力，提高可靠性，失效率大大降低

本发明的目的是这样实现的：一种DFN大功率集成器件制造方法，包括以下步骤：

1）将引线框架载板上芯片区的基岛加工成下凹结构，并在基岛上粘上芯片；

2）在芯片上表面粘上锡膏；

3）将引线框架盖板上对应基岛的位置加工成下凸结构，并将引线框架盖板盖压在载板上，并通过引线框架盖板上若干下凸部分将芯片压紧在引线框架载板的基岛上；

4）将整体结构送入回流焊炉；

5）将经过回流焊炉的引线框架进行塑封；

6）将塑封后的引线框架进行去废、电镀、切割、测试处理，得到集成器件成品。

一种DFN大功率集成器件引线框架，包括载板和盖板，所述载板上均匀加工有若干芯片区，所述芯片区加工成凹陷的基岛，所述盖板上加工有若干与所述凹陷的基岛配合的凸起。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过使用整片盖板代替现有的键合丝，在DFN封装领域大大提高成品器件的浪涌承受能力，提高可靠性，失效率大大降低；通过整片的结构覆盖式固定，相对于键合丝需要专业设备的安装方式，大大提高操作效率，节约人工成本；本发明解决了超薄型小尺寸（厚度0.6mm以下）封装难以承载大电流的难题，同时，本发明将引线框架载板、引线框架盖板上加工出对应的下凹、下凸区域，保证了焊点位置的准确性；保证框架与芯片焊接的牢固性；保证整体封装尺寸的超薄性。本发明可用于DFN大功率集成器件封装中。

作为本发明的进一步改进，所述引线框架载板、引线框架盖板的表面均经石墨烯镀膜处理。增强了芯片的导电性能、强度以及抗氧化性，由于芯片工作时长期处于高温状态下，这就对芯片的抗氧化性能有一定的要求，通过在引线框架的表面加上石墨烯增强了引线框架的抗氧化性能，延长了芯片的使用寿命，保证了芯片工作的稳定性。

作为本发明的进一步限定，所述石墨烯镀膜处理方法如下：将铜片放入化学气相沉积设备，在真空条件下将气压调节至1×10⁵Pa，再将铜片以12℃/min 升温速度，升温至900℃进行热处理，热处理时间为30min，热处理结束后升温至1000℃，并充入CH₄、H₂、Ar气体，CH₄流量为6.5sccm，H₂流量20sccm，Ar流量为980sccm，沉积时间为：5min，在其表面镀膜，生成连续均匀的石墨烯镀膜层，厚度为0.2～1nm，镀膜完成后室温下自然冷却不少于3 小时，得到镀有石墨烯薄膜的铜片。本发明通过在铜片的表面生长一层导电性极佳的石墨烯，提高了导体整体的导电性，同时加强了导体的机械强度，由于石墨烯镀膜的厚度只有纳米级，因此镀膜后几乎不增加导体厚度和重量，采用石墨烯镀膜的引线框架与普通引线框架相比，在传输相同导电容量载荷情况下，可以减小导体截面，从而减少引线框架整体重量。

作为本发明的进一步改进，所述引线框架载板上的若干凹陷的基岛以及引线框架盖板上的下凸部分经腐蚀工艺获得。通过腐蚀工艺获得的下凹、下凸结构精度更高，冲压的方式是很难获得的。

为了使得盖板与载板贴合装配更加方便，所述载板和盖板的边缘处加工有多个定位孔。

为了使得盖板贴合上载板后结构稳定性更好，所述盖板的边缘处加工有凸棱，所述载板的边缘处加工有与所述凸棱配合的缺口。

附图说明

图1为本发明中引线框架载板结构示意图。

图2为本发明中引线框架盖板结构示意图。

图3为本发明中引线框架载板、引线框架盖板以及芯片装配示意图。

其中，1载板，1a基岛，1b缺口，1c定位孔，2盖板，2a凸起，2b凸棱，2c定位孔，3芯片。

具体实施方式

如图1-3所示的一种DFN大功率集成器件引线框架，包括载板1和盖板2，载板1上均匀加工有若干芯片区，芯片3区加工成凹陷的基岛1a，盖板2上加工有若干与凹陷的基岛1a配合的凸起2a，载板1和盖板2的边缘处对应加工有多个定位孔1c、2c，盖板2的边缘处加工有凸棱2b，载板1的边缘处加工有与凸棱2b配合的缺口。

一种DFN大功率集成器件制造方法，包括以下步骤：

1）将引线框架载板1上的芯片3区通过腐蚀工艺加工成凹陷的基岛1a，将引线框架盖板2上与芯片3区对应的区域通过腐蚀工艺加工成下凸的平面结构；

2）引线框架载板1、引线框架盖板2的表面均经石墨烯镀膜处理，所述石墨烯镀膜处理方法如下：将铜片制成的引线框架载板1、引线框架盖板2放入化学气相沉积设备，在真空条件下将气压调节至1×10⁵Pa，再将铜片以12℃/min 升温速度，升温至900℃进行热处理，热处理时间为30min，热处理结束后升温至1000℃，并充入CH₄、H₂、Ar气体，CH₄流量为6.5sccm，H₂流量20sccm，Ar流量为980sccm，沉积时间为：5min，在其表面镀膜，生成连续均匀的石墨烯镀膜层，厚度为0.2～1nm，镀膜完成后室温下自然冷却不少于3 小时，得到镀有石墨烯薄膜的铜片

3）在基岛1a上粘上芯片3；

4）在芯片3上表面粘上锡膏；

5）将引线框架盖板2盖压在载板1上，并通过引线框架盖板2上若干下凸部分将芯片3压紧在引线框架载板1的基岛1a上，可根据需要将盖板2上加工出需要的引脚，整块盖板2代替了原有的键合丝；

6）将整体结构送入回流焊炉，使得芯片3表面的锡膏融化，从而实现芯片3与盖板2的固定电连接；

7）将经过回流焊炉的引线框架进行塑封；

8）将塑封后的引线框架进行去废、电镀、切割、测试处理，得到集成器件成品。

本发明通过使用整片盖板2代替现有的键合丝，在DFN封装领域大大提高成品器件的浪涌承受能力，提高可靠性，失效率大大降低；通过整片的结构覆盖式固定，相对于键合丝需要专业设备的安装方式，大大提高操作效率，节约人工成本；本发明解决了超薄型小尺寸（厚度0.6mm以下）封装难以承载大电流的难题，同时，本发明将引线框架载板1、引线框架盖板2上加工出对应的下凹、下凸区域，保证了焊点位置的准确性；保证框架与芯片3焊接的牢固性；保证整体封装尺寸的超薄性。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。