剧的弯折容易发生崩裂，缓慢的弯折须加大引线框架的尺寸来提供足够的过度空间但这不利于器件的小型化。有鉴如此，图8A-1至图8A-2和图SB所提供的方法能够有效解决这些问题，提供最优化的引线框架结构。假设引线框架100的总厚度为T (mm)，如果对引线框架进行冲切所产生的冲切角(Punch angle)的冲切圆角半径R1满足被限制在0.5T?2T(mm)，则前述所公开的各比例关系的混合材料所制备的铝合金引线框架就不容易发生崩裂。参见图8A-1所示，在本领域，我们通常可以利用冲切工艺或其他类似的办法来去掉引线框架上不需要的部分，而同时在引线框架上保留必要的部分来构成诸如引脚或连筋或基岛区等基本的结构单元。进一步而言，在对引线框架100实施冲切的步骤中，就能在引线框架100的被冲切掉的那部分区域处形成类似如图8A-1所示的冲切窗口 106a、106b、106c、106d及其他更多未加标注的冲切窗口，从而获得位于这些冲切窗口之间的引脚或连筋或是基岛区。为了更加直观的理解，如图8A-1所示，可以在芯片安装单元100A内以虚线框定一个引线框架片段100B来对冲切圆角半径的限制程度进行说明。图8A-2(俯视图)所示的即为成比例放大的引线框架片段100B的大致结构示意图，可以选取邻近引脚102、104以及连筋105的一个冲切窗口 106b为例来进行叙述说明，其中，冲切窗口 106b内的每个冲切角并非是直角，相反，冲切窗口 106b的每个冲切角均被冲切成带有一定弧度的圆角，而在这些冲切角的成型过程中就可以将其冲切圆角半径R1限制在0.5T?2T(mm)的范围内。另一方面，在对引线框架实施弯折时，所产生的弯折角(Bending angle)同样也是带一定弧度的圆角，而如果该弯折角的弯折圆角半径R2 (图SB)满足被限制在0.5T?3T(mm)的范围内，则前述所公开的各比例关系的混合材料所制备的铝合金引线框架就不容易发生断折。又因为引线框架100上还需要电镀具有一定厚度的各种金属电镀层，为了防止电镀后的引线框架可能发生的崩裂，还可以按以下条件限定:若是引线框架100的总厚度为T(mm)，第一金属电镀层201、第二金属电镀层202及第三金属电镀层203、第四金属电镀层204的总厚度为D(mm)，则对引线框架100及第一金属电镀层201、第二金属电镀层202和第三金属电镀层203及第四金属电镀层204的冲切圆角限制在0.5*(T+D)?2*(T+D)mm，而对引线框架100及第一金属电镀层201、第二金属电镀层202和第三金属电镀层203及第四金属电镀层204的弯折圆角限制在0.5* (T+D)?3* (T+D)mm( 为乘号)，如果引线框架100上电镀有更多层次的电镀层，则依次类推。
[0049]以上，通过说明和附图，给出了【具体实施方式】和典型实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
【主权项】
1.一种利用铝合金引线框架制备的功率半导体元器件，其特征在于，包括: 包含芯片安装单元以及包含多个设置在芯片安装单元周围的引脚的铝合金引线框架，所述铝合金引线框架的表面依次电镀第一、第二、第三金属电镀层； 安装在芯片安装单元的芯片粘贴区的顶面上的芯片； 多条键合引线将设置在芯片正面的多个电极分别电性连接在不同引脚所包含的引脚焊区上； 包覆在芯片粘贴区顶面的并同时还将芯片、键合引线以及引脚焊区包覆的塑封体；以及 电镀在所述引脚所包含的延伸至塑封体之外的外部引脚上的第四金属电镀层； 其中，所述引线框架的总厚度为T，且所述引线框架所包含的冲切角的冲切圆角半径限制在0.5T?2T以及所述引线框架所包含的弯折角的弯折圆角半径限制在0.5T?3T。
2.—种利用铝合金引线框架制备功率半导体元器件的方法，其中，所述引线框架包含多个芯片安装单元以及包含多个设置在芯片安装单元周围的引脚，其特征在于，包括以下步骤: 在所述引线框架的表面依次电镀第一、第二、第三金属电镀层； 在芯片安装单元所包含的芯片粘贴区的顶面粘贴芯片，并利用多条键合引线将设置在芯片正面的多个电极分别电性连接在不同引脚所包含的引脚焊区上； 进行塑封工艺，形成包覆在芯片粘贴区顶面的并同时还将芯片、键合引线以及引脚焊区包覆的塑封体； 在所述引脚所包含的延伸至塑封体之外的外部引脚上进一步电镀第四金属电镀层； 所述引线框架的总厚度为T，对引线框架进行冲切所产生的冲切角的冲切圆角半径限制在0.5T?2T。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述第一金属电镀层、第二金属电镀层和所述第三金属电镀层皆不包含贵重金属电镀层。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述引线框架的总厚度为T，对引线框架进行弯折所产生的弯折角的弯折圆角半径限制在0.5T?3T。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铝合金引线框架中硅含量为0.2%?0.6%，铁含量为0.3%?0.8%，铜含量为0.1%?0.3%，锰含量为0.1%?1%，镁含量为0.5%?5%，铬含量为0.1%?0.5%，锌含量为0.1%?0.4%，钛含量为0.05%?0.3%。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在外部引脚上电镀形成第四金属电镀层的同时，还在所述芯片粘贴区的底面电镀有第四金属电镀层；并且 电镀在芯片粘贴区底面的第四金属电镀层覆盖在依次电镀于芯片粘贴区底面的第一金属电镀层、第二金属电镀层和第三金属电镀层上，以及电镀于芯片粘贴区底面的第四金属电镀层外露于所述塑封体之外。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将引脚、芯片安装单元从引线框架上切割分离以及将连接在引脚上的连筋切除之后，在引脚上或芯片安装单元上所形成的切割面均暴露在第一、第二、第三和第四金属电镀层之外。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，位于所述芯片背面的电极通过导电材料粘合在电镀于芯片粘贴区顶面的第三金属电镀层上，并且电镀在芯片粘贴区顶面的第三金属电镀层覆盖在依次电镀于芯片粘贴区顶面的第一、第二金属电镀层上。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述引脚所在的平面的位置高于所述芯片粘贴区所在的平面的位置，并且完成第四金属电镀层的电镀之后，所述外部引脚进一步被弯折成型至与所述芯片粘贴区位于同一平面。
10.一种利用铝合金引线框架制备功率半导体元器件的方法，其中，所述引线框架包含多个芯片安装单元以及包含多个设置在芯片安装单元周围的引脚，其特征在于，包括以下步骤: 在所述引线框架的表面依次电镀第一、第二、第三金属电镀层； 在芯片安装单元所包含的芯片粘贴区的顶面粘贴芯片，并利用多条键合引线将设置在芯片正面的多个电极分别电性连接在不同引脚所包含的引脚焊区上； 进行塑封工艺，形成包覆在芯片粘贴区顶面的并同时还将芯片、键合引线以及引脚焊区包覆的塑封体； 在所述引脚所包含的延伸至塑封体之外的外部引脚上进一步电镀第四金属电镀层； 所述引线框架的总厚度为T，对引线框架进行弯折所产生的弯折角的弯折圆角半径限制在0.5T?3T。
【专利摘要】本发明涉及一种引线框架，更确切的说，本发明旨在提供一种应用在功率半导体元器件中的铝合金引线框架。本发明提供了铝合金混合材料中各基本材料的种类及其比例关系，以及利用该混合材料所制备的铝合金引线框架。并先在引线框架上电镀一层第一金属电镀层，然后再在第一金属电镀层上电镀第二金属电镀层和第三金属电镀层。将镀有第一、第二、第三金属电镀层的引线框架用来完成芯片粘贴、引线键合和塑封工艺等制造流程。完成塑封工艺之后，还需要在第三金属电镀层裸露在塑封材料之外的区域上电镀第四金属电镀层。
【IPC分类】H01L23-495, H01L21-60
【公开号】CN104851867
【申请号】CN201510315743
【发明人】牛志强, 鲁明朕, 薛彦迅, 霍炎, 潘华, 连国锋, 鲁军, 何约瑟
【申请人】万国半导体(开曼)股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2011年12月27日
【公告号】CN103187382A