专利名称：半导体器件封装的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件封装。
背景技术：
半导体器件封装被广泛使用，其中例如半导体芯片的微电子器件
电连接到引线框架并且用树脂模塑。图6示出典型的半导体器件封装
的结构，其中半导体芯片101^:置在是引线框架102的一部分的中央
棵片垫部107上，并且通过粘合用树脂层与中央棵片垫部接合。半导 体芯片101通过接合线103电连接到引线框架102。形成由环氧树脂 和填料制成的树脂封装体104以罩住半导体芯片101和引线框架102， 从而将半导体芯片101和引线框架102密封在树脂封装体104中。引 线框架102的一部分延伸到树脂封装体104的外面以用作外部引线 105，该外部引线用作连接外部电路的连^r端子。
此类半导体器件封装固有的问题之一是水沿着树脂和引线框架 之间的分界面渗透进入其内部，从而造成不良影响，例如降低电绝缘 性。如图7所示，水渗透通过外部引线105和树脂封装体104之间的 分界面106。渗透的水沿着引线框架102穿入树脂封装体104。由于 水的作用，在树脂封装体104和引线框架102之间的分界面发生分离。 结果，存在于树脂封装体104之外的离子的或其他类型的腐蚀性污染 物渗入树脂封装体104。水和污染物的渗透导致因垫的腐蚀而引起的 半导体芯片中的短时故障。
如上所述，水在树脂和引线框架之间的分界面的渗透引起树脂与 引线才匡架的分离。分离的一个因素是树脂不能跟随引线框架的变形， 该变形由从使用环境施加的压力所引起，因为树脂中包括的填料(二
氧化硅)增加了树脂的弹性模量。图8是截面示意图，示出根据现有 技术的在引线框架附近的填料分布。由填料形成基本上均匀的分布。
除了在引线框架102和树脂封装体104之间的密封不充分的问题 之外，还有另一个问题是在引线框架102的中夬棵片垫部107的背面 和树脂封装体104之间的分界面的粘合不充分。上述粘合不充分的存 在促使水聚集在引线框架102和树脂封装体104之间产生的分离部 108，特别是，当电子器件封装暴露于潮湿环境时。水变成蒸汽然后 膨胀，在例如板安装(board mounting)的制造工艺中当对电子器件封 装进行高温处理时引起封装^C裂。
为了增加树脂封装体对引线框架的粘合力，以提高树脂封装产品 的质量和可靠性，建议引线框架的表面应该进行各种类型的处理。如 在JP 08-167686A中所述， 一种用于这些类型的处理的广为人知的技 术包括对由铜制成的引线框架的表面进行等离子处理。通常是在装配 半导体芯片101、引线框架102及诸如此类之后而在树脂封装体104 的成形工艺之前执行常规的等离子清洗方法。
尽管常规的等离子清洗方法对于向上的暴露表面来说是有效的， 但是该方法在增加中央棵片垫部107的背面和树脂封装体104之间的 粘合力方面却不太有效。而且，该方法在增加粘合用树脂层和引线框 架之间的粘合力方面几乎没有效果。此外，等离子处理需要作为批处 理来执行，这是不经济的，因此等离子处理难以应用到连续执行的树 脂封装生产的装配工艺上。
另一方面，在引线框架102的表面上形成由黑色氧化物、棕色氧 化物、氧化锡和有机硅烷或诸如此类制成的表面处理层的方法对于封 装的内部处理来说是非常有效的，但是在封装的外部处理方面引起许 多问题。例如，在树脂形成工艺中，模塑树脂的低分子量部分可流出 到引线框架102的表面。这是所谓的"树脂渗料"，它使外部引线的 表面电绝缘。因此，为了将封装连接到印刷电路板或诸如此类，通常 在对外部引线的表面镀锡或镀焊料之前去除树脂渗料。树脂渗料本身 能通过普遍运用的化学或机械方法来去除。然而，当树脂渗料出现在 由黑色氧化物或诸如此类制成的表面处理层的表面上时，由于它们之 间的相互作用而形成非常粘的膜，并且无法轻易去除。完全去除表面 处理层的树脂渗料而不损坏引线框架和封装是非常困难的。
发明内容
根据本发明的半导体器件封装在引线框架和树脂封装体之间的 连接表面的一部分中具有网孔结构，由此增大了连接表面的连接面积 以增强在引线框架和树脂封装体之间的连接。除此之外，该三维的网 孔结构使得引线框架和树脂之间的连接表面也是三维的，从而大幅提 高它们之间的粘合性。
另外，网孔结构的网孔尺寸被制造成小于树脂中包舍的填料粒子 的平均直径，由此减少到达引线框架的表面附近的填料的数量。因此， 引线框架附近的树脂的弹性模量的改变允许树脂跟随引线框架的变 形，该变形是由来自使用该半导体器件封装的环境的压力所引起的， 从而提高粘合度。
通过形成根据本发明的具有网孔结构的半导体器件封装，能够显 著增加在安装有半导体芯片的引线框架和树脂封装体之间的连接性。 此外，在引线框架附近能够改变树脂中包含的填料的分布，从而提高 在树脂和引线框架的连接表面之间的粘合可靠性。因此，在引线框架 和树脂封装体之间的连接表面上不太可能发生分离，而且防止了水和 污染物的渗透以及各种相关问题，由此提高了电子器件封装的质量。
附图中
图1示出根据本发明实施例的半导体器件封装； 图2是沿图1的线A-A'截取的截面图3是示出根椐本发明的在引线框架附近的填料状态的截面示意
图4是用于解释根据本发明的引线框架如何互相叠置的图； 图5是示出根据本发明的另一个实施例的引线框架的图； 图6示出根据现有技术的半导体器件封装； 图7是根据现有技术的半导体器件封装的截面图；以及 图8是示出根据现有技术的在引线框架附近的填料状态的截面示 意图。
具体实施例方式
在下文中，参考附图描述本发明的实施例。
图1示出本发明的第一个实施例。在半导体器件封装4中，半导 体芯片l放置在棵片垫9上，棵片垫9位于由铜材料制成的引线框架 2的中央，而且半导体芯片1通过粘合用树脂层与棵片垫9接合。半 导体芯片1通过接合线3电连接到引线框架2。形成罩住半导体芯片 l和引线框架2且由环氧树脂制成的树脂封装体4，而且半导体芯片1 和引线框架2密封在这样形成的树脂封装体4中。引线框架2的一部 分延伸到树脂封装体4的外面以用作外部引线5,该外部引线用于与 外部电路连接。重点是本例中使用的引线框架2具有网孔结构。该网 孔结构可只存在于引线框架2的表面部上，并且可只存在于引线框架 2的内部部分上。
作为形成树脂封装体4的树脂材料，能够使用线形酚醛环氧树脂。 除线形酚醛环氧树脂之外，还使用在电子IC封装工业中广泛使用的 树脂材料，例如环氧型有机硅化合物。还使用例如聚脂树脂和聚硅氧 烷树脂的其他树脂。
引线框架2具有像矩形盘的棵片垫9，棵片垫9在其中央与半导 体芯片l接合。棵片垫9通过臂状物连接到引线框架导轨。
图2是沿图1的线A-A，截取的引线框架部的截面示意图。因为引 线框架2在其表面上具有网孔结构11，所以在用树脂密封后，在树脂 和引线框架2之间的连接表面在结构上具有强粘合度，并且在树脂和 引线框架2之间的连接表面上不太可能发生分离。
图3示出本发明的第二个实施例。本发明的网孔结构的网孔尺寸 小于模塑树脂中包含的填料粒子10的平均直径。当网孔尺寸小于要 使用的^^塑树脂中包含的填料10的平均直径时，直径大于平均直径 的填料粒子无法穿过网孔结构。因此，在引线框架2的表面附近能够 改变模塑树脂中包含的填料的数量和直径，从而能够减小带网孔结构 11的引线框架周围的模塑树脂的弹性模量。因此，模塑树脂跟随引线 框架的变形，该变形由外力引起，由此在模塑树脂和引线框架之间的 连接表面上不太可能发生分离。
图4示出本发明的第三个实施例，它具有在其中堆叠引线框架的 网孔结构的两层或更多层的结构。利用此结构，即使当每层网孔的尺 寸大于填料粒子10的平均直径时，通过堆叠这些网孔结构完成的最 终的网孔尺寸变得更小，从而能够相对于任意的粒子直径来设计网孔 的尺寸。此外，当堆叠网孔结构以形成包括多于两层的多层时，树脂 穿入引线框架且在结构上与其接合得更坚固。因此，在模塑树脂和引 线框架之间的连接表面上不太可能发生分离。
图5示出本发明的第四个实施例。引线框架通过线接合电连接到 半导体芯片。具体地，执行楔形接合，使得线压进引线框架一侧的连 接部分。因此，如果因为网孔结构的原因而在那些接合部上有突出或 凹陷，那么会减小线接合的连接强度。使得引线框架2的进行线接合 的部分12平坦而不形成网孔结构，由此保持接合线3的连接强度。
权利要求
1.一种半导体器件，包括半导体芯片；具有裸片垫部的引线框架，所述半导体芯片放置在所述裸片垫部上，所述引线框架通过接合线电连接到所述半导体芯片，而且具有网孔结构；以及密封所述半导体芯片和所述引线框架的一部分的树脂封装。
2. 如权利要求1所述的半导体器件，其中所述网孔结构只放置 在所述引线框架的表面部上。
3. 如权利要求1所述的半导体器件，其中所述网孔结构的网孔 尺寸小于模塑树脂中包含的填料粒子的平均直径。
4. 如权利要求1所述的半导体器件，其中所述引线框架的所述 网孔结构具有在其中堆叠至少两层网孔的结构。
5. 如权利要求1所述的半导体器件，其中所述引线框架的用于 线接合的连接部分不具有所述网孔结构。
全文摘要
本发明涉及一种半导体器件封装。形成其上安装有半导体芯片的半导体器件封装的引线框架的表面以具有网孔结构，由此能够增大引线框架和模塑树脂之间的连接面积以具有强接合。此外，只有直径比网孔小的填料粒子被放入引线框架的附近，从而降低了压力的影响以减小引线框架的变形。
文档编号H01L23/31GK101355074SQ20081014477
公开日2009年1月28日 申请日期2008年7月25日 优先权日2007年7月27日
发明者门井圣明 申请人:精工电子有限公司