专利名称：半导体塑封体及分层扫描方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体产品的内部失效分析方法，尤其涉及一种半导体封装结构 及其分层扫描方法。
背景技术：
半导体塑封体中因引线框架、塑封料、芯片等介质的膨胀系数不同，可能会因为热 胀冷缩而导致在不同介质的交界面出现微裂纹或间隙，即分层，这种微裂纹或间隙会造成 产品在使用过程中出现失效，严重时还出现“爆米花”现象而使产品报废。并且，由于目前 半导体封装的低成本要求越来越强烈，在封装过程中不断使用一些低成本材料导致发生分 层的几率增加。请参考图1，为监控产品质量，经常利用超声波扫描仪扫描塑封体内部，超声波扫 描仪发出的超声波在不同介质的界面会发生反射，超声波扫描仪接收反射的超声波，通过 分析处理接收的反射波，利用超声波在固体或液体与空气的界面反射时波的相位发生改变 的特点，即可检查产品内部不同介质的界面是否存在分层现象。根据波的反射原理，如果塑 封体表面是平面，垂直入射的超声波会经垂直反射而被扫描仪的探头接收；然而，如果塑封 体的表面存在斜面(如图1中的斜面131)，当超声波从该斜面入射时，会存在大于0度的反 射角从而改变了反射波的传播方向，探头接收不到反射波，就无法检测到塑封体内部的分 层情况。为解决上述问题，传统的做法是打磨法，即使用砂纸等将斜面磨平来避免探头接 收不到反射波的情况。这种方法具有以下几方面的问题1，由于采用手工打磨，不能批量进行打磨，因此，打磨速度慢，同时占用大量的人 力资源，成本高；2，一致性差，采用人工打磨，每个产品的研磨程度不同，因此检测分层现象时只能 一个一个地进行扫描，这也是速度慢，成本高的一个原因。3，准确性差，因为在打磨过程中，产品表面，尤其是较薄产品的表面产生的应力本 身会使塑封料与引线框架之间出现微裂纹，从而造成对分层现象的误判。故，传统的做法只适用于在个别实验或评估中使用，而不适合作为大批量生产条 件下的日常监控中使用。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于解决现有技术的缺陷， 提供一种能够高速、一致、准确地检测内部分层现象的半导体塑封体及半导体器件的分层 扫描方法。一种半导体塑封体，包括至少一半导体器件，所述半导体器件包括芯片及塑封所 述芯片的内塑封体，所述半导体塑封体还包括一用于固定所述半导体器件的外引线框架；以及
一将所述半导体器件塑封在内的外塑封体，所述外塑封体外形成有扫描平面。一种分层扫描方法，其特征在于所述分层扫描方法包括以下步骤将耐高温胶覆于一外引线框架上；将待检测的半导体器件水平放置在具有耐高温胶的外引线框架上，所述半导体器 件包括芯片及塑封所述芯片的内塑封体；对放置有半导体器件的外引线框架进行烘烤，使所述半导体器件固定在所述外引 线框架上；对所述半导体器件进行再次封装，以将所述半导体器件的内塑封体的表面填充成 一扫描平面且形成至少将所述半导体器件封装在内的外塑封体；以及通过至少一扫描仪发出一垂直于所述扫描平面的超声波扫描所述半导体器件内 部不同介质的交界面。本发明半导体塑封体以及所述分层扫描方法通过对待检测产品进行再次封装，可 将所述待检测产品塑封体表面形成的的斜面填充成平面，避免了由于斜面造成的反射波方 向的改变，避免了采用人工打磨方法造成的速度慢、一致性差的问题，也不会造成打磨时的 应力所产生的误判断，可使用相应的封装模具对待检测产品进行再次封装，因此可适用于 批量生产条件下的日常检测。
图1为本发明对一表面具有斜面的待检测的半导体器件体进行分层检测时的示 意图。图2为在一外引线框架的载片台上进行点胶的结构示意图。图3为将图1中的半导体器件粘贴在图2中的外引线框架载片台上的结构示意 图。图4为将图3中的待检测的半导体器件封装在一外塑封体中的结构示意图。图5为本发明分层扫描方法较佳实施方式的流程图。
具体实施例方式下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。请参考图2，本发明分层扫描方法用于对图1所示的待检测的半导体塑封器件10 进行分层扫描以检测所述半导体器件10内部不同介质的交界面的分层情况。所述半导体器件10包括一内引线框架11，一固定在所述内引线框架11上的芯片 12及一将所述内引线框架11和芯片12封装在内的内塑封体13，所述内引线框架11具有 一用于固定所述芯片12的载片台111以及多个部分伸出所述内塑封体13外的引脚112，所 述内塑封体13的表面形成有斜面131。本发明分层扫描方法利用至少一扫描仪200扫描所述半导体器件10。所述扫描仪 200为C型超声波扫描仪或其他类型的超声波扫描仪，如A型、B型。本发明半导体塑封体100的较佳实施方式包括一用于承载所述半导体塑封器件 10的外引线框架20、以及一将所述半导体器件10和外引线框架20封装在其内的外塑封体 30。
所述外引线框架20包括一用于固定所述半导体器件10的载片台21以及多个部 分伸出所述外塑封体30的引脚22。所述半导体器件10平行于所述载片台21。载片台21 的尺寸大于所述半导体器件10的尺寸，以使所述半导体器件10完全放置在所述载片台21上。本实施方式中，所述载片台21上点有耐高温胶40，用于将所述半导体器件10水平 粘贴在所述载片台21上。具体实施时，所述外引线框架20也可不被所述外塑封体30封装在内，只要所述外 塑封体30的厚度大于所述半导体器件10的厚度以使所述外塑封体30至少能将所述半导 体器件10封装在内即可。所述外塑封体30具有一扫描平面31，所述扫描仪200的探头发出的超声波可从所 述扫描平面31垂直入射至所述半导体器件10内部，以检测半导体器件10内部不同介质交 界面的分层情况。利用超声波在同种物质中的直线传播，将所述外塑封体30确定为与所述内塑封 体13的材料相同或相近的材料且所述外塑封体30与内塑封体13之间无间隙，以使超声波 在所述外塑封体30和内塑封体13之间直线传播，从而使超声波可垂直反射入射至不同介 质的交界面以及被垂直反射。所述外塑封体30与内塑封体13塑封料的反射率之差不大于 20%，例如，所述外塑封体30与内塑封体13塑封料的反射率之差可为2^^4^^5%, 10%、 15%，优选地，所述外塑封体30与内塑封体13的塑封料相同。本实施方式中，是以表面贴片元件为例进行说明，其他实施方式中，所述半导体器 件10也可为插接元件。请继续参考图3、图4及图5，本发明分层扫描方法的较佳实施方式包括以下步 骤步骤Sl 取适量耐高温胶40覆于所述外引线框架20的载片台21上，形成如图3 所示意的结构；可通过手动或自动的方式将耐高温胶40覆于载片台21上。本步骤中，如 果胶量过小，可能造成半导体器件10无法牢固在所述载片台21上而出现偏位或脱落，如果 胶量过大，可能使耐高温胶40溢到半导体器件10的内塑封体13的上表面，由于耐高温胶 40和内塑封体13材料的结构、密度存在较大差异，在扫描时可能造成干扰，使扫描结果不 清晰或者扫描不到内塑封体13和内引线框架11的材料间的分层情况。可根据半导体器件 10的尺寸确定耐高温胶40的胶量。步骤S2 将所述待检测的半导体器件10水平放置在具有耐高温胶40的载片台21 上，形成如图4所示意的结构，本步骤中，通过下压半导体器件10使所述多个引脚112的末 端均与所述载片台21的上表面相接触即可使半导体器件10的芯片12与载片台21保持平 行。步骤S3 对放置有半导体器件10的载片台21进行烘烤，使所述半导体器件10固 定在所述载片台21，烘烤的温度低于采用内塑封体13对芯片12和内引线框架11进行塑封 时的塑封温度，如果高于该塑封温度，会造成半导体器件10的膨胀。步骤S4 对所述半导体器件10进行再次封装，以将所述内塑封体13的斜面131填 充成平面，形成至少将所述半导体器件10封装在内且扫描面为平面的外塑封体，即具有所 述扫描平面31的外塑封体30，本步骤中，可选择与所述内塑封体13材料相同或相近的塑封料进行再次封装。步骤S5 所述扫描仪200发出的超声波从所述扫描平面31经所述外塑封体30、内 塑封体13垂直入射至所述半导体器件10不同介质交界面处，所述超声波在所述半导体器 件10不同介质交界面处被垂直反射至所述扫描仪200的探头，用以分析所述半导体器件10 不同介质交界面的分层情况。本步骤中，可使用相应的封装模具对多个待检测的半导体器 件10进行再次封装。在其他实施方式中，也可将多个待检测的半导体器件同时放置在一较大的引线框 架上进行再次封装，将多个半导体器件与较大的引线框架封装在一起，以将多个半导体器 件塑封表面形成的斜面填充成平面。本发明半导体塑封体100以及所述分层扫描方法通过使用与待检测产品的塑封 料相同或相近的塑封料对待检测产品进行再次封装，以将所述待检测产品塑封体表面的斜 面填充成平面，避免了由于斜面造成的反射波方向的改变，避免了采用人工打磨方法造成 的速度慢、一致性差的问题，也不会造成打磨时的应力所产生的误判断，可使用相应的封装 模具对待检测产品进行再次封装，因此可适用于批量生产条件下的日常检测。
权利要求
1.一种半导体塑封体，包括至少一半导体器件，所述半导体器件包括芯片及塑封所述 芯片的内塑封体，所述半导体塑封体还包括一用于固定所述半导体器件的外引线框架；以及一将所述半导体器件塑封在内的外塑封体，所述外塑封体外形成有扫描平面。
2.如权利要求1所述的半导体塑封体，其特征在于所述内塑封体的表面形成有斜面。
3.如权利要求1所述的半导体塑封体，其特征在于所述外引线框架包括用于水平放 置所述半导体器件的载片台。
4.如权利要求3所述的半导体塑封体，其特征在于所述载片台封装在所述外塑封体中。
5.如权利要求1所述的半导体塑封体，其特征在于所述半导体器件通过耐高温胶固 定在所述外引线框架上。
6.如权利要求1所述的半导体塑封体，其特征在于所述外塑封体的厚度大于所述半 导体器件的厚度。
7.—种分层扫描方法，其特征在于所述分层扫描方法包括以下步骤 将耐高温胶覆于一外引线框架上；将待检测的半导体器件水平放置在具有耐高温胶的外引线框架上，所述半导体器件包 括芯片及塑封所述芯片的内塑封体；对放置有半导体器件的外引线框架进行烘烤，使所述半导体器件固定在所述外引线框 架上；对所述半导体器件进行再次封装，以将所述半导体器件的内塑封体的表面填充成一扫 描平面且形成至少将所述半导体器件封装在内的外塑封体；以及通过至少一扫描仪发出一垂直于所述扫描平面的超声波扫描所述半导体器件内部不 同介质的交界面。
8.如权利要求7所述的分层扫描方法，其特征在于所述内塑封体的表面形成有斜面。
9.如权利要求7所述的分层扫描方法，其特征在于所述耐高温胶覆于所述外引线框 架的载片台上。
10.如权利要求9所述的分层扫描方法，其特征在于所述将半导体器件放置在外引线 框架上的步骤包括通过按压半导体器件使所述半导体器件的引脚的末端均与所述载片台的上表面相接触。
全文摘要
一种分层扫描方法，包括将耐高温胶覆于引线框架上；将半导体器件放置在引线框架上；对引线框架进行烘烤固化；对半导体器件进行再次封装，以将半导体器件的斜面填充成一扫描平面且形成至少将半导体器件封装在内的外塑封体；及通过一扫描仪发出垂直于所述扫描平面的超声波扫描半导体器件内部不同介质的交界面。本发明还提供了一种半导体塑封体，本发明通过对待检测产品进行再次封装，将塑封体表面的斜面填充成平面，避免了反射波方向的改变，具有高速、一致、准确扫描的特点，且适用于批量生产条件下的日常检测。
文档编号H01L21/56GK102104028SQ20101053233
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者吉加安, 尹华, 石海忠, 苏红娟, 赵亚俊 申请人:南通富士通微电子股份有限公司