一种用于两种不同封装工艺要求的引线框架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于两种不同封装工艺要求的引线框架，该引线框架的设计是从原设计的步距为9.000±0.02mm，更改为8.984±0.02mm，从而来补偿铜材膨胀系数偏大。通过上述方案，本实用新型的有益效果是：通过将步距更改为8.984±0.02mm，从而来补偿铜材膨胀系数偏大，进而实现铜材质引线框架与铁镍材质引线框架共用一套生产线，不但节省了多生产线的购置，而且也可实现所述项目的企业成本的预期效果，同时也实现了不同产品对散热性要求。另外，通过在芯片的背层贴敷有锡合金层，进而将贴片的温度降至320℃，完全不会影响后续产品使用。
【专利说明】 —种用于两种不同封装工艺要求的引线框架
【技术领域】
[0001]本实用新型属于半导体封装领域，涉及S0T23半导体封装，尤其涉及一种铜材质引线框架与铁镍材质引线框架共用一条生产线的引线框架。
【背景技术】
[0002]贴片(SMT) 二极管具有多种封装方式，其中，S0T23是贴片(SMT) 二极管的其中一种封装形式。S0T23封装的应用范围很广，例如应用于放大电路时，作电压或电流放大之用途；应用于振荡电路时，作调制、解调或自激振荡之用途；应用于开关电路中时，作闸流、限流或开关管之用途等等，是一种重要的封装形式。
[0003]引线框架(LeadFrame)框架是一种半导体封装的骨架，它主要由两部分组成:芯片焊盘(DiePad)和引脚(LeadFinger)。其中芯片焊盘在封装过程中为芯片提供机械支撑，而引脚则是连接芯片到封装外的电学通路，就引脚而言，每一个引脚末端都与芯片上的一个焊盘通过引线相连接，该端称为内引脚(innerfinger)，引脚的另一端就是所谓管脚，它提供与基板或PC板的机械和电学连接。
[0004]在S0T23封装形式中，引线框架在原材料中的成本占相当大的比重，目前市面上铁镍材质引线框架交易价格是铜材质引线框架交易价格的130%，在市场竞争愈演愈烈的环境下，因此合理的企业成本又被提到一个新的高度，成为企业发展的重要议题。
[0005]在S0T23封装形式中，不同产品对散热会有不同的要求。其中框架的功能之一就是散热，芯片在工作过程中会产生相当的热量，有很大一部分就是通过框架散发出去的，这是因为塑封料的导热能力相对较差。在热学性能方面，铜材质引线框架的优势显得极为明显，要比铁镍合金的导热能力高了 10倍以上。我们知道不同的材料它们的热膨胀系数是有一定差别的，铁镍的热膨胀系数为4.0-4.7ppm，铜材的热膨胀系数在17 — 18ppm。从上面的数据可看出，不同的热膨胀系数在封装过程中会发生错位、产生尺寸误差导致产品无法使用造成损失。因此需要改变铜框架的步距离才能满足铜材质引线框架与铁镍材质引线框架共用一条生产线的要求。
实用新型内容
[0006]因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种用于两种不同封装工艺要求的引线框架，设计一种合理步距的铜材质引线框架，克服铜材质引线框架与铁镍材质引线框架共用一条生产线的技术问题，以满足成本控制要求以及产品的散热要求为目的。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型的思路是，该引线框架的设计是从原设计的步距为9.000 ±0.02mm，更改为8.984±0.02mm，从而来补偿铜材膨胀系数偏大。具体的，本实用新型所采用的技术方案是，一种用于两种不同封装工艺要求的引线框架，包括矩阵排列分布的框架单元，每个框架单元包含若干引脚以及若干载片台，芯片设于载片台上，芯片和引脚电性连接；相邻框架单元之间横向通过引脚相互连接，相邻框架单元之间纵向通过若干连接片与引脚连接。在每个框架单元上，将芯片贴附至载片台上，并用金属连接体连接所述的芯片和引脚；一般的，所述连接片是加强筋(金属筋)。其中，所述引线框架的步距(也即相邻两个框架单元之间的距离)为8.984±0.02mm。
[0008]另外，所述芯片的背层贴敷有合金层，优选的，该合金层为锡合金层。通过改变芯片背层金属结构，降低金属熔点，通过合金技术将贴片的温度降至320°C。另外，传统芯片背面金属主要成分为单层金或多层金，熔点较高，价格较贵，为了适应新的框架膨胀要求，将背金改成了主要成分为锡的合金，不但降低了贴片温度至320°C，还使得材料成本大为降低，平均每片晶圆成本可节约100元人民币，同时产品的性能未发现任何变化。
[0009]进一步的，所述芯片的厚度为160-200微米，优选的，该芯片的厚度为180微米，通过减薄中间无用的硅层厚度，使芯片的膨胀系数和框架的膨胀系数更为接近。一般来说，S0T-23封装芯片厚度最大为270微米，一般厂家供货厚度为230微米，为了更好的适应铜框架，本实用新型将其厚度减薄为180微米。
[0010]通过上述方案，本实用新型的有益效果是:通过将步距更改为8.984±0.02mm,从而来补偿铜材膨胀系数偏大，进而实现铜材质引线框架与铁镍材质引线框架共用一套生产线，不但节省了多生产线的购置，而且也可实现所述项目的企业成本的预期效果，同时也实现了不同产品对散热性要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的框架设计示意图；
[0012]图2是图1中的部分放大示意图
[0013]图3为图2的A处放大示意图；
[0014]图4为冲切分离模具后的产品外观的示意图1 ;
[0015]图5为冲切分离模具后的产品外观的示意图2 ；
[0016]图6为冲切分离模具后的产品外观的示意图3 ；
[0017]图7为冲切分离模具后的产品外观的示意图4。
【具体实施方式】
[0018]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0019]参照图1-图3，本实用新型的一种用于两种不同封装工艺要求的引线框架，包括矩阵排列分布的框架单元10，每个框架单元10包含若干引脚以及若干载片台，芯片设于载片台上，芯片和引脚电性连接；相邻框架单元10之间横向通过引脚相互连接，相邻框架单元10之间纵向通过若干连接片与引脚连接。在每个框架单元10上，将芯片贴附至载片台上，并用金属连接体连接所述的芯片和引脚；一般的，所述连接片是加强筋(金属筋)。其设计为横向为6排、总宽为:28.08mm ;竖向48列、总长为:215.616mm ;一片共组成288个单元，每个步距(也即相邻两个框架单元10之间的距离)为:8.984mm。冲切分离模具后的产品的外观图见图4-图7。
[0020]其中，要解决该技术问题，除了框架步距长度的改变，最好再配合包封模具及自动化冲切分离模具的技术条件，可实现更优的效果。另外，理论上只要完成框架步距的更改就可完成整条生产线的启动，实际过程还有更为复杂的技术:包括装芯改造、成型改造等，其中装芯改造才是成功的至为关键的步骤，传统的装芯条件是420°C才能融化芯片背面金属层将芯片贴在框架上，以前的框架材料变形小，膨胀也小，换成铜框架后框架变形严重，膨胀也大，此时贴上芯片待温度降低后出现芯片剥落现象，主要是因为框架加热后膨胀，温度降低后收缩回来，而芯片收缩较小，导致芯片被框架收缩应力拉破脱落，造成产品报废。为了应用好此项技术就需对芯片结构经行改造，主要从两个方面来完成:第一、改变芯片背层金属结构，降低金属熔点，本实用新型也同时解决了此问题，通过在芯片的背层贴敷有锡合金层，进而将贴片的温度降至320°C，完全不会影响后续产品使用；第二、改变芯片厚度，通过减薄中间无用的硅层厚度，将芯片的厚度限定为180微米左右，使芯片的膨胀系数和框架的膨胀系数更为接近；通过以上两点完全实现了传统方案的突破，才使本实用新型的技术方案获得更好的结果。成型改造只要配合框架尺寸，对模具和送料机构进行改造，从尺寸上满足框架尺寸要求即可实现此项技术的应用。
[0021]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于两种不同封装工艺要求的引线框架，其特征在于:包括矩阵排列分布的框架单元，每个框架单元包含若干引脚以及若干载片台，芯片设于载片台上，芯片和引脚电性连接；相邻框架单元之间横向通过引脚相互连接，相邻框架单元之间纵向通过若干连接片与引脚连接； 所述相邻两个框架单元之间的距离为8.984±0.02mm。
2.根据权利要求1所述的用于两种不同封装工艺要求的引线框架，其特征在于:所述连接片是加强筋。
3.根据权利要求1所述的用于两种不同封装工艺要求的引线框架，其特征在于:所述芯片的背层贴敷有合金层。
4.根据权利要求3所述的用于两种不同封装工艺要求的引线框架，其特征在于:所述合金层为锡合金层。
5.根据权利要求1所述的用于两种不同封装工艺要求的引线框架，其特征在于:所述芯片的厚度为160-200微米。
6.根据权利要求5所述的用于两种不同封装工艺要求的引线框架，其特征在于:所述芯片的厚度为180微米。
【文档编号】H01L23/495GK203774299SQ201420120041
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】陈林, 朱仕镇, 韩壮勇, 郑天凤, 朱文锋, 任书克, 刘志华, 曹丙平, 王鹏飞, 周贝贝, 张团结, 朱海涛, 吕小奖 申请人:深圳市三联盛半导体有限公司