半导体封装件的制作方法

文档序号:14094959研发日期:2017年阅读:159来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统半导体封装件引线易因锯切偏移导致脱落的问题,提出通过在引线框架的内侧半蚀刻形成机械锁结构,使引线第一部分向内延伸并与模制化合物锁定,第二部分置于封装件边缘,确保0.2mm以上间距。该设计显著提升封装稳定性,允许引线紧贴边缘布局,减少封装尺寸浪费。
关键词:半导体封装件,引线框架,机械锁

本文档的各方面整体涉及半导体封装件,诸如四边扁平无引线封装件和双边扁平无引线封装件。



背景技术:

常规来讲,四边扁平无引线(QFN)封装件和双边扁平无引线(DFN)封装件具有与封装件边缘齐平的底部引线。它们被设计成能够直接焊接到母版或其他电路板。常规的QFN和DFN封装件使用锯切之类的工艺进行切割,该工艺用于将封装件的引线与引线框架的其余部分分开。



技术实现要素:

本实用新型的一个目的是提供半导体封装件。

根据本实用新型的一个方面,一种半导体封装件,包括:引线框架,所述引线框架包括至少一个拐角引线,所述至少一个拐角引线定位在所述封装件的两个边缘的交汇处,并且所述至少一个拐角引线具有在所述引线的第一部分上的半蚀刻和在所述引线的第二部分上的半蚀刻;其中所述第一部分向内延伸到所述封装件中,以在所述封装件的模制化合物和所述引线之间生成机械模制化合物锁;以及其中所述第二部分位于所述封装件的所述两个边缘中的至少一个边缘上。

优选地,所述第一部分是所述至少一个拐角引线的不接触所述半导体封装件的安装表面的部分。

优选地,所述引线的所述第一部分被构造为具有用于将焊线耦接到所述引线的所述第一部分的空间。

优选地,所述的半导体封装件还包括邻近所述至少一个拐角引线的第二引线,其中所述第二引线和所述至少一个拐角引线具有至少0.2毫米的引线间距。

根据本实用新型的另一个方面,一种半导体封装件,包括:引线框架,所述引线框架包括位于所述封装件的边缘上的至少一个引线,所述至少一个引线具有在所述引线的第一部分上的半蚀刻和在所述引线的第二部分上的半蚀刻;其中所述第一部分向内延伸到所述封装件中,以在模制化合物和所述引线之间生成机械模制化合物锁;以及其中所述引线的所述第二部分位于所述封装件的所述边缘上。

优选地,所述第一部分是所述至少一个引线的不接触所述半导体封装件的安装表面的部分。

优选地,所述引线的所述第一部分被构造为具有用于将焊线耦接到所述引线的所述第一部分的空间。

优选地,半导体封装件还包括邻近所述至少一个引线的第二引线,其中所述第二引线和所述至少一个引线具有至少0.2毫米的引线间距。

一个实施例已经解决了技术问题中的至少一个并且实现了本实用新型的相应的有利效果。

半导体封装件的实施方式可以包括:具有至少一个拐角引线的引线框架,所述至少一个拐角引线定位在封装件的两个边缘的交汇处,并且所述至少一个引线在引线的第一部分上具有一半蚀刻且在引线的第二部分上具有一半蚀刻。第一部分可向内延伸到封装件中,以在封装件的模制化合物和引线之间形成机械模制化合物锁,并且第二部分可以位于封装件的两个边缘中的至少一个边缘上。

半导体封装件的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任一者:

第一部分可以是所述至少一个拐角引线的不接触半导体封装件安装表面的部分。

引线的第一部分被构造为具有用于将焊线耦接到其上的空间。

半导体封装件还可以包括邻近所述至少一个拐角引线的第二引线,其中第二引线和所述至少一个拐角引线具有至少0.2毫米的引线间距。

半导体封装件的实施方式可以包括:引线框架,其具有可以位于封装件的边缘上的至少一个引线,其中所述至少一个引线可以在引线的第一部分上具有一半蚀刻且在引线的第二部分上具有一半蚀刻,并且其中第一部分可向内延伸到封装件中,以在模制化合物和引线之间形成机械模制化合物锁。引线的第二部分可以位于封装件的边缘上。

半导体封装件的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任一者:

第一部分可以是所述至少一个引线的不接触半导体封装件安装表面的部分。

引线的第一部分可被构造为具有用于将焊线耦接到其上的空间。

半导体封装件还可以包括邻近所述至少一个引线的第二引线,其中第二引线和所述至少一个引线具有至少0.2毫米的引线间距。

半导体封装件的实施方式可使用制作半导体封装件的方法的实施方式来制造。该方法可以包括提供引线框架,该引线框架包括定位在封装件的边缘处的至少一个引线;在引线的邻近封装件边缘的外边缘处蚀刻所述至少一个引线的第一部分的一半;并且在引线的与外边缘相对的内边缘处蚀刻所述至少一个引线的第二部分的一半。第一部分可以被构造为与封装件的模制化合物机械地锁定,并且第一部分可以不接触封装件的任何边缘。

半导体封装件的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任一者:

第一部分可以是所述至少一个引线的不接触半导体封装件安装表面的部分。

引线的第一部分可被构造为具有用于将焊线耦接到其上的空间。

半导体封装件还可以包括邻近所述至少一个引线的第二引线,其中第二引线和所述至少一个引线具有至少0.2毫米的引线间距。

所述至少一个引线可以是定位在封装件的两个边缘交汇处的拐角引线。

第二部分可以位于封装件的两个边缘中的至少一个边缘上。

对于本领域的普通技术人员而言,通过具体实施方式以及附图并通过权利要求书,上述以及其他方面、特征和优点将会显而易见。

附图说明

将在下文中结合附图来描述各实施方式,其中类似标号表示类似元件,并且:

图1是常规双边扁平无引线封装半导体封装件的视图;

图2A-图2B是常规引线框架的顶视图;

图3A-图3B是常规引线框架的底视图;

图4A是常规引线框架设计的透视图;

图4B是图4A中常规引线框设计的前视图;

图4C是图4A中常规引线框架设计的顶视图;

图5A-图5D是常规无引线框架在封装件锯切之后的顶视图;

图6A是在封装件边缘上具有引线的引线框架设计的实施方式的透视图;

图6B是图6A中引线框架设计的实施方式的前视图;

图6C是图6A中引线框架设计的实施方式的顶视图;

图6D是具有图6A中引线框架设计的实施方式的半导体封装件的实施方式的透视图;

图7A-图7F是在封装件边缘上具有引线的引线框架设计的实施方式在封装件锯切之后的顶视图;

图8A-图8B示出了常规引线框架封装件(图8A)与在封装件的边缘上具有引线的引线框架的实施方式(图8B)的比较。

具体实施方式

本公开、其各方面以及实施方式并不限于本文所公开的具体部件、组装工序或方法元件。本领域已知的与预期半导体封装件符合的许多另外的部件、组装工序和/或方法元件将显而易见地能与本公开的特定实施方式一起使用。因此,例如,尽管本文公开了具体的实施方式,但是此类实施方式和实施部件可包括与预期操作和方法符合的本领域已知用于此类半导体封装件以及实施部件和方法的任何形状、尺寸、样式、类型、模型、版本、量度、浓度、材料、数量、方法元件、步骤等。

参见图1,其中示出了常规双边扁平无引线(DFN)封装件2。图中示出了封装件的顶部4和封装件的底部6,该底部是封装件中的如下表面:其中引线通过模制化合物而暴露。可以看出,封装件的设计使底部引线8远离封装件的拐角10。QFN和DFN的常规设计在引线顶端使用底部半蚀刻,以防止在锯切过程中发生引线脱落,或者对于无引线平面栅格阵列来说,使用预电镀的引线框架。预电镀的引线框架依靠模制化合物和预电镀引线之间的化学锁定,来防止引线脱落。因为必须使封装件的拐角和边缘具有另外的空间,以为保持引线在切割期间不脱落提供足够的空间,所以常规设计可能会限制使引线封装件变得更小的能力。如下文更全面地描述的那样,因为在切割工艺中使用了锯偏移,所以这些常规引线设计并未坚固到足以允许引线移动到封装件边缘。

现在参见图2A,其示出了切割前的常规引线框架12的顶视图。引线框架12的中心处勾画出了单个封装件14的周边。封装件的拐角引线16被设计成远离封装件的拐角,以防止引线在锯切过程中发生脱落。参见图2B,其示出了拐角引线16中的一个拐角引线的放大视图。第一部分18上的最小半蚀刻用于化合物锁定。参见图3A,其示出了图2A中常规引线框架的底视图。如图3B所示,引线16被设计成通过引线顶端/第二部分20上的最小半蚀刻,而远离形成封装件拐角的边缘。

参见图4A,其示出了常规无引线封装件22的透视图。封装件的引线24全部位于稍远离封装件边缘26的位置。参见图4B,其示出了封装件22的前视图。在该视图中,第一部分28上的最小半蚀刻和第二部分30上的最小半蚀刻是可视的。第一部分28半蚀刻和第二部分30半蚀刻被设计成有助于封装件的引线和模制化合物之间的模制化合物锁定。参见图4C,其示出了封装件的顶视图,示出了第一部分28上的最小半蚀刻和第二部分30上的最小半蚀刻。如可以观察到的,特别是在图4A和图4C中,各种引线的第一部分28被蚀刻,使得第一部分的一侧仍然位于封装件的一侧。

现在参见图5A-图5D,其示出了锯切之后的常规无引线封装件。在图5A中,锯上没有偏移。在图5B中,锯偏移离标准位置有10微米。在图5C中,锯偏移为20微米,并且可以看出,由于引线和模制化合物之间锁定不充分,拐角引线32在锯切期间已经脱落。在图5D中,锯偏移为30微米,并且由于引线和模制化合物之间锁定不充分,拐角引线34同样已经脱落。由于这些锯偏移量在切割工艺的潜在操作容差之内,且因为常规设计提供的模制锁定不足以防止引线在锯切过程中脱落,所以常规设计是不起作用的。

现在参见图6A,其示出了半导体封装件36的实施方式的透视图,该半导体封装件的引线框架在封装件边缘上具有引线。至少一个引线38位于封装件36的边缘上-换句话说,引线的金属不会通过模制化合物从边缘偏移,而是正好处于边缘上。在其他实施方式中,处于封装件边缘上的所述至少一个引线是位于封装件的两个边缘交汇处的拐角引线,诸如图6A中引线38的右侧和左侧的引线。参见图6B,示出了半导体封装件36的实施方式的前视图。图中示出了至少一个拐角引线40,其在第一部分42上具有最大半蚀刻,并且在第二部分44上具有最大半蚀刻。如本文所使用的最大半蚀刻的尺寸大于常规的最小半蚀刻,但没有大到使得蚀刻减小图6C中的空间46以防止剩余充足的面积用于线结合。引线的第一部分42向内延伸到封装件中,以在封装件36的模制化合物和引线40之间形成机械模制化合物锁。机械模制化合物锁可以增加封装件的坚固性。从图6B中可以看出,引线的第一部分42不接触半导体封装件安装表面。另外,引线的第一部分42的任何部分都不位于封装件的边缘上,而引线40的第二部分44是位于封装件的两个边缘上的拐角引线。

参见图6C,其示出了引线框架36的实施方式的顶视图。引线40的第一部分42被构造为具有用于将线诸如焊线耦接到其上的空间46。封装件36具有邻近所述至少一个拐角引线的第二引线47,其中第二引线47和所述至少一个拐角引线40在它们之间具有至少0.2毫米的引线间距/间隙。如可以观察到的,引线47的上部第一部分的任何表面部分也均未接触封装件的边缘或位于封装件的边缘上,而下部第二部分位于封装件的边缘上。

参见图6D,以透视形式示出了半导体封装件48的实施方式,其中模制化合物为不可视的。如图所示,引线50位于封装件48的边缘上,并且焊线用于将引线的第一部分附接至耦接到封装件内的其他引线上的模具。

参见图7A-图7F,其示出了具有如图6A-图6D所示结构的引线的有关实验结果。照片为锯切后的封装件的底部侧。锯偏移范围为0μm(图7A)、10μm(图7B)、20μm(图7C)、30μm(图7D)、40μm(图7E)和50μm(图7F)。从图中可以看出,在所有六个示例中,没有引线由于锯偏移而脱落。这形象地表现出在图5C和图5D所示常规引线框架示例上的改进,其中拐角引线在仅仅20μm和30μm的锯偏移处脱落。通过下述方式而实现的改进的模制化合物锁定示出了具有甚至高达50μm锯偏移的坚固引线设计:在不位于封装件边缘上的第一部分上实施最大半蚀刻,并且在位于封装件边缘上的第二部分上实施最大半蚀刻。工艺稳固性的这种增加将允许引线设置在封装件的边缘,而不必像传统工艺那样被偏移。

现在参见图8A和图8B,其示出了两个半导体封装件的视觉比较。在图8A中,示出了具有被设计成远离封装件边缘的引线的常规半导体封装件。可以看出,引线56和封装件58的边缘之间存在间隙。参见图8B,相比之下,图中示出了在封装件边缘处/之上具有引线的半导体封装件的实施方式。在引线设置于封装件边缘的情况下,封装件尺寸可以减少至少0.1mm,同时仍然保持引线之间的最小0.2mm引线间隙/间距。

可以使用形成半导体封装件的实施方式的方法的实施方式来形成如本文所公开的那些半导体封装件的方法。方法实施方式可以包括提供引线框架,其具有定位于封装件边缘处的至少一个引线。可在与封装件边缘相邻的引线的外边缘处蚀刻所示至少一个引线的第一部分的一半。可在与外边缘相对的引线的内边缘处蚀刻所示至少一个引线的第二部分的一半。可以使用化学蚀刻、干蚀刻、激光切割、硬工具蚀刻或本领域已知的任何合适的方法来蚀刻引线框架。

此外,用于引线的材料可以是本领域已知的用于引线和引线框架的材料中的任一种,以非限制性示例来说包括铜、铜合金、银、铝、它们的任何组合,以及任何其他导电材料。此外,引线可以涂覆有任何数量的其他导电材料,以非限制性示例来说诸如银、金、镍、铂、钯、锡、钛,或它们的任何组合。此外,用于各种封装件实施方式中的模制化合物可以是已知的多种多样模制化合物中的任何种类,包括环氧树脂、导热环氧树脂、树脂等。

在各种实施方式中,用于形成半导体封装件的方法包括提供引线框架,该引线框架包括位于封装件的边缘处的至少一个引线;在引线的邻近封装件边缘的外边缘处蚀刻所述至少一个引线的第一部分的一半;并且在引线的与外边缘相对的内边缘处蚀刻所述至少一个引线的第二部分的一半。第一部分被构造为与封装件的模制化合物机械地锁定,并且第一部分不接触封装件的任何边缘。

在各种实施方式中,第一部分是所述至少一个引线的不接触半导体封装件安装表面的部分。

在各种实施方式中,引线的第一部分被构造为具有用于将焊线耦接到其上的空间。

在各种实施方式中,该方法还包括邻近所述至少一个引线的第二引线,并且第二引线和所述至少一个引线具有至少0.2毫米的引线间距。

在各种实施方式中,所述至少一个引线是定位在封装件的两个边缘交汇处的拐角引线。

在各种实施方式中,第二部分位于封装件的两个边缘中的至少一个边缘上。

在以上描述中提到半导体封装件的具体实施方式以及实施部件、子部件、方法和子方法的地方,应当显而易见的是,可在不脱离其实质的情况下作出多种修改,并且这些实施方式、实施部件、子部件、方法和子方法可应用于其他半导体封装件。

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