專利名稱：半導(dǎo)體器件封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件封裝。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件封裝被廣泛使用，其中例如半導(dǎo)體芯片的微電子器件
電連接到引線框架并且用樹脂模塑。圖6示出典型的半導(dǎo)體器件封裝
的結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo)體芯片101^:置在是引線框架102的一部分的中央
棵片墊部107上，并且通過粘合用樹脂層與中央棵片墊部接合。半導(dǎo) 體芯片101通過接合線103電連接到引線框架102。形成由環(huán)氧樹脂 和填料制成的樹脂封裝體104以罩住半導(dǎo)體芯片101和引線框架102， 從而將半導(dǎo)體芯片101和引線框架102密封在樹脂封裝體104中。引 線框架102的一部分延伸到樹脂封裝體104的外面以用作外部引線 105，該外部引線用作連接外部電路的連^r端子。
此類半導(dǎo)體器件封裝固有的問題之一是水沿著樹脂和引線框架 之間的分界面滲透進(jìn)入其內(nèi)部，從而造成不良影響，例如降低電絕緣 性。如圖7所示，水滲透通過外部引線105和樹脂封裝體104之間的 分界面106。滲透的水沿著引線框架102穿入樹脂封裝體104。由于 水的作用，在樹脂封裝體104和引線框架102之間的分界面發(fā)生分離。 結(jié)果，存在于樹脂封裝體104之外的離子的或其他類型的腐蝕性污染 物滲入樹脂封裝體104。水和污染物的滲透導(dǎo)致因墊的腐蝕而引起的 半導(dǎo)體芯片中的短時(shí)故障。
如上所述，水在樹脂和引線框架之間的分界面的滲透引起樹脂與 引線才匡架的分離。分離的一個(gè)因素是樹脂不能跟隨引線框架的變形， 該變形由從使用環(huán)境施加的壓力所引起，因?yàn)闃渲邪ǖ奶盍?二
氧化硅)增加了樹脂的彈性模量。圖8是截面示意圖，示出根據(jù)現(xiàn)有 技術(shù)的在引線框架附近的填料分布。由填料形成基本上均勻的分布。
除了在引線框架102和樹脂封裝體104之間的密封不充分的問題 之外，還有另一個(gè)問題是在引線框架102的中夬棵片墊部107的背面 和樹脂封裝體104之間的分界面的粘合不充分。上述粘合不充分的存 在促使水聚集在引線框架102和樹脂封裝體104之間產(chǎn)生的分離部 108，特別是，當(dāng)電子器件封裝暴露于潮濕環(huán)境時(shí)。水變成蒸汽然后 膨脹，在例如板安裝(board mounting)的制造工藝中當(dāng)對(duì)電子器件封 裝進(jìn)行高溫處理時(shí)引起封裝^C裂。
為了增加樹脂封裝體對(duì)引線框架的粘合力，以提高樹脂封裝產(chǎn)品 的質(zhì)量和可靠性，建議引線框架的表面應(yīng)該進(jìn)行各種類型的處理。如 在JP 08-167686A中所述， 一種用于這些類型的處理的廣為人知的技 術(shù)包括對(duì)由銅制成的引線框架的表面進(jìn)行等離子處理。通常是在裝配 半導(dǎo)體芯片101、引線框架102及諸如此類之后而在樹脂封裝體104 的成形工藝之前執(zhí)行常規(guī)的等離子清洗方法。
盡管常規(guī)的等離子清洗方法對(duì)于向上的暴露表面來說是有效的， 但是該方法在增加中央棵片墊部107的背面和樹脂封裝體104之間的 粘合力方面卻不太有效。而且，該方法在增加粘合用樹脂層和引線框 架之間的粘合力方面幾乎沒有效果。此外，等離子處理需要作為批處 理來執(zhí)行，這是不經(jīng)濟(jì)的，因此等離子處理難以應(yīng)用到連續(xù)執(zhí)行的樹 脂封裝生產(chǎn)的裝配工藝上。
另一方面，在引線框架102的表面上形成由黑色氧化物、棕色氧 化物、氧化錫和有機(jī)硅烷或諸如此類制成的表面處理層的方法對(duì)于封 裝的內(nèi)部處理來說是非常有效的，但是在封裝的外部處理方面引起許 多問題。例如，在樹脂形成工藝中，模塑樹脂的低分子量部分可流出 到引線框架102的表面。這是所謂的"樹脂滲料"，它使外部引線的 表面電絕緣。因此，為了將封裝連接到印刷電路板或諸如此類，通常 在對(duì)外部引線的表面鍍錫或鍍焊料之前去除樹脂滲料。樹脂滲料本身 能通過普遍運(yùn)用的化學(xué)或機(jī)械方法來去除。然而，當(dāng)樹脂滲料出現(xiàn)在 由黑色氧化物或諸如此類制成的表面處理層的表面上時(shí)，由于它們之 間的相互作用而形成非常粘的膜，并且無法輕易去除。完全去除表面 處理層的樹脂滲料而不損壞引線框架和封裝是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件封裝在引線框架和樹脂封裝體之間的 連接表面的一部分中具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，由此增大了連接表面的連接面積 以增強(qiáng)在引線框架和樹脂封裝體之間的連接。除此之外，該三維的網(wǎng) 孔結(jié)構(gòu)使得引線框架和樹脂之間的連接表面也是三維的，從而大幅提 高它們之間的粘合性。
另外，網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的網(wǎng)孔尺寸被制造成小于樹脂中包舍的填料粒子 的平均直徑，由此減少到達(dá)引線框架的表面附近的填料的數(shù)量。因此， 引線框架附近的樹脂的彈性模量的改變?cè)试S樹脂跟隨引線框架的變 形，該變形是由來自使用該半導(dǎo)體器件封裝的環(huán)境的壓力所引起的， 從而提高粘合度。
通過形成根據(jù)本發(fā)明的具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件封裝，能夠顯 著增加在安裝有半導(dǎo)體芯片的引線框架和樹脂封裝體之間的連接性。 此外，在引線框架附近能夠改變樹脂中包含的填料的分布，從而提高 在樹脂和引線框架的連接表面之間的粘合可靠性。因此，在引線框架 和樹脂封裝體之間的連接表面上不太可能發(fā)生分離，而且防止了水和 污染物的滲透以及各種相關(guān)問題，由此提高了電子器件封裝的質(zhì)量。


附圖中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件封裝； 圖2是沿圖1的線A-A'截取的截面圖3是示出根椐本發(fā)明的在引線框架附近的填料狀態(tài)的截面示意
圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的引線框架如何互相疊置的圖； 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的引線框架的圖； 圖6示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件封裝； 圖7是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件封裝的截面圖；以及 圖8是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在引線框架附近的填料狀態(tài)的截面示 意圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例。在半導(dǎo)體器件封裝4中，半導(dǎo) 體芯片l放置在棵片墊9上，棵片墊9位于由銅材料制成的引線框架 2的中央，而且半導(dǎo)體芯片1通過粘合用樹脂層與棵片墊9接合。半 導(dǎo)體芯片1通過接合線3電連接到引線框架2。形成罩住半導(dǎo)體芯片 l和引線框架2且由環(huán)氧樹脂制成的樹脂封裝體4，而且半導(dǎo)體芯片1 和引線框架2密封在這樣形成的樹脂封裝體4中。引線框架2的一部 分延伸到樹脂封裝體4的外面以用作外部引線5,該外部引線用于與 外部電路連接。重點(diǎn)是本例中使用的引線框架2具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。該網(wǎng) 孔結(jié)構(gòu)可只存在于引線框架2的表面部上，并且可只存在于引線框架 2的內(nèi)部部分上。
作為形成樹脂封裝體4的樹脂材料，能夠使用線形酚醛環(huán)氧樹脂。 除線形酚醛環(huán)氧樹脂之外，還使用在電子IC封裝工業(yè)中廣泛使用的 樹脂材料，例如環(huán)氧型有機(jī)硅化合物。還使用例如聚脂樹脂和聚硅氧 烷樹脂的其他樹脂。
引線框架2具有像矩形盤的棵片墊9，棵片墊9在其中央與半導(dǎo) 體芯片l接合?？闷瑝|9通過臂狀物連接到引線框架導(dǎo)軌。
圖2是沿圖1的線A-A，截取的引線框架部的截面示意圖。因?yàn)橐?線框架2在其表面上具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)11，所以在用樹脂密封后，在樹脂 和引線框架2之間的連接表面在結(jié)構(gòu)上具有強(qiáng)粘合度，并且在樹脂和 引線框架2之間的連接表面上不太可能發(fā)生分離。
圖3示出本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的網(wǎng)孔尺寸 小于模塑樹脂中包含的填料粒子10的平均直徑。當(dāng)網(wǎng)孔尺寸小于要 使用的^^塑樹脂中包含的填料10的平均直徑時(shí)，直徑大于平均直徑 的填料粒子無法穿過網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。因此，在引線框架2的表面附近能夠 改變模塑樹脂中包含的填料的數(shù)量和直徑，從而能夠減小帶網(wǎng)孔結(jié)構(gòu) 11的引線框架周圍的模塑樹脂的彈性模量。因此，模塑樹脂跟隨引線 框架的變形，該變形由外力引起，由此在模塑樹脂和引線框架之間的 連接表面上不太可能發(fā)生分離。
圖4示出本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例，它具有在其中堆疊引線框架的 網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。利用此結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)每層網(wǎng)孔的尺 寸大于填料粒子10的平均直徑時(shí)，通過堆疊這些網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)完成的最 終的網(wǎng)孔尺寸變得更小，從而能夠相對(duì)于任意的粒子直徑來設(shè)計(jì)網(wǎng)孔 的尺寸。此外，當(dāng)堆疊網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)以形成包括多于兩層的多層時(shí)，樹脂 穿入引線框架且在結(jié)構(gòu)上與其接合得更堅(jiān)固。因此，在模塑樹脂和引 線框架之間的連接表面上不太可能發(fā)生分離。
圖5示出本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例。引線框架通過線接合電連接到 半導(dǎo)體芯片。具體地，執(zhí)行楔形接合，使得線壓進(jìn)引線框架一側(cè)的連 接部分。因此，如果因?yàn)榫W(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的原因而在那些接合部上有突出或 凹陷，那么會(huì)減小線接合的連接強(qiáng)度。使得引線框架2的進(jìn)行線接合 的部分12平坦而不形成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，由此保持接合線3的連接強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體芯片；具有裸片墊部的引線框架，所述半導(dǎo)體芯片放置在所述裸片墊部上，所述引線框架通過接合線電連接到所述半導(dǎo)體芯片，而且具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)；以及密封所述半導(dǎo)體芯片和所述引線框架的一部分的樹脂封裝。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)只放置 在所述引線框架的表面部上。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的網(wǎng)孔 尺寸小于模塑樹脂中包含的填料粒子的平均直徑。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述引線框架的所述 網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)具有在其中堆疊至少兩層網(wǎng)孔的結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述引線框架的用于 線接合的連接部分不具有所述網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件封裝。形成其上安裝有半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件封裝的引線框架的表面以具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，由此能夠增大引線框架和模塑樹脂之間的連接面積以具有強(qiáng)接合。此外，只有直徑比網(wǎng)孔小的填料粒子被放入引線框架的附近，從而降低了壓力的影響以減小引線框架的變形。
文檔編號(hào)H01L23/31GK101355074SQ20081014477
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者門井圣明 申請(qǐng)人:精工電子有限公司