基于鋁合金引線框架的半導(dǎo)體器件及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了將鋁合金材料應(yīng)用在引線框架上并利用鋁合金引線框架來制備帶有外露的鈍化層的半導(dǎo)體器件。由于鋁合金是低成本原材料，其硬度及柔韌性均適宜于引線框架的沖切、彎折、成型等需變形的工序，因此適用于大量生產(chǎn)，而且其重量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬銅或鐵鎳材質(zhì)，這為實(shí)際生產(chǎn)帶來了極大的便利。
【專利說明】基于鋁合金引線框架的半導(dǎo)體器件及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及一種引線框架，更確切的說，本發(fā)明旨在提供一種應(yīng)用在功率半導(dǎo)體元器件中的鋁合金弓I線框架。
【背景技術(shù)】
[0002]因傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體器件的功耗較大，所以通常需要同時(shí)具備較小的尺寸和較好的散熱性能，所采用的引線框架Lead-frame大多數(shù)都是金屬銅或鐵鎳等合金材料所制備的。在一些與此對(duì)應(yīng)的封裝方式中，有采用全塑封的器件(典型的如附圖1A所示的T0220F或T0262F等，功率器件10的芯片和用于支撐芯片的引線框除了引腳其他的部分被完全密封在塑封體18內(nèi))，也有采用部分塑封的器件(如附圖1B所示的T0220，功率器件20的芯片被完全密封，但引線框21的一個(gè)底面裸露在塑封體28之外用于散熱)。因功率器件10這類封裝的散熱效果極差所以趨于淘汰，而功率器件20的引線框21雖然有暴露的底面作為散熱路徑，但卻不適宜應(yīng)用在高壓場(chǎng)所，在引線框21上通常具有較大的電壓值，作為金屬材質(zhì)的引線框21的底面直接暴露會(huì)對(duì)其周圍其他的元器件帶來負(fù)面影響或造成潛在的人身危險(xiǎn)。
[0003]在當(dāng)前已經(jīng)公開的技術(shù)條件下，利用鋁合金材質(zhì)作為引線框架還很難批量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。最大的問題在于，鋁及鋁合金在空氣環(huán)境中極易氧化，一旦鋁合金的表面存在著氧化物，就很容易導(dǎo)致電氣連接芯片的引線很難鍵合在引線框架上，或容易造成塑封料與引線框間出現(xiàn)分層而無法密封。正是基于這些棘手的問題，本發(fā)明提出了利用鋁合金引線框架來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，提供一包含有多個(gè)芯片安裝單元的引線框架，并且每個(gè)芯片安裝單元至少包含一基座及設(shè)置在基座附近的多個(gè)引腳，包括以下步驟:
在所述基座和引腳各自的表面上均形成一金屬層；將一芯片粘貼在所述基座的正面；利用互連結(jié)構(gòu)將設(shè)置所述芯片正面的各焊墊分別相對(duì)應(yīng)地電性連接到至少一部分引腳各自的靠近基座的端部；形成一至少包覆在基座正面的塑封體，并且該塑封體將所述芯片、互連結(jié)構(gòu)和所述的端部包覆在內(nèi)，其中基座背面帶有的所述金屬層暴露于塑封體之外；移除所述基座背面的所述金屬層；在所述基座的背面形成一層鈍化層。
[0005]上述的方法，還包括利用濕法刻蝕移除基座背面的金屬層的步驟，并在該步驟中避免引腳延伸到塑封體之外的部分的表面所覆蓋的金屬層接觸刻蝕液以防止其被刻蝕掉。
[0006]上述的方法，還包括利用濕法刻蝕移除基座背面的金屬層的步驟，并在該步驟之前，先在引腳的延伸到塑封體之外的部分的表面上所覆蓋的金屬層上鍍一層抗蝕劑層，用以隔離該部分金屬層和刻蝕液。
[0007]上述的方法，在基座的背面形成一層所述的鈍化層之后，在引腳延伸至塑封體之外的部分的表面所覆蓋的金屬層之上再形成一層電鍍層。
[0008]上述的方法，所述基座上還連接有一散熱片，在形成所述金屬層的步驟中同時(shí)在散熱片的表面形成有金屬層；以及在形成所述塑封體的步驟中，所述散熱片未被塑封體包覆在內(nèi)；并且在移除基座背面的金屬層的同時(shí)還將散熱片表面的金屬層一并移除；以及在基座背面形成鈍化層的同時(shí)還在散熱片的表面生成一層鈍化層。
[0009]上述的方法，所述引線框架的材質(zhì)為鋁合金，以及所述鈍化層是利用鋁合金硬質(zhì)陽極氧化法處理所形成的氧化鋁鈍化層。
[0010]在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，提供一包含有多個(gè)芯片安裝單元的引線框架，并且每個(gè)芯片安裝單元至少包含一基座及設(shè)置在基座附近的多個(gè)引腳，包括以下步驟:
在所述基座的除了背面以外的余下表面和所述引腳的表面上形成金屬層；將一芯片粘貼在所述基座的正面；利用互連結(jié)構(gòu)將設(shè)置所述芯片正面的各焊墊分別相對(duì)應(yīng)地電性連接到至少一部分引腳各自的靠近基座的端部；形成一至少包覆在基座正面的塑封體，并且該塑封體同時(shí)將所述芯片、互連結(jié)構(gòu)和各端部包覆在內(nèi)，其中基座背面裸露于塑封體之外；在所述基座的背面形成一層鈍化層。
[0011]上述的方法，形成金屬層之前，先在所述基座的背面粘貼一覆蓋膜，并在形成所述金屬層之后將該覆蓋膜移除。
[0012]在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，所述半導(dǎo)體器件具有承載芯片的基座，并具有一塑封體，用以包覆該芯片和包覆部分基座，其特征在于，包括以下步驟:至少使基座的背面外露于塑封體，并在所述基座的背面形成一層鈍化層。
[0013]上述的方法，所述基座的表面覆蓋有一金屬層，并且基座的底面帶有的所述金屬層外露于塑封體；其中，在所述基座的背面形成所述的鈍化層之前，還包括先將基座背面的所述金屬層移除的步驟。
[0014]在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件,包含一芯片安裝單兀并且每個(gè)芯片安裝單元至少包含一基座及設(shè)置在基座附近的多個(gè)引腳，還包括:
形成在所述基座背面的一鈍化層，以及形成在所述基座余下的表面上和所述引腳的表面上的金屬層；一個(gè)粘貼在所述基座正面的芯片；多個(gè)將設(shè)置所述芯片正面的各焊墊分別相對(duì)應(yīng)地電性連接到至少一部分引腳的靠近基座的端部的互連結(jié)構(gòu)；至少包覆在基座正面的一塑封體，所述塑封體還將所述芯片、互連結(jié)構(gòu)和各端部包覆在內(nèi)，其中所述基座背面帶有的所述鈍化層暴露于塑封體之外。
[0015]上述的半導(dǎo)體器件，所述芯片為一垂直式的功率器件，設(shè)置在所述芯片背面的一背部金屬層通過導(dǎo)電的粘合材料粘貼到基座上；以及至少一個(gè)引腳直接連接在該基座上，并且連接到基座上的所述引腳的一部分被塑封體包覆在內(nèi)。
[0016]上述的半導(dǎo)體器件，所述互連結(jié)構(gòu)為金屬片或鍵合引線或帶狀的金屬導(dǎo)電帶。
[0017]上述的半導(dǎo)體器件，所述基座上還連接有一表面覆蓋有一層鈍化層的散熱片。
[0018]上述的半導(dǎo)體器件，所述引腳延伸到塑封體之外的部分的表面所形成的金屬層上還鍍有另一層電鍍層。
[0019]上述的半導(dǎo)體器件，所述的芯片安裝單元為鋁合金材質(zhì)，以及所述鈍化層包含氧化招。[0020]在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件具有承載芯片的基座，以及設(shè)置在基座附近的多個(gè)引腳，粘貼于基座正面的所述芯片與引腳間形成電性連接關(guān)系，并具有一塑封體，用以包覆各引腳的一部分，以及包覆該芯片和部分基座，其特征在于，至少使基座的背面外露于塑封體，并且所述基座的背面形成有一層鈍化層。
[0021]本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀以下較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明，并參照附圖之后，本發(fā)明的這些和其他方面的優(yōu)勢(shì)無疑將顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
[0023]圖1A為【背景技術(shù)】所涉及的T0220F或T0262F等封裝。
[0024]圖1B為【背景技術(shù)】所涉及的T0220封裝。
[0025]圖2A-1至圖2L為利用鋁合金引線框架來制備帶有鈍化層的半導(dǎo)體器件的流程方法。
[0026]圖3A至圖3C為形成一層抗蝕劑層的一種實(shí)施方式。
[0027]圖4A至圖4E為制備帶有鈍化層的半導(dǎo)體器件的另一種實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參見圖2A-1所示，展示一條鋁合金材質(zhì)的引線框架100，其通常包含有多個(gè)芯片安裝單元30，并且每個(gè)芯片安裝單元30至少包含有一個(gè)用于承載芯片的方形基座31和設(shè)置在基座31附近的多個(gè)引腳32a?32c或更多未示意出的引腳，引腳32a、32c分別位于引腳32b的兩側(cè)，引腳32a、32c分別包含了靠近基座31的作為內(nèi)部鍵合區(qū)的端部32a_l和32c-l，而引腳32b則直接連接在基座31上，并且引腳32a?32c均沿著背離基座31的方向向外延伸。其中，芯片安裝單元30還包含一個(gè)連接在基座31上的帶有通孔的散熱片35，弓丨腳32a?32c和散熱片35分別位于基座31的相對(duì)的兩側(cè)，圖2A-2所示的是將一個(gè)芯片安裝單元30的進(jìn)行放大的示意圖。
[0029]圖2B是沿著圖2A-1所示的虛線A-A對(duì)芯片安裝單元30所截取的豎截面示意圖。在圖2B-2C中，先在引腳32a?32c和基座31以及散熱片35各自的表面形成一層金屬層33，可采取電鍍、沉積、蒸金、濺鍍等方式，金屬層33的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)有多種選擇，但金屬層33的浸潤(rùn)性要相對(duì)較好，其可以是一種金屬構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，也可以是多種不同的金屬由內(nèi)至外依次形成的多層結(jié)構(gòu)(復(fù)合層)。譬如所述的金屬層33可以選擇為Cu或Ni等或貴金屬Ag、Pd、Pt等，或者Ni/Pd/Au或Ni/Cu或Ni/Zn/Cu等。然后如圖2D-2E所示，在每個(gè)基座31的正面相應(yīng)粘貼一個(gè)芯片40，芯片40通?？梢允且粋€(gè)垂直式的功率器件，工作電流由其正面流向背面或相反，因此設(shè)置在其背面的背部金屬層(未標(biāo)注)可以通過導(dǎo)電的粘合材料34粘貼在基座31的正面，粘合材料34可為導(dǎo)電銀膠或焊錫膏等。除此之外，芯片40還可以通過共晶焊的方式焊接在基座31的正面。
[0030]在芯片安裝單元30中，平行排列構(gòu)成一排的引腳32a?32c共面，但它們與彼此連接在一起的并共面的散熱片35、基座31分別位于上下兩個(gè)錯(cuò)開的平面上。在該實(shí)施方式中，端部32a-l和32c-l分別較之引腳32a、32c各自的本體部分具有增大了的面積，所以設(shè)置在芯片40正面的各焊墊40a、40b可以通過一條/個(gè)或多條/個(gè)互連結(jié)構(gòu)41分別電性連接到端部32a-l、32c-l上，雖然圖中示意出的互連結(jié)構(gòu)41為鍵合引線，但其還可以被金屬片、帶狀結(jié)構(gòu)的金屬導(dǎo)電帶等所替代。
[0031]參見圖2F，利用環(huán)氧樹脂類的塑封料形成一塑封體38，塑封體38用以包覆芯片40、互連結(jié)構(gòu)41，和包覆部分基座31和包覆引腳32a、32c各自的一部分，例如至少將各端部32a-l、32c-l包覆在內(nèi)，以及將引腳32b的一部分包覆在內(nèi)。其中，塑封體38至少包覆在基座31正面，并至少使基座31的與其正面相對(duì)的背面外露出塑封體38，圖2G展示從基座31的背面觀察的示意圖。正如圖2G-2H所示，散熱片35作為散熱構(gòu)件需要裸露在塑封體38之外，并且基座31背面帶有的金屬層33也暴露于塑封體38之外。
[0032]然后如圖21所示，利用濕法刻蝕的方式將散熱片35表面的和基座31背面的金屬層33刻蝕掉。金屬層33所采用的材質(zhì)不同，其所對(duì)應(yīng)的刻蝕液的種類也需要適應(yīng)性的進(jìn)行調(diào)整，而且刻蝕液不能對(duì)塑封體38有腐蝕性。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少要讓整個(gè)散熱片35以及基座31的背面浸泡在一刻蝕槽(未不意出)內(nèi)的刻蝕液之中,此時(shí)基座31背面的金屬層33和散熱片35表面的金屬層33需要充分接觸刻蝕液，而引腳32a?32c延伸至塑封體38外部的部分則必須遠(yuǎn)離刻蝕液并極力避免接觸或浸入到刻蝕液中。如此一來，基座31背面的金屬層33以及散熱片35表面的金屬層33受到腐蝕時(shí)，引腳32a?32c各自延伸至塑封體38外部的部分的表面上的金屬層33將予以保留，可繼續(xù)用作防氧化層和與外部電路進(jìn)行電接觸的接觸層。
[0033]鑒于無金屬層33的保護(hù)，基座31的背面將直接裸露于塑封體38之外，散熱片35的表面同樣也是暴露在空氣中，因?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)極其活波，這將導(dǎo)致在它們裸露的表面迅速被氧化并生成一層稀薄和多孔的薄氧化層，從而降低器件的可靠性。因此，接下來還需要對(duì)基座31的背面和散熱片35的表面實(shí)施清洗以去除這些不期望的氧化層和其他污染物，例如通過脫脂、堿浸蝕和酸洗中和等工序獲得潔凈的鋁材表面。
[0034]之后如圖2J所示，可在基座31的背面和散熱片35的表面生成一層致密的并且相對(duì)較厚的氧化招的鈍化層39,利用招合金硬質(zhì)陽極氧化法(Anodized Aluminum)可實(shí)現(xiàn)這一目的。例如，先提供另一容納有電解液的電解槽(未示意出)，一般來說酸性電解液、堿性電解液、非水電解液等均適用，但濃度要適中以及其化學(xué)性質(zhì)要保證電解液對(duì)塑封體38沒有腐蝕性，如低濃度的硫酸H2S04溶液和各種輔助添加劑等。在該步驟中，要保障散熱片35的整個(gè)表面和基座31的背面完全浸泡在電解液中，而引腳32a?32c延伸至塑封體38之外的部分則要遠(yuǎn)離電解液而不能接觸和浸泡在電解液浸泡中，以防止這部分的表面所覆蓋的金屬層33因接觸電解液而受到意外的損傷。典型的陽極氧化法，如在直流條件下，將基座31及散熱片35作為陽極，鉛或鉬作為陰極，在鋁合金的陽極氧化處理中相當(dāng)于水的電解，在陰極上析出氫氣，在陽極上產(chǎn)生氧。在陽極上，鋁合金的基座31及散熱片35失去電子而與氧合成，獲得基座31背面及散熱片35表面的鋁的氧化膜即鈍化層39 (圖2J)。在一些特定的氧化條件下，該氧化膜為雙層結(jié)構(gòu)，包含相對(duì)較薄但致密無孔的內(nèi)層和厚實(shí)而多孔的外層，其中內(nèi)層為A1203，而外層是氧化物膜壁與水反應(yīng)同時(shí)由于化學(xué)結(jié)合式吸附電解陰離子而形成的多孔層。
[0035]然后實(shí)施分割/成型(Trim/Form)的步驟,將一些圖中未標(biāo)注的連筋切割斷,將引腳32a?32b從引線框架100上切割下來，并將引腳32a?32b延伸出的部分沖壓成各種預(yù)先設(shè)計(jì)好的形狀，形成例如圖2L所示的半導(dǎo)體器件300，陰影部分代表鈍化層39。作為一種選擇，當(dāng)芯片40為MOSFET時(shí)，焊墊40b為柵極端，焊墊40a為源極端，芯片40背面的背部金屬層為漏極端，又如芯片40為IGBT時(shí)，焊墊40a、40b、背部金屬層分別為發(fā)射極、柵極、集電極，需強(qiáng)調(diào)的是，圖中示意出的焊墊40a、40b的形狀和位置不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。如此一來，在高壓電子電力器件中，與漏極端(或集電極)電性連接的基座31上往往有較大的壓降，如果基座31的背面及散熱片35的表面直接裸露在外，會(huì)有潛在的安全隱患，也會(huì)對(duì)其附近的其他電子元器件產(chǎn)生干擾，而所生成了鈍化層39則起到絕緣和抑制高壓的作用。另一個(gè)極大的優(yōu)勢(shì)還在于，鈍化層39并非是絕熱材料，當(dāng)基座31和散熱片35作為芯片40的散熱途徑時(shí)，鈍化層39并不影響熱量的消散。
[0036]在一些實(shí)施方式中，如圖2K，還可以進(jìn)一步在引腳32a?32c延伸至塑封體38之外的部分的表面所覆蓋的金屬層33上再鍍一層電鍍層36。例如當(dāng)金屬層33不是貴金屬層或者其最外層不含貴金屬層，如為Ni/Cu或Ni/Zn/Cu等時(shí)，則可以額外的形成該電鍍層36，典型的如價(jià)格相對(duì)低廉的錫Sn的電鍍層，因?yàn)椴徊捎觅F金屬所以可最大程度的節(jié)省成本。電鍍層36的形成時(shí)機(jī)可以選取在獲得鈍化層39之后實(shí)施，一個(gè)便利之處在于，氧化鋁的鈍化層39不會(huì)沾錫料，杜絕了錫膏吸附在基座31的背面或散熱片35的表面的麻煩。反之，若是金屬層33本身就是一層貴金屬層，或者當(dāng)金屬層33為復(fù)合層結(jié)構(gòu)時(shí)其最外層為貴金屬層，就沒有必要再額外形成電鍍層36。
[0037]在一些實(shí)施方式中，考慮到在腐蝕基座31背面和散熱片35表面的金屬層33的步驟中，無法完全避免引腳32a?32c延伸至塑封體38之外的部分被局部或整體浸入到刻蝕液中，也即意味著它們表面所覆蓋的金屬層33會(huì)接觸刻蝕液而可能被腐蝕掉，所以有必要在引腳32a?32c延伸至塑封體38之外的部分的表面所覆蓋的金屬層33上再形成一層抗蝕劑層37 (如圖3A)，用以將這些部位的金屬層33和刻蝕液隔絕來提供保護(hù)。通常，只要刻蝕液對(duì)金屬層33有腐蝕性(敏感)而對(duì)抗蝕劑層37沒有腐蝕性(不敏感)即可，抗蝕劑層37可作為刻蝕阻擋層(相當(dāng)于一掩膜層)，譬如，金屬層33為Ni/Cu復(fù)合層，而抗蝕劑層37為貴金屬層。一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，在后續(xù)步驟中可根據(jù)實(shí)際需要選擇是否剝離掉抗蝕劑層37，例如前述內(nèi)容所揭示的貴金屬材質(zhì)的蝕劑層37最終就可以予以保留而無需剝離。如圖3B所示，其后才將基座31背面和散熱片35表面的金屬層33刻蝕掉，即便引腳32a?32c延伸至塑封體38之外的部分整體或局部浸泡在刻蝕液中，其表面的金屬層33由于抗蝕劑層37的隔離和抗腐蝕作用，這些部分上的金屬層也不會(huì)被刻蝕掉，之后如圖3C所示形成鈍化層39。
[0038]上述內(nèi)容是以典型的T0220系列的引線框架作為示例來闡明本申請(qǐng)的發(fā)明精神，但閱讀者需要明確注意的是:這絕非意味著本申請(qǐng)只限制于該封裝類型。
[0039]在如圖4A所示的實(shí)施方式中，芯片安裝單元30’沒有刻意設(shè)置額外的散熱片，多個(gè)引腳32’a設(shè)置在基座31’的附近，這些引腳32’a圍繞在基座31’的周圍并向外延伸，每個(gè)引腳32’a包含的作為鍵合區(qū)的端部32’a-Ι靠近基座31’。圖4B是芯片安裝單元30’的豎截面示意圖，在本實(shí)施方式中，先在每個(gè)基座31’的背面粘貼一覆蓋膜50，然后如圖4C所示，在基座31’的除了被覆蓋膜50蓋住的背面以外，在余下的表面和引腳32’ a的表面鍍上一層金屬層33，其后移除覆蓋膜50，其實(shí)也可以在形成后續(xù)的塑封體38之后才移除覆蓋膜50，如圖4D所示，這樣就保障了基座31’的背面沒有覆蓋金屬層33。然后如圖4E所示，利用粘合材料34將芯片40’粘貼在基座31’的正面，并將芯片40’正面的多個(gè)焊墊(未示意出)利用互連結(jié)構(gòu)41分別相對(duì)應(yīng)的連接到多個(gè)引腳32’ a各自的端部32’ a_l。以及形成一至少包覆在基座31正面的塑封體38’，用以包覆該芯片40’和互連結(jié)構(gòu)41，以及包覆部分基座31’和包覆各引腳32’a的一部分，如至少將端部32’a-Ι包覆在內(nèi)。其中，塑封體38’可以包覆在基座31’的側(cè)壁和正面，并至少使基座31’的與其正面相對(duì)的背面外露出塑封體38’。盡管揭去覆蓋膜50之后會(huì)迅速在基座31’的背面生成稀薄的氧化層，但只要在形成鈍化層39之前將其去除即可，該方法已經(jīng)在前述內(nèi)容中有所闡述，不再贅述，之后便可在基座31’的背面利用陽極氧化法獲得鈍化層39，獲得半導(dǎo)體器件300’。
[0040]在一些實(shí)施方式中，芯片40’的類型可以有多種，如芯片40’的背面無需設(shè)置背部金屬層，或者設(shè)置有背部金屬層但可以選擇是否將其與基座31’之間形成電性連接，此時(shí)粘合材料34也亦可選取導(dǎo)電或不導(dǎo)電的材料。在一些實(shí)施方式中，引腳32’a被沖壓成型為臺(tái)階狀的Z形結(jié)構(gòu)，包括作為高臺(tái)面的端部32’ a-Ι和作為低臺(tái)面的接觸端32’ a_3，兩者通過連接部32’ a-2連接，其中，基座31’與接觸端32’ a_3分別位于兩個(gè)錯(cuò)開的平面，以便基座31’的背面與接觸端32’ a-3之間有一高度差，從而當(dāng)接觸端32’ a_3焊接到PCB上的焊盤時(shí)基座31’的背面不會(huì)緊貼PCB，利于基座31’背面熱量的消散。
[0041]在一些可選實(shí)施方式中，鋁合金材質(zhì)的引線框架中，各材料所占的質(zhì)量百分比大致為:硅Si的含量為0.20%~0.6%,鐵Fe的含量為0.3%~0.8%,銅Cu的含量為0.1%~0.3%,錳Mn的含量為0.1%~1%，鎂Mg的含量為0.5%~5%，鉻Cr的含量為0.1%~θ.5%，鋅Zn的含量為0.1%~0.4%，鈦Ti的含量為0.05%~0.3%，其他的材料為金屬鋁Al和極少量雜質(zhì)物(此處公開的含量比僅作為示范而不構(gòu)成限制)。
[0042]另外，在鈍化層39的生成步驟中，因高硅含量的鋁合金容易造成硅的晶向偏析，導(dǎo)致成膜困難而且膜的厚度均勻性也比較差，所以硅Si元素在整個(gè)鋁合金中的含量應(yīng)當(dāng)適宜，例如低于10%甚至低于1.00%,以使鈍化層39更容易生成并提高它的厚度均勻性。
[0043]由于鋁合金是低成本原材料，其硬度及柔韌性均適宜于引線框架的沖切、彎折、成型等需變形的工序，因此適用于大量生產(chǎn)，而且其重量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬銅或鐵鎳材質(zhì)，這為實(shí)際生產(chǎn)帶來了極大的便利，這均是本 申請(qǐng)所帶來的極大優(yōu)勢(shì)。
[0044]以上，通過說明和附圖，給出了【具體實(shí)施方式】和典型實(shí)施例，但這些內(nèi)容并不作為局限。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件的制備方法，提供一包含有多個(gè)芯片安裝單元的引線框架，并且每個(gè)芯片安裝單元至少包含一基座及設(shè)置在基座附近的多個(gè)引腳，其特征在于，包括以下步驟: 在所述基座和引腳各自的表面上均形成一金屬層； 將一芯片粘貼在所述基座的正面； 利用互連結(jié)構(gòu)將設(shè)置所述芯片正面的各焊墊分別相對(duì)應(yīng)地電性連接到至少一部分引腳各自的罪近基座的端部; 形成一至少包覆在基座正面的塑封體，并且該塑封體將所述芯片、互連結(jié)構(gòu)和所述的端部包覆在內(nèi)，其中基座背面帶有的所述金屬層暴露于塑封體之外； 移除所述基座背面的所述金屬層； 在所述基座的背面形成一層鈍化層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括利用濕法刻蝕移除基座背面的金屬層的步驟，并在該步驟中避免引腳延伸到塑封體之外的部分的表面所覆蓋的金屬層接觸刻蝕液以防止其被刻蝕掉。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括利用濕法刻蝕移除基座背面的金屬層的步驟，并在該步驟之前，先在引腳的延伸到塑封體之外的部分的表面上所覆蓋的金屬層上鍍一層抗蝕劑層，用以隔離該部分金屬層和刻蝕液。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在基座的背面形成一層所述的鈍化層之后，在引腳延伸至塑封體之外的部分的表面所覆蓋的金屬層之上再形成一層電鍍層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基座上還連接有一散熱片，在形成所述金屬層的步驟中同時(shí)在散熱片的表面形成有金屬層；以及 在形成所述塑封體的步驟中，所述散熱片未被塑封體包覆在內(nèi)；并且 在移除基座背面的金屬層的同時(shí)還將散熱片表面的金屬層一并移除；以及 在基座背面形成鈍化層的同時(shí)還在散熱片的表面生成一層鈍化層。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述引線框架的材質(zhì)為鋁合金。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述鈍化層是利用鋁合金硬質(zhì)陽極氧化法處理所形成的氧化鋁鈍化層。
8.一種半導(dǎo)體器件的制備方法，提供一包含有多個(gè)芯片安裝單元的引線框架，并且每個(gè)芯片安裝單元至少包含一基座及設(shè)置在基座附近的多個(gè)引腳，其特征在于，包括以下步驟: 在所述基座的除了背面以外的余下表面和所述引腳的表面上形成金屬層； 將一芯片粘貼在所述基座的正面； 利用互連結(jié)構(gòu)將設(shè)置所述芯片正面的各焊墊分別相對(duì)應(yīng)地電性連接到至少一部分引腳各自的罪近基座的端部； 形成一至少包覆在基座正面的塑封體，并且該塑封體同時(shí)將所述芯片、互連結(jié)構(gòu)和各端部包覆在內(nèi)，其中基座背面裸露于塑封體之外； 在所述基座的背面形成一層鈍化層。
9.一種半導(dǎo)體器件的制備方法，所述半導(dǎo)體器件具有承載芯片的基座，并具有一塑封體，用以包覆該芯片和包覆部分基座，其特征在于，包括以下步驟:至少使基座的背面外露于塑封體，并在所述基座的背面形成一層鈍化層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述基座的表面覆蓋有一金屬層，并且基座的底面帶有的所述金屬層外露于塑封體； 其中，在所述基座的背面形成所述的鈍化層之前，還包括先將基座背面的所述金屬層移除的步驟。
11.一種半導(dǎo)體器件，包含一芯片安裝單元并且每個(gè)芯片安裝單元至少包含一基座及設(shè)置在基座附近的多個(gè)引腳，其特征在于，還包括: 形成在所述基座背面的一鈍化層，以及形成在所述基座余下的表面上和所述引腳的表面上的金屬層； 一個(gè)粘貼在所述基座正面的芯片； 多個(gè)將設(shè)置所述芯片正面的各焊墊分別相對(duì)應(yīng)地電性連接到至少一部分引腳的靠近基座的端部的互連結(jié)構(gòu)； 至少包覆在基座正面的一塑封體，所述塑封體還將所述芯片、互連結(jié)構(gòu)和各端部包覆在內(nèi)，其中所述基座背面帶有的所述鈍化層暴露于塑封體之外。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述芯片為一垂直式的功率器件，設(shè)置在所述芯片背面的一背部金屬層通過導(dǎo)電的粘合材料粘貼到基座上；以及 至少一個(gè)引腳直接連接在該基座上，并且連接到基座上的所述引腳的一部分被塑封體包覆在內(nèi)。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述互連結(jié)構(gòu)為金屬片或鍵合引線或帶狀的金屬導(dǎo)電帶。
14.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述基座上還連接有一表面覆蓋有一層鈍化層的散熱片。
15.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述引腳延伸到塑封體之外的部分的表面所形成的金屬層上還鍍有另一層電鍍層。
16.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的芯片安裝單元為鋁合金材質(zhì)，以及所述鈍化層包含氧化鋁。
17.一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件具有承載芯片的基座，以及設(shè)置在基座附近的多個(gè)引腳，粘貼于基座正面的所 述芯片與引腳間形成電性連接關(guān)系，并具有一塑封體，用以包覆各引腳的一部分，以及包覆該芯片和部分基座，其特征在于，至少使基座的背面外露于塑封體，并且所述基座的背面形成有一層鈍化層。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK103887225SQ201210563371
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】薛彥迅, 何約瑟, 丁永平 申請(qǐng)人:萬國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司