半導(dǎo)體器件引線框架的制作方法
【專利摘要】對于所謂的薄膜輔助成型(FAM)器件處理技術(shù)，本發(fā)明提供了半導(dǎo)體器件的引線框架，包括基座部分和連接引線?；糠峙渲脼樵O(shè)置半導(dǎo)體管芯。連接引線包括水平部分，用于外部連接；以及具有角度的部分，用于連接半導(dǎo)體管芯。其中具有角度的部分具有相對于基座部分的正角度。連接引線可包括收容部分。
【專利說明】半導(dǎo)體器件引線框架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的引線框架。特別地，該半導(dǎo)體器件可以是射頻(Rad1Frequency, RF)器件,如射頻放大器。該引線框架可以適用于膜輔助成型(FilmAssistedMoulding, FAM)技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體封裝或密封典型地由一個或多個金屬、塑料、玻璃或陶瓷材料形成，它們被裝配用于收容一個或多個半導(dǎo)體管芯。這種封裝可以為管芯提供免受影響和侵蝕的保護，并耗散管芯所產(chǎn)生的熱量。
[0003]在射頻領(lǐng)域，半電子器件，例如射頻功率放大器器件領(lǐng)域，有必要利用射頻隔離來減小信道之間的信號串擾和在金屬器件中可能感生的射頻回波電流。射頻隔離還可以保持放大信號的完整性，并減小信號測量的不確定性。
[0004]射頻技術(shù)器件封裝，已知的有例如陶瓷銅焊封裝結(jié)構(gòu)或液晶聚合物(LiquidCrystal Polymer, LCP)封裝結(jié)構(gòu)，可以提供良好的射頻隔離和電磁傳導(dǎo)。然而，這些封裝結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本較高。
[0005]通常認為，塑料合成物空腔模制封裝是陶瓷或LCP封裝的較為經(jīng)濟的替代。然而，在半導(dǎo)體器件上應(yīng)用塑料模制合成物密封時，可許多挑戰(zhàn)。最值得注意的是減小和控制所謂的模閃(Mould Flashing，也稱為模漫或模滲)，以露出金屬的浮制引線，從而額外的電連接例如打線焊可以自模合成物中露出。其他諸如射頻半導(dǎo)體器件和高壓MOSFET器件是有名的高發(fā)熱器件，也可能限制塑料模制合成物密封和模制技術(shù)的應(yīng)用。這是由于存在潛在的由于熔化導(dǎo)致對密封體的損害。
[0006]請參考圖1，引線框的引線10是浮置的。該名詞“浮置引線”指的是在模制前，弓丨線被保持于(或浮于)器件封裝的基座12上的情況。該引線稱為“浮置”是因為其既不直接接觸基座12、也不由基座12支撐。在模制過程中，引線的一端被鉗制在位于引線的連筋端(未示出)的模制機器中。在模制過程之后，其將會由固化的模制合成物機械支撐，如以下所述。
[0007]封裝的基座12典型地由金屬材料形成，其作用是供半導(dǎo)體管芯設(shè)置于其上(圖1中未示出)。基座12還可以作為半導(dǎo)體器件管芯的散熱器，并可以通過與半導(dǎo)體管芯之間的適當?shù)膶?dǎo)電接觸來提供額外的電連接，例如器件管芯的背部接點連接到基座。
[0008]如圖2所示，后續(xù)的密封注塑的合成物16將基座12與引線10隔離開來，如上所述，當固化時，為基座12上方的引線提供機械支撐。亦如前所述的，模制技術(shù)可能的結(jié)果是會發(fā)生一些模閃。通過最小化模閃，可以保持引線的一部分(由圖中13所示)露出模制合成物16，從而使得引線10可以通過適當?shù)拇蚓€焊技術(shù)連接到半導(dǎo)體管芯14上，其中半導(dǎo)體管芯14在器件封裝過程的后續(xù)工序中被設(shè)置在基座12上。
[0009]一種已知的模制或者密封器件是膜輔助成型(FAM)。FAM是一種所謂的轉(zhuǎn)印模制技術(shù)，其在模制過程中使用塑料薄膜，意圖在模制過程中阻止液態(tài)的模制合成物到達器件的特定區(qū)域，例如將要進行打線焊的引線的部分。其他已知的模制的技術(shù)包括熱壓技術(shù)，其不涉及利用薄膜阻止液態(tài)模制合成物到達器件的特定區(qū)域的使用。
[0010]圖3和圖4概括地示出了一種已知的FAM的示例性結(jié)構(gòu)，其中，薄膜34、36置于引線10、基座12以及一個或多個半導(dǎo)體管芯14上，所述一個或多個半導(dǎo)體管芯14可設(shè)置于基座12上。在該示例中示出了兩種薄膜，包括用在模頂部30的第一薄膜34，以及用在模底部32的第二薄膜36。在FAM過程中，模的頂部30和底部32部分包圍基座12、引線10和器件管芯14而閉合。隨后，向薄膜施加壓力和熱量，從而其在基座12、引線10以及器件管芯14周圍封合。
[0011]通過這種方式來封合薄膜，可以在器件管芯14周圍形成一個空間38 (或空腔)。通過向薄膜施加壓力和熱量，薄膜封合在基座12上，從而管芯14可被保護免受在后續(xù)模制過程中引用的模制合成物的污染。在圖3中，為了清楚說明的作用，第一空腔38相對于其他特征的尺寸被進行了放大。在引線10的頂部和底部，在引線與基座重合的地方，以及在引線與基座12之間，還形成了第二組空腔37 (模腔)。在模制的后續(xù)過程中，模制合成物將會被注入模腔37，從而將引線10與基座12之間電隔離。一旦模制合成物固化，它將會將引線10機械支撐在基座12上，從而器件可以由模制機器釋放。
[0012]一旦薄膜就位，轉(zhuǎn)移模制過程即行開始。通常而言，模制過程涉及:液態(tài)的模制材料被壓入密閉的模腔37，并在頂部和底部散熱鉗35、39的作用下保持于溫度與壓力之中，如圖4所示，直至模制材料固化。模具隨后打開，卸出密封完成的器件，以提供進一步的器件處理，例如模閃去除以及打線焊。
[0013]薄膜輔助成型提供了許多相較于其他轉(zhuǎn)移模制技術(shù)和已知的熱壓技術(shù)的優(yōu)點。這些優(yōu)點包括:封閉完成的產(chǎn)品易于從模具中取出，以及保護表面(例如半導(dǎo)體器件管芯和/或后續(xù)打線焊用的引線)與模制合成物相隔離。
[0014]然而，欲使得該過程有效，必須壓制薄膜，從而其可以封合以防止模閃，即合成物溢出模腔，特別是到達浮置引線上。通過散熱鉗35、39從器件的頂部和底部如圖4所述的將薄膜壓制到欲保護的表面上，可以實現(xiàn)該封合。同樣是在模制過程中，當管芯已經(jīng)到位時，有必要將器件管芯與模制過程、模制合成物相隔離，從而管芯可以不被密封，以允許管芯在模制后被打線焊至引線上。
[0015]由于浮置引線的特性，在模制過程中，利用散熱鉗可能難以施加足夠的封合壓力，這是因為引線是浮置的，并不被基座12所支撐。引線不被基座支撐的原因是因為有必要將引線與基座之間電隔離。在FAM過程中，則需要向薄膜施加壓力，以防止合成物溢出。然而，若施加的壓力過大，會使得引線向下產(chǎn)生變形，形成具有下斜角度(趨向基座12)的引線框架表面。該向下的變形會導(dǎo)致模制過程結(jié)束后，難以將引線框架焊合到器件上。
[0016]在半導(dǎo)體器件引線上的模閃(或聚合物溢出)對于器件制造商來說是一個主要的問題，因為這會顯著地降低引線的焊接性能，特別地對于表面貼裝器件來說，溢出可以導(dǎo)致與印刷電路板(PCB)之間的不對齊，從而導(dǎo)致器件在PCB表面的傾斜。進一步地，由于器件貼裝過程中的振動，模閃物在將器件貼裝到PCB上時可能掉落。掉落的模閃物可能掉在PCB上可焊接區(qū)域，并導(dǎo)致器件僅部分或未被焊接，從而也會導(dǎo)致PCB上的封裝體傾斜。
[0017]對于模閃(或聚合物溢出)的一種解決措施就是在模制過程結(jié)束以后簡單地從引線上去除不需要的聚合物材料。從引線上去除聚合物溢出的方法可以是化學(xué)的化學(xué)刻蝕，或機械刻蝕。然而，此類的去除方法會引入一步多余的處理步驟，進而增加了器件生產(chǎn)的時間和成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明提供一種用于半導(dǎo)體器件的引線框架，其減小或克服了以上提及的至少一個問題。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于利用薄膜輔助成型制造的半導(dǎo)體器件的引線框架。該引線框架包括基座部分和連接引線。其中基座部分包括頂部表面，配置為設(shè)置一個或多個半導(dǎo)體器件管芯。其中連接引線包括相對于基座部分的頂部表面水平地設(shè)置的部分，用于外部連接；以及包括具有角度的尖端部分，用于連接至半導(dǎo)體管芯。其中具有角度的尖端部分配置為在半導(dǎo)體器件模制過程中與薄膜封合。
[0020]在薄膜輔助成型過程中，該半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以抵制薄膜而形成封合，從而阻止向引線的模溢或模閃。
[0021]具有角度的部分可以在其周緣或邊緣包括收容部分。其中收容部分可以充當收集任何在模制過程中溢出的模制合成物的容蓄，以阻止任何模制合成物溢出至引線上。收容部分還可以使薄膜局部變形，從而在半導(dǎo)體器件的制造過程中，薄膜收容于收容部分，以形成防止模溢或模閃的改善的封合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]以下將結(jié)合附圖對于本發(fā)明的實施方式進行進一步描述。
[0023]圖1所不的是一種浮直引線和基座的不意圖；
[0024]圖2是密封于模制合成物中的浮置引線和基座的截面示意圖；
[0025]圖3是應(yīng)用于FAM結(jié)構(gòu)的薄膜的截面示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明一種實施方式的FAM結(jié)構(gòu)截面示意圖；
[0027]圖5是一種實施方式的浮置引線和基座的截面不意圖；
[0028]圖6a是一種實施方式的浮置引線的平面示圖；
[0029]圖6b是一種實施方式的浮置引線的截面示意；以及
[0030]圖6c是一種實施方式的浮置引線的截面示意。

【具體實施方式】
[0031 ] 在附圖和以下的說明中，相同的標記指代的是相同的特征。
[0032]在圖1、2、3、4所示的已知的結(jié)構(gòu)中，引線10可以設(shè)置為大體上相對于基座12平行，從而基座與引線之間的角度大體上為O。此處所述的大體上平行，意思是指根據(jù)目前的引線框架的制造容限，在水平O度附近有±1度的偏差。水平O度由基座12的頂部表面限定，器件管芯14即設(shè)置于其上。
[0033]相對于基座而言大體上平行的引線10可能會導(dǎo)致引線10上有過多的模制合成物溢出。進一步地，引線向基座12的傾斜(換言之，即相對于基座的負角度)將增加引線10上溢出模制合成物的風險，因為薄膜將不會接觸到引線10的端部，并使引線與薄膜封合。
[0034]然而，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，如圖5所示，引線10可以設(shè)置為提供一種改進的免受模制合成物溢出污染的封合。
[0035]如圖5所示，引線10的尖部11相對于基座12來言具有正角度Θ。在這種情況下，尖部11相對于用來貼裝半導(dǎo)體管芯14的基座12的表面而言也有一個正角度。尖部11可以與基座12部分重合，并具有距離X。該距離X可以是在0.5毫米至1.2毫米之間，典型地為I毫米。如果距離X增大，在連筋(圖未示)上的鉗制點將會進一步遠離尖部11。連筋與引線尖部之間的距離增加會使得引線變得不牢固，進而尖部抵制薄膜的力會變小，導(dǎo)致溢出或模閃的風險增大。引線的余下部分(亦即，非尖部的部分)大體上平行于前述的基座12的用于設(shè)置半導(dǎo)體管芯的表面。
[0036]在圖5中，該正角度Θ可以是4度±1度。引線10的該正角度可以在3度至10度之間。通過將引線10的尖部設(shè)置為這樣的角度，可以減少模制合成物的溢出。這是由于尖部抵制壓迫薄膜的力大于不設(shè)置該角度時的情況。
[0037]從而，在模制過程中，由于引線的尖部存在正角度，該尖部可以被壓入薄膜中，形成改善的封合，從而阻止薄膜與引線表面之間的溢出。
[0038]引線的厚度可以是在0.2毫米至0.5毫米之間(容差為±0.008毫米)。引線10的厚度可以選擇性設(shè)置，從而在模制過程中，尖部可以產(chǎn)生形變而使得在后續(xù)模制過程中，尖部大體上相對于基座12的用于設(shè)置半導(dǎo)體管芯14的表面而言是水平的。
[0039]雖然在該過程中引線大體上是水平的，在引線上還可能遺留尾彎曲痕跡。該痕跡是由于金屬的引線如前所述地設(shè)置了一個所需的正角度Θ，并隨后在模制過程中產(chǎn)生了變形，以變得大體上是平的。這種痕跡是常見的。
[0040]引線的厚度應(yīng)當使其足夠牢固以產(chǎn)生引線與薄膜之間的封合。如果引線的厚度太薄到小于0.2毫米，則引線的牢固度會降低，進而由頂部散熱鉗35所產(chǎn)生的相對壓力會導(dǎo)致引線變形且不形成封合，這將會導(dǎo)致引線與薄膜之間的溢出。在本發(fā)明中，相對壓力指的是當薄膜壓在引線上時，引線所反應(yīng)的向薄膜的壓力。
[0041]上述所述的情況是關(guān)于基座在模制過程以前已經(jīng)在位。然而，應(yīng)當知道的是，在模制過程中也可以模制形成塑料基底，其后器件管芯14可以貼裝于其上，以用于后續(xù)與引線10的打線焊。
[0042]上述結(jié)構(gòu)可以典型地用于MEMS壓力傳感器。在彼種情況下，半導(dǎo)體管芯在模制過程之后貼裝在模制的基座上。
[0043]請參考圖6a至圖6c，引線10也可以包括收容部分60，收容部分60可以是凹槽、溝槽或階梯，其沿著引線10的邊緣部分延伸，接近于基座12的將要放置半導(dǎo)體管芯14的部分，該半導(dǎo)體管芯14將會電連接到引線。亦即，引線10的邊緣部分，面向貼裝的半導(dǎo)體管芯。如圖6a所示，收容部分60面向半導(dǎo)體管芯14而在引線的邊緣延伸。收容部分60也可以部分地沿著引線10的面向半導(dǎo)體管芯14的邊緣部分延伸。
[0044]由于收容部分60的梯狀或凹槽狀特性，收容部分可以包括額外的邊緣61，其由階梯或凹槽形成。收容部分的邊緣61可以用于在FAM過程中接觸薄膜34，以引起薄膜34的在收容部分60處的局部變形。薄膜的這種局部變形會形成薄膜34的一個阻擋物，以阻止模制合成物溢出到引線10的那些應(yīng)當被保護免受模制合成物污染的區(qū)域。
[0045]如圖6b所示，收容部分可以是引線上的一個凹槽或溝槽。薄膜34可以被局部變形進入收容部分60，形成對于模制合成物流動的阻擋。類似的，在圖6c中所示的收容部分可以是引線的階梯狀結(jié)構(gòu)。類似地，如圖6b所示的例子，該階梯狀結(jié)構(gòu)引起薄膜被局部變形進入收容部分，形成對于模制合成物流動的阻擋。
[0046]該收容部分還可以充當模制過程中溢出的模制合成物的容蓄，以阻止模制合成物溢出到引線上。
[0047]該收容部分可以通過任何合適的過程形成在金屬的引線上，例如通過沖壓或鑄壓，或機械或化學(xué)蝕刻。
[0048]盡管圖6a至圖6c沒有示出引線10的具有角度的尖端部分，應(yīng)當理解的是該具有角度的尖部可以與該收容部分結(jié)合應(yīng)用。
[0049]本發(fā)明的諸多方面在權(quán)利要求中進行了定義。任何對于獨立和/或從屬權(quán)利要求中的技術(shù)特征的結(jié)合都是可能的，并不需要明確在權(quán)利要求中說明。
[0050]本發(fā)明包括了明示或暗示的諸多新穎的特征或特征組合,其范圍或其泛化范圍無關(guān)乎其是否與權(quán)利要求中的技術(shù)方案相關(guān)，亦無關(guān)乎其減輕或解決了本發(fā)明所提出的任何或全部問題。 申請人:謹此說明，在本申請或其他派生的申請的后續(xù)過程中，可由上述的技術(shù)特征及/或其集合形成為新的權(quán)利要求。特別地，對于本發(fā)明的權(quán)利要求，獨立權(quán)利要求中的特征可以與從屬權(quán)利要求中的特征相結(jié)合；從屬權(quán)利要求中的特征可以以任何合適的方式結(jié)合，并不一定如權(quán)利要求書中所記述的特定組合方式。
[0051]本申請上下文所述的各實施方式中的技術(shù)特征也可以在單一實施方式中組成其集合。反之亦然，為簡化說明而在某一實施方式中描述的各個技術(shù)方案也可以分開形成為任意合適的單一實施方式或子集組合。
[0052]出于完整性， 申請人:同時說明，本申請中所述“包括”并不排除其他元件或步驟；所述“一”或“一個”并不排除多個；可以由一個處理器或其他單元來完成權(quán)利要求中記述的多個裝置的功能，且權(quán)利要求中的參考標記不應(yīng)當被理解為限制本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。在權(quán)利要求中，置于括弧中的參考標號不應(yīng)理解為構(gòu)成權(quán)利要求的限制范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于利用薄膜輔助成型制造的半導(dǎo)體器件的引線框架，其特征在于，該引線框架包括:基座部分，以及連接引線； 其中基座部分包括頂部表面，配置為設(shè)置一個或多個半導(dǎo)體器件管芯； 其中連接引線包括相對于基座部分的頂部表面水平地設(shè)置的部分，用于外部連接；以及包括具有角度的尖端部分，用于連接至半導(dǎo)體管芯；以及 其中具有角度的尖端部分配置為在半導(dǎo)體器件模制過程中與薄膜封合。
2.如權(quán)利要求1所述的引線框架，其特征在于:具有角度的尖端部分配置為彈性地偏向薄膜。
3.如權(quán)利要求2所述的引線框架，其特征在于:具有角度的尖端部分相對于基座部分的頂部表面具有正角度3至5度。
4.如權(quán)利要求3所述的引線框架，其特征在于:正角度為4度。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的引線框架，其特征在于:連接引線為浮置引線。
6.如權(quán)利要求5所述的引線框架，其特征在于:浮置引線物理上與基座相隔離。
7.如權(quán)利要求1所述的引線框架，其特征在于:薄膜為薄膜輔助成型中所使用的薄膜的頂部部分。
8.如權(quán)利要求1所述的引線框架，其特征在于:具有角度的尖端部分與基座部分大體上疊置。
9.如權(quán)利要求1所述的引線框架，其特征在于:具有角度的尖端部分配置為，在模制后大體上相對于基座部分為水平。
10.如權(quán)利要求9所述的引線框架，其特征在于:連接引線的厚度在0.2毫米至0.5毫米。
11.如在先任一項權(quán)利要求所述的引線框架，其特征在于:半導(dǎo)體器件為射頻器件。
12.如權(quán)利要求11所述的引線框架，其特征在于:射頻器件為放大器器件。
13.如在先任一項權(quán)利要求所述的引線框架，其特征在于:具有角度的尖端部分的邊緣包括收容部分。
14.如權(quán)利要求13所述的引線框架，其特征在于:收容部分為階梯部分或凹槽部分。
15.如權(quán)利要求14所述的引線框架，其特征在于:收容部分配置為在制造半導(dǎo)體器件時使薄膜局部變形。
【文檔編號】H01L23/495GK104517926SQ201410490474
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】弗雷克·E·范斯坦騰, 杰里米·喬伊·蒙塔爾博·因科米奧, 埃爾伯塔斯·雷杰斯 申請人:恩智浦有限公司