[實用新型]一種用于MOSFET封裝的引線框架

無效

• 申請號: 200920091302.9
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN201435388Y
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 陳澤亞;鄭香舜;張長明
• 申請（專利權）人: 晶誠(鄭州)科技有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L29/78
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 聶孟民

一、技術領域

本實用新型涉及半導體生產設備，特別是一種用于MOSFET封裝的引線框架。

二、背景技術

近年來，產業的發展、有限的資源及日益嚴重的地球暖化現象，促使節能的觀念逐漸受到重視，為了滿足節能和降低功率損耗的需求，需要有著更高的能源轉換效率，而有著高效的MOSFET器件正被越來越廣泛的應用于汽車、玩具、節能燈及各種電源轉換器等領域。這些器件能降低汽車普遍使用的集成啟動器、發動機和電子動力方向盤等設備的成本，它們將有助于進一步減少熱散發和提升汽車的燃料效能。

圖1是目前用于半導體MOSFET器件封裝的引線框架及其裝配結構實例的平面圖。如圖1所示，芯片2是經過切割加工后的單個POWER?MOSFET器件，通過導熱性良好的導電材料連接(例如銀膠或焊錫料等)焊接在引線框架的基島1上面，芯片2通過金屬導線3、4(如鋁線、金線或銅線)與引線框架的管腳焊線區5連接，然后再將塑封料封膠體以壓模方式(molding)填充于集成電路芯片及引線框架周圍(通常采用具有一定導熱性的塑封料，例如環氧樹脂塑封料：epoxy?molding?compound，EMC)，接著對塑封好的產品成型，去除多余的載體部分，測試完成后便可應用到實際的電路中。此種封裝由于MOSFET本身工作原理的關系，柵極Gate承受的電流較小，常采用較細的金線或銅線4作為連接導線，而作為發射極工作的源極Source要滿足高電壓或大電流輸出，故而常采用多條粗鋁線3作為連接導線焊接。這樣對同一種封裝形式，就需要采用不同的金屬引線，需要根據金屬引線種類選用不同電鍍層的引線框架、焊接工具，而且鋁線機設備本身價格昂貴，如此會造成原材料的浪費和生產成本高。

其次、由于鋁線難以成球，一般為楔形焊接。楔形焊接是通過換能器在超高頻的磁場感應下，迅速伸縮產生彈性振動，使鋼嘴(WEDGE?TOOL)相應振動，同時在鋼嘴上施加一定的壓力，于是鋼嘴在這兩種力的共同作用下，帶動AL絲在被焊區的金屬化層(如AL膜)表面迅速摩擦，使AL絲和AL膜表面產生塑性變形，達到焊接效果。這種形變也破壞了AL層界面的氧化層鋁線，同一芯片多次楔焊后會造成芯片內部暗裂。另外，鋼嘴(WEDGE?TOOL)厚度較大，而管腳焊線區5的面積有限，實際生產中在同一區域多次焊線困難，且易造成虛焊，影響封裝的良率及產品可靠性。

再次，對Power?MOSFET而言，決定其最大功率損耗是由溫度及接觸-包裝外殼間之熱阻所決定，導通時所造成之導通損耗，仍占整體Power?MOSFET損耗的大部份，即：若能夠有效減少熱阻，則Power?MOSFET所能承受之的最大功率損耗就可以獲得提升。因此，最大改進目標就是減少熱阻。各大廠家現仍在致力于降低Power?MOSFET之導通電阻，有些廠家采用在晶圓制造時加厚芯片表面的鍍鋁層厚度或在在封裝工藝焊線制程中加多焊線的數量來將內阻rDS(on)降至最低，但不管采用何種方式，都會大大增加成本。在采用現代化溝道技術的低導通電阻器件中，封裝電阻占器件總體電阻的40％以上。所以，除了改良開發新的Power?MOSFET或工藝技術外，封裝的方式亦扮演著重要的角色。現代工藝中也有采用無線凸起連接(wireless?bumped?connection)，封裝rDS(on)可以降至0.1mΩ以下，但此種封裝不適于有引線框架的封裝。

三、實用新型內容

針對上述情況，為克服現有技術缺陷，本實用新型之目的就是提供一種用于MOSFET封裝的引線框架，可有效解決原材料浪費，生產成本高，芯片質量差，封裝良品率低的問題，其解決的技術方案是，包括有基島、管腳、導線、焊接區、管腳焊線區，基島上裝有芯片槽，芯片槽內的芯片經導線由管腳焊線區同源級框架(Source)管腳相接，芯片槽內的芯片經柵級導線同柵級框架(Gate)管腳相連，芯片槽內的芯片與漏級框架(Drain)管腳相連，芯片槽外有封裝料封膠體，將芯片封裝在封裝槽內，與現有的封裝工藝相比，節省了封裝物料的成本及設備成本，很大程度的提高封裝良率及產品的可靠性。其次提高了產品的散熱能力，降低了驅動電路的工作溫度，由于將引線框架(lead?frame)的管腳直接連接到POWER?MOSFET芯片的的SOURCE極的表面，降低了封裝內阻rDS(on)。能大幅度減少在焊接點及接觸點的電阻、更好的減少了封裝工藝中結點至外殼的熱阻，導通電阻大幅地減少了導通損耗，提高了應用電路的功率密度，因此，具有結構簡單、新穎，節省材料，制造成本低，易操作使用，成品率高，是MOSFET封裝的引線框架上的創新。