[發(fā)明專利]應用在功率半導體元器件中的鋁合金引線框架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110461629.2
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN103187382A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 牛志強;魯明朕;薛彥迅;霍炎;潘華;連國鋒;魯軍;何約瑟
• 申請（專利權）人: 萬國半導體(開曼)股份有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發(fā)明一般涉及一種引線框架，更確切的說，本發(fā)明旨在提供一種應用在功率半導體元器件中的鋁合金引線框架。

背景技術

區(qū)別于球柵整列BGA式的封裝，引線框架Lead-frame已經廣泛引用在功率器件等封裝類型中，因為功耗較大的功類器件通常需要同時具備具有較小的尺寸和具有較好的散熱性能，而金屬材質的引線框架則能很好的滿足這一目的。在現有技術中，絕大多數功率分離器件所使用的引線框架為銅合金或其他金屬合金材質的，在當前已經公開的技術條件下，利用鋁合金材質作為引線框架還很難批量應用于實際生產中。最大的問題在于，鋁合金材料在受到沖切或彎折時容易損壞，所以導致鋁合金材質的引線框架也就容易發(fā)生崩裂或斷折。本領域的技術人員都知道，在半導體封裝行業(yè)中，實質上引線框架在多道工序中都需要進行沖切和實施彎折。

此外，另一個至關重要的因素還在于，鋁合金在空氣環(huán)境中極易氧化，而一旦鋁合金的表面存在著氧化物，就很容易導致芯片無法同鋁合金進行相互之間的電性連接，這些氧化物的清除也會額外增加成本，而這是我們所不期望看到的。為了解決這些問題，美國專利申請US2010/0009500A1公開了一種基于鋁合金材質的引線框架的制造工藝，該申請?zhí)岢隽嗽谝€框架上應用貴金屬作為電鍍層，很顯然，該申請所提出的方案還只能是停留在實驗或理論層面上，因為大量使用貴金屬并不適合大批量的工業(yè)生產也更不容易降低成本。正是鑒于這些棘手的問題，本發(fā)明提出了將鋁合金材料應用在制備引線框架上并利用鋁合金引線框架來實現生產功率器件的方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種利用鋁合金引線框架制備功率半導體元器件的方法，其中，所述引線框架包含多個芯片安裝單元以及包含多個設置在芯片安裝單元周圍的引腳，本發(fā)明所提供的方法主要包括以下步驟：

在所述引線框架的表面依次電鍍第一、第二、第三金屬電鍍層；在芯片安裝單元所包含的芯片粘貼區(qū)的頂面粘貼芯片，并利用多條鍵合引線將設置在芯片正面的多個電極分別電性連接在不同引腳所包含的引腳焊區(qū)上；進行塑封工藝，形成包覆在芯片粘貼區(qū)頂面的并同時還將芯片、鍵合引線以及引腳焊區(qū)包覆的塑封體；在所述引腳所包含的延伸至塑封體之外的外部引腳上進一步電鍍第四金屬電鍍層。

上述的方法，所述第一金屬電鍍層、第二金屬電鍍層和所述第三金屬電鍍層皆不包含貴重金屬電鍍層。所述第一金屬電鍍層為鋅電鍍層，所述第二金屬電鍍層為鎳電鍍層。上述的方法，所述第三金屬電鍍層為銅電鍍層。所述第四金屬電鍍層為錫電鍍層。

上述的方法，所述引線框架中硅含量為0.2％～0.6％，鐵含量為0.3％～0.8％，銅含量為0.1％～0.3％，錳含量為0.1％～1％，鎂含量為0.5％～5％，鉻含量為0.1％～0.5％，鋅含量為0.1％～0.4％，鈦含量為0.05％～0.3％。

上述的方法，所述第一、第二金屬電鍍層和第三金屬電鍍層的總厚度為0.5um～15um。上述的方法，所述第四金屬電鍍層的厚度為5um～15um。上述的方法，所述引線框架的總厚度為T，對引線框架進行沖切所產生沖切角的沖切圓角半徑限制在0.5T～2Tmm。上述的方法，所述引線框架的總厚度為T，對引線框架進行彎折所產生的彎折角的彎折圓角半徑限制在0.5T～3Tmm。

上述的方法，其中，在外部引腳上電鍍形成第四金屬電鍍層的同時，還在所述芯片粘貼區(qū)的底面電鍍有第四金屬電鍍層；并且電鍍在芯片粘貼區(qū)底面的第四金屬電鍍層覆蓋在依次電鍍于芯片粘貼區(qū)底面的第一金屬電鍍層、第二金屬電鍍層和第三金屬電鍍層上，以及電鍍于芯片粘貼區(qū)底面的第四金屬電鍍層外露于所述塑封體之外。

上述的方法，在將引腳、芯片安裝單元從引線框架上切割分離下來后以及將連接在引腳上的連筋切除之后，在引腳上或芯片安裝單元上所形成的切割面均暴露在第一、第二、第三和第四金屬電鍍層之外。

上述的方法，其中，位于所述芯片背面的電極通過導電材料粘合在電鍍于芯片粘貼區(qū)頂面的第三金屬電鍍層上，并且電鍍在芯片粘貼區(qū)頂面的第三金屬電鍍層覆蓋在依次電鍍于芯片粘貼區(qū)頂面的第一金屬電鍍層和第二金屬電鍍層上。上述的方法，其中，所述引腳所在的平面的位置高于所述芯片粘貼區(qū)所在的平面的位置，并且完成第四金屬電鍍層的電鍍之后，所述外部引腳進一步被彎折成型至與所述芯片粘貼區(qū)位于同一平面。

本發(fā)明還提供了一種利用鋁合金引線框架制備的功率半導體元器件，包括：