[發明專利]具有防止脫層的引線框架特征的經封裝半導體裝置

有效

• 申請號: 201680005219.8
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN107408549B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 魏·芬·蘇安·林;漢孟@尤金·李·李;阿尼斯·福齊·賓·阿卜杜勒·阿齊茲
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495
• 代理公司: 11287 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 林斯凱

在所描述的實例中，一種半導體裝置具有引線框架，所述引線框架具有第一墊表面(401a)及平行的第二墊表面，以及組裝墊(410)，其由包含從所述第一墊表面(401a)通到所述第二墊表面的穿通孔(420)的兩個相對側限界。另一墊側包含位于所述墊表面之間的一或多個伸長窗(421)。所述第二墊表面包含凹槽。所述引線框架進一步具有引線(430)，其具有通過凹痕(431)形成堞形的對置伸長側。可接合金屬層(440)被局限到環繞接合點的局部區域。半導體芯片(450)附接到所述墊(410)且線接合(460)到所述接合點。封裝(470)囊封所述芯片(450)、線、墊(410)及引線(430)部分，并通過填充所述穿通孔(420)、窗(421)、凹槽及凹痕(431)而將所述引線框架固定到所述封裝(470)中。

技術領域

本發明一般來說涉及半導體裝置及工藝，且更明確地說，涉及具有用于防止經封裝半導體裝置的脫層的機械及金屬特征的引線框架的結構及制作方法。

背景技術

經塑料封裝半導體裝置的濕氣誘發故障已觀察及研究了許多年。舉例來說，由基于環氧樹脂的模制化合物制成的塑料封裝可在大約1天的時間周期內被離散水分子穿透。然而，只要封裝內塑料化合物與裝置組件(半導體芯片、金屬引線框架等)之間存在良好粘合，此穿透就不會導致問題狀況，且所穿透的水分子無法積累而在游離表面上形成水膜。

相比來說，當發生某種界面脫層且已能夠形成水膜時，溫度快速上升可使水氣化，并在組件與封裝材料之間引發膨脹的內部壓力。所述膨脹壓力可高的足以使薄點處的塑料材料鼓凸并最終導致封裝破裂。舉例來說，當加熱經封裝裝置以便使裝置焊料球回流而將裝置附接到板時，溫度可快速上升超過水沸點。文字上來說，蒸汽壓力造成的局部封裝破裂的現象稱為爆米花效應。

已嘗試各種方法來增強裝置組件之間的粘合并防止脫層及破裂。所述努力包含以化學方式將模制化合物提純；活化金屬表面，例如剛好在模制過程之前通過等離子體來進行；通過將基底金屬氧化或通過沉積特殊金屬層(例如，粗錫)來增強引線框架金屬與聚合化合物的親和力；壓制所述引線框架以便形成用于將塑料與金屬表面互鎖的凹坑及其它三維表面特征及粗糙度。然而，所有這些努力僅取得了部分且有限制的成功。

發明內容

在所描述的實例中，一種半導體裝置具有引線框架，所述引線框架具有第一墊表面及平行的第二墊表面，以及組裝墊，其由包含從所述第一墊表面通到所述第二墊表面的穿通孔的兩個相對側限界。另一墊側包含位于所述墊表面之間的一或多個伸長窗。所述第二墊表面包含凹槽。所述引線框架進一步具有引線，其具有通過凹痕形成堞形的對置伸長側。可接合金屬層被局限到環繞接合點的局部區域。半導體芯片附接到所述墊且線接合到所述接合點。封裝囊封所述芯片、線、墊及引線部分，并通過填充所述穿通孔、窗、凹槽及凹痕而將所述引線框架固定到所述封裝中。

附圖說明

圖1展示根據實例性實施例的引線框架條帶的透視圖，所述條帶具有多個裝置位點。

圖2描繪圖1中的引線框架條帶的離散裝置位點的一部分的透視俯視圖，以詳述實施例。

圖3圖解說明圖2的離散裝置位點的透視仰視圖。

圖4展示圖1的引線框架條帶的離散裝置位點的透視俯視圖，其中半導體芯片組裝在墊上且經線接合。以虛線描繪封裝的輪廓。

圖5圖解說明在將經組裝裝置囊封在封裝中且給未囊封條帶部分電鍍金屬層的過程之后的圖1的引線框架條帶的透視圖。

圖6描繪形成有引線的經封裝且經修整裝置的透視圖。

具體實施方式

熱固性化合物的聚合過程或分子交聯導致聚合材料的體積收縮。因此，經聚合材料在由熱固性化合物圍封的主體上施加向內引導的壓力。在經塑料囊封的半導體產品中，此效應在具有經組裝半導體芯片的經圍封墊上導致向內引導的力。