一種半導體器件封裝引線框架的製作方法

2023-10-04 22:11:29

一種半導體器件封裝引線框架的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種半導體器件封裝引線框架，包括框架本體區、載片基島區和引腳區；框架本體區與載片基島區相連，引腳區包括第一引腳、第二引腳和第三引腳，第二引腳位於第一引腳和第三引腳中間，頂端設置有與載片基島區相連的第二引腳包封區，第一引腳頂部設置有第一鍵合區，第三引腳頂部設置有第二鍵合區；本實用新型將第二引腳包封區向第一鍵合區一側偏移，第二鍵合區向第二引腳包封區方向擴展，使得第二鍵合區面積有效地增大，在第二鍵合區表面能夠鍵合的源極金屬引線的數量和線徑就能有效增加，增加了器件的最大熔斷電流能力，充分發揮出了晶片的電流能力，提升了器件的性能。
【專利說明】一種半導體器件封裝引線框架
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及作為半導體晶片載體的封裝引線框架，是一種藉助於鍵合材料實現晶片內部電路引出端與外引線的電氣連接並形成電氣迴路的結構件，是電子信息產業的基礎材料。
【背景技術】
[0002]封裝引線框架是封裝半導體晶片時提供機械支撐、電學通路和散熱通道的一種金屬框架，它通常包括框架本體區、載片基島區和引腳區三個部分，其中載片基島區是粘附裝載晶片的平臺，並提供晶片到線路板的電及熱通道，引腳區是連接晶片到PCB電路板的電學通路，引腳區內的每支引腳都會對應連接於晶片的輸入端與輸出端。
[0003]當需要較大電流和功率的MOSFET分立器件時，目前普遍採用的封裝種類包括T0-247、T0-3P、T0-220、T0-263等這類具有較小熱阻的封裝外形，由於MOSFET是三端器件，因此又多以三支引腳的T0-220-3L、T0-263-3L為主。如圖1所示，為現有傳統的T0-220-3L單個引線框架，所述引線框架包含框架本體區、載片基島區和引腳區，所述引腳區包括第一引腳、第二引腳和第三引腳，所述第二引腳位於第一引腳和第三引腳中間並且頂端連接於載片基島區，所述第二引腳在豎直方向位於引線框架的中軸線上，所述第一引腳頂部設置有第一鍵合區，所述第三引腳頂部設置有第二鍵合區，所述第二鍵合區的面積大於第一鍵合區的面積。
[0004]以目前使用最為廣泛的VDM0SFET(垂直雙擴散金屬氧化場效應電晶體)為例，如圖2所示，把VDM0SFET晶片粘附裝載於封裝引線框架的載片基島區表面，所述晶片背面的漏極就與第二引腳電學相連，第二引腳從而成為晶片漏極引出引腳；晶片正面的柵極通過一根柵極金屬引線與第一鍵合區相連，第一引腳從而成為晶片的柵極引出引腳；晶片正面的源極通過多根源極金屬引線與第二鍵合區相連，第三引腳從而成為晶片的源極引出引腳。由於第二引腳位於載片基島區中間正下方，因此，第三引腳頂部的第二鍵合區無法向第二引腳一側擴展，使得第二鍵合區的面積受到限制，這樣在第二鍵合區表面能夠鍵合的源極金屬引線的線徑與根數就會受到限制，源極金屬引線線徑越細、根數越少，則MOSFET器件的最大漏源熔斷電流也會越小，從而限制了器件流通大電流的能力，尤其當晶片本身具備的電流能力強於封裝鍵合引線的最大熔斷電流能力時，器件最終的電流能力會嚴重受限於封裝。若要充分發揮晶片的電流能力，就需要有效地增加源極金屬引線的數量，這樣，第二鍵合區的面積如何擴大就成為了關鍵。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種改進的半導體器件封裝引線框架，其用於鍵合源極金屬引線的引線鍵合區相較於傳統引線框架結構具有更大的面積，從而可以有效地增加源極金屬引線的鍵合數量和線徑，提升源極金屬引線的最大熔斷電流能力，確保MOSFET晶片的電流能力得到充分發揮。[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]—種半導體封裝引線框架，包括框架本體區、載片基島區和引腳區，所述框架本體區與載片基島區相連，所述引腳區包括第一引腳、第二引腳和第三引腳，所述第二引腳位於第一引腳和第三引腳中間，並且頂端與載片基島區相連，所述第一引腳頂部設置有第一鍵合區，所述第三引腳頂部設置有第二鍵合區；
[0008]所述第二引腳頂部設置有第二引腳包封區，所述第二引腳包封區在沿著第二引腳豎直向下的方向上具有第二垂直高度，所述第一鍵合區在第一引腳豎直向下的方向上具有第一垂直高度，所述第二鍵合區在第三引腳豎直向下的方向上具有第三垂直高度，所述第二垂直高度與第三垂直高度的比值範圍為0.5至2.0 ;
[0009]所述第二引腳包封區具有第二引腳第一側邊和第二引腳第二側邊，第二引腳第一側邊靠近第一鍵合區，第二引腳第二側邊靠近第二鍵合區；所述載片基島區具有基島區第一側邊和基島區第二側邊，基島區第一側邊靠近第一鍵合區，基島區第二側邊靠近第二鍵合區；在同一水平位置上，第二引腳第一側邊距離基島區第一側邊的垂直距離為第一距離，第二引腳第二側邊距離基島區第二側邊的垂直距離為第二距離，所述第一距離小於或等於第二距離；
[0010]所述第二鍵合區的面積大於第一鍵合區的面積。
[0011]其進一步的技術方案為:所述第二引腳第一側邊與第二引腳第二側邊的形狀包括線段或曲線；
[0012]其進一步的技術方案為:所述基島區第一側邊與基島區第二側邊相互平行；
[0013]其進一步的技術方案為:所述第二引腳包封區與載片基島區相連，所述第一鍵合區和第二鍵合區與載片基島區不相連。
[0014]其進一步的技術方案為:所述第一垂直高度與第三垂直高度的比值範圍為0.7至1.6。
[0015]本實用新型有益的技術效果是:
[0016]本實用新型中第一距離小於第二距離，這樣使得相較於現有傳統型引線框架中第二引腳包封區位於載片基島區中軸線正下方，本實用新型中的第二引腳包封區則向第一鍵合區一側偏移，第二鍵合區這樣就可以同時向第二引腳包封區方向擴展，使得第二鍵合區面積有效地增大，在第二鍵合區表面能夠鍵合的源極金屬引線的數量和線徑就能有效增力口，從而增加了器件的最大熔斷電流能力，充分發揮出了晶片的電流能力，提升了器件的性倉泛。
[0017]本實用新型結構的引線框架廣泛適用於具有三支引腳的T0-247、T0-3P、T0-220、T0-263、T0-252等直插類型或貼片類型的封裝種類。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是現有T0-220-3L封裝弓I線框架示意圖。
[0019]圖2是裝載有VDM0SFET晶片的現有T0-220-3L封裝弓丨線框架示意圖。
[0020]圖3是本實用新型實施例T0-220-3L封裝弓I線框架示意圖。
[0021]圖4是本實用新型實施例裝載有VDM0SFET晶片的T0-220-3L封裝引線框架示意圖。[0022]附圖標記說明:1、框架本體區；2、載片基島區；3、引腳區；31、第一鍵合區；32、第二鍵合區;301、第一引腳;302、第二引腳;303、第三引腳;41、柵極；42、源極；43、漏極；401柵極金屬引線；402，源極金屬引線；2-1、載片基島區第一側邊'2-2 ;載片基島區第二側邊；302-1、第二引腳第一側邊；302-2、第二引腳第二側邊；302-3、第二引腳包封區。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0024]如圖3、圖4所示，以T0-220-3L封裝引線框架裝載鍵合VDM0SFET晶片為例，所述封裝引線框架包括位於其頂部的框架本體區、中部的載片基島區和下部的引腳區，所述載片基島區上粘附裝載有VDM0SFET晶片，所述VDM0SFET晶片的背面設置有漏極，正面設置有柵極和源極，所述VDM0SFET的漏極與載片基島區電學相連。
[0025]所述引腳區包括第一引腳、第二引腳和第三引腳，所述第二引腳位於第一引腳與第三引腳中間，並且頂端與載片基島區相連接。所述第一引腳頂部設置有第一鍵合區，所述第一鍵合區在豎直方向上的高度為a毫米，在所述第一鍵合區與晶片柵極之間通過鍵合I根5mil的金屬鋁絲將柵極從第一引腳電學引出。所述第三引腳頂部設置有第二鍵合區，所述第二鍵合區在豎直方向上的高度為b毫米，在所述第二鍵合區與晶片源極之間通過鍵合4根20mil的金屬鋁絲將源極從第三引腳電學引出，所述第二鍵合區的面積大於第一鍵合區的面積。所述第二引腳頂部設置有第二引腳包封區，所述第二引腳包封區在豎直方向上的高度為c毫米。在圖3的實施例中，a、b的數值相等，而c稍大。在其他實施例中，c:b的比值可在0.5至2.0範圍內浮動，a:b的比值可在0.7至1.6範圍內浮動。
[0026]所述第二引腳包封區靠近第一鍵合區一側的第一側邊距離載片基島區靠近第一鍵合區一側的第一側邊的垂直距離為m毫米，定義為第一距離；在同一水平位置上，所述第二引腳包封區靠近第二鍵合區一側的第二側邊距離載片基島區靠近第二鍵合區一側的第二側邊的垂直距離為η毫米，定義為第二距離。在圖4的實施例中，m小於η。在極限情況下，例如在圖4中，當m、η的測量水平位置移動到第一側邊和第二側邊的最下方時，m等於η。但是需保證在絕大多數水平位置上，m都是小於η的。
[0027]由於在絕大多數水平位置上m小於η，所以第二鍵合區可以充分的向第二引腳包封區方向來擴展，使得第二鍵合區的面積相較於原有傳統結構中的面積得以有效地增大，這樣在第二鍵合區表面能夠鍵合的源極金屬弓I線的線徑和數量可以有效地增加，原有傳統T0-220-3L引線框架第二鍵合區上只能鍵合3根20mil的鋁絲，本實用新型結構中第二鍵合區的面積增加了 30 %，可以鍵合4根20mi I的鋁絲，使得器件最終的最大熔斷電流能力提升為原有的1.3倍，顯著地增加了器件的性能。
[0028]本實用新型結構適宜於這類具有三支引腳的封裝類型引線框架，具體包括直插類型的 T0-247、T0-3P、T0-220、T0-251 等和貼片類型的 T0-263、T0-252 等。
[0029]以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型不限於以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種半導體器件封裝引線框架，包括框架本體區、載片基島區和引腳區，所述框架本體區與載片基島區相連，所述引腳區包括第一引腳、第二引腳和第三引腳，所述第二引腳位於第一引腳和第三引腳中間，並且頂端與載片基島區相連，所述第一引腳頂部設置有第一鍵合區，所述第三引腳頂部設置有第二鍵合區，其特徵在於: 所述第二引腳頂部設置有第二引腳包封區，所述第二引腳包封區在沿著第二引腳豎直向下的方向上具有第二垂直高度，所述第一鍵合區在第一引腳豎直向下的方向上具有第一垂直高度，所述第二鍵合區在第三引腳豎直向下的方向上具有第三垂直高度，所述第二垂直高度與第三垂直高度的比值範圍為0.5至2.0 ; 所述第二引腳包封區具有第二引腳第一側邊和第二引腳第二側邊，第二引腳第一側邊靠近第一鍵合區，第二引腳第二側邊靠近第二鍵合區；所述載片基島區具有基島區第一側邊和基島區第二側邊，基島區第一側邊靠近第一鍵合區，基島區第二側邊靠近第二鍵合區；在同一水平位置上，第二引腳第一側邊距離基島區第一側邊的垂直距離為第一距離，第二引腳第二側邊距離基島區第二側邊的垂直距離為第二距離，所述第一距離小於或等於第二距離； 所述第二鍵合區的面積大於第一鍵合區的面積。
2.根據權利要求1所述半導體器件封裝引線框架，其特徵在於:所述第二引腳第一側邊與第二引腳第二側邊的形狀包括線段或曲線。
3.根據權利要求1所述半導體器件封裝引線框架，其特徵在於:所述基島區第一側邊與基島區第二側邊相互平行。
4.根據權利要求1所述半導體器件封裝引線框架，其特徵在於:所述第二引腳包封區與載片基島區相連，所述第一鍵合區和第二鍵合區與載片基島區不相連。
5.根據權利要求1所述半導體器件封裝引線框架，其特徵在於:所述第一垂直高度與第三垂直高度的比值範圍為0.7至1.6。
【文檔編號】H01L23/31GK203800034SQ201420112295
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】朱袁正, 葉鵬, 朱久桃 申請人:無錫新潔能股份有限公司