一種封裝引線框架式的半導體器件的製作方法
2023-05-04 11:03:51
專利名稱：一種封裝引線框架式的半導體器件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體器件，特別是一種封裝引線框架式的半導體器件。
二背景技術：
目前，傳統的S0P/S0IC和TSOP系列封裝通常採用全包封的封裝形式，即用塑封料 把集成電路的發熱源和承載基片全部包封起來。首先，這種傳統的封裝散熱途徑是一方面 通過連接導線、管腳傳導出去；另一方面通過本體塑封料向周圍散熱。由於該種封裝的管 腳體積小、本體塑封料的熱傳導率又較小且封裝體大，所以集成電路工作產生的熱能不能
實現良好的傳導，主要集中在封裝體的內部，散熱效果不夠理想，使用壽命短。據統計，集 成電路的失效多數是由熱量不能及時有效的傳導出去所造成的。隨著半導體朝向微型化的 發展，集成度越來越高，集成電路中集成的電晶體的數目就越來越多，這樣集成電路在運作 時，發熱量就越來越大，過高的溫度會造成集成電路的可靠性降低及性能下降，電路應用中 存在不穩定因素，嚴重時甚至燒毀集成電路。有人提出直接將承載集成電路的散熱基片暴 露在塑封體外的想法，這樣雖可實現良好的傳熱效果，但因此種封裝也容易出現一些問題。 比如，封裝體由於不是全包封的封裝，塑封料和承載集成電路的散熱基片之間容易出現間 隙、分層現象，導致集成電路在應用時，溼氣更容易浸入，溼氣滲入是影響其氣密性導致失 效的重要原因之一。當溼氣到達集成電路晶片表面時，會在其表面形成一層導電水膜，並將 塑封料本身的Na+、 Cl-也隨之帶入，集成電路在工作時，加速了對晶片表面鋁布線的化學 腐蝕，最終影響集成電路的壽命。故而這種直接將承載集成電路的散熱基片暴露在塑封體 外的封裝方法雖然導熱良好，卻一直未能得到實用。也曾有人提出類似的封裝體裝置，但未 解決相關的問題，不具實用效果，也未得到很好的應用。 其次，採用全包封的封裝形式，封裝的體積較大，不僅佔用電路板的空間、不利於 向輕、薄型化的發展，還增加的用料的成本。 如何能夠合理的減小封裝體積、及時有效傳導集成電路工作時產生的熱量，提高 熱效率，封裝成型是必須考慮的一個不可缺少的環節。
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封裝引線 框架式的半導體器件，可有效解決現有半導體器件散熱效果差、體積大、成本高、提高使用 壽命的問題，其解決的技術方案是，讓集成電路的承載基片直接暴露出封裝體外，由於發熱 源直接接觸承載基片，集成電路工作產生的熱量經由承載基片直接傳導到空氣中，或經過 電路板的散熱片傳導，故而能夠達到良好的散熱效果，改進引線框架的結構，改散塑封料與 集成電路的承載基片之間氣密性，在塑封工序前對晶片表面點上一種導熱、絕緣的彈性材 料(由高分子材料和一些無機材料組成的複合材料，如矽膠等)，再經過烘烤工序後，在芯 片表面形成一種有彈性的、密封的保護膜，能有效阻止水氣的浸入到晶片表面，也很好的解 決了此種封裝引起的封裝氣密性差的問題，其封裝由全包封的封裝形式改成半包封的封裝
3形式，不僅減小了封裝體的體積，還節省了用料的成本，據此，本實用新型的結構是，承載基 片向下有矩形凹槽，矩形凹槽內放置有集成電路晶片，承載基片的引線框架外表面與導線 引腳保持在同一水平面，引線框架的導線引腳向上彎曲，構成階梯狀結構，集成電路晶片底 部與承載基片之間經結合劑粘接在一起，集成電路晶片經金屬導線分別接伸出塑封塑料膠 體外部的引線框架的導線引腳，集成電路晶片表面有一種導熱、絕緣的保護膜，塑封塑料膠 體填充於集成電路晶片及引線框架周圍，承載基片底面露出塑封塑料膠體，構成半封閉的 封裝結構，本實用新型結構簡單，散熱效果好，成本低，使用壽命長，經濟和社會效益顯著。
四
附圖為本實用新型的結構剖面主視圖。
五具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明。 由附圖所示，本實用新型承載基片1向下有矩形凹槽，矩形凹槽內放置有集成電 路晶片2，承載基片1的引線框架外表面與導線引腳3a、3b保持在同一水平面，引線框架的 導線引腳向上彎曲，構成階梯狀結構，集成電路晶片2底部與承載基片1之間經結合劑7粘 接在一起，集成電路晶片2經金屬導線4a、4b分別接伸出塑封塑料膠體6外部的引線框架 的導線引腳3a、3b，集成電路晶片表面有一種導熱、絕緣的保護膜，塑封塑料膠體填充於集 成電路晶片及引線框架周圍，承載基片底面露出塑封塑料膠體，構成半封閉的封裝結構。 為了保證使用效果，所說的集成電路晶片2表面上封裝有導熱絕緣彈性材料體5 ; 所說的結合劑7為銀膠或焊錫等，考慮到有些集成電路需要與外界絕緣，也可選用導熱性 能良好但不導電的絕緣矽膠連接；所說的金屬導線為金線(AuWire)或銅線(Cu Wire)，以 達到與外界的電性連接；所說的導熱絕緣彈性材料體5為高分子材料和無機材料組成的復 合材料，如矽膠等，經烘烤後，在晶片表面形成一種有彈性的、密封的保護膜，能有效阻止水 氣的浸入到晶片表面，很好的解決了此種封裝引起的封裝氣密性差的問題，因此也具有很 好的彈性，能較好的保護晶片，防止某些集成電路在塑封的過程中，由於塑封料、銀膠、引線 框架、矽晶體等不同材質的熱膨脹係數不同，在高溫下產生不同的應力所引起的晶片碎裂 的問題，也可提高封裝製程的良品率；然後將塑封料封膠體以壓模方式(molding)填充於 集成電路晶片及引線框架周圍，將彎腳部分都包封在塑封體內，引線框架的導線引腳露出 一部分在塑封體外，以利於電路板的焊接。通常採用具有一定導熱性的塑封料，例如環氧樹 脂塑封料(印oxy moldingcompo皿d， EMC)。引線框架的外表面，即引線框架承載基片的矩 形的底面暴露出塑封體之外，塑封成型後類似於SOT 89貼裝式的半封裝的封裝形式，以便 集成電路晶片能直接經過引線框架承載基片向外界實現良好的傳導；接著對塑封好的產品 成型，去除多餘的載體部分。 通過本實用新型改進引線框架引線導腳，更好的解決了將承載散熱基片暴露出封 裝體外可能出現的其塑封料環氧樹脂與承載散熱基片之間結合不良的問題，使其之間達到 牢固的結合，從而達到封裝成型後密封性能良好。在封裝成型後可降低封裝體的體積，利於 半導體向小、薄型化的發展。 本實用新型好處在於將集成電路由全封裝形式改為半封裝的形式後減小了封裝體的體積，節省了用料的成本；在滿足應用要求的前提下還有效提高了散熱效率及提升產 品的良品率。因本實用新型省去了傳統封裝引腳彎曲成型的工序，還可節省定製成型設備 的成本及省去了弓I腳彎曲成型這道工序。 要指出的是，以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作 任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明， 任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的 技術內容作出些更動或者修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方 案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修 飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求一種封裝引線框架式的半導體器件，其特徵在於，承載基片(1)向下有矩形凹槽，矩形凹槽內放置有集成電路晶片(2)，承載基片(1)的引線框架外表面與導線引腳(3a、3b)保持在同一水平面，引線框架的導線引腳向上彎曲，構成階梯狀結構，集成電路晶片(2)底部與承載基片(1)之間經結合劑(7)粘接在一起，集成電路晶片(2)經金屬導線(4a、4b)分別接伸出塑封塑料膠體(6)外部的引線框架的導線引腳(3a、3b)，集成電路晶片表面有一種導熱、絕緣的保護膜，塑封塑料膠體填充於集成電路晶片及引線框架周圍，承載基片底面露出塑封塑料膠體，構成半封閉的封裝結構。
2. 根據權利要求1所述的封裝引線框架式的半導體器件，其特徵在於，所說的集成電 路晶片(2)表面上封裝有導熱絕緣彈性材料體(5)。
3. 根據權利要求1所述的封裝引線框架式的半導體器件，其特徵在於，所說的結合劑 (7)為銀膠或焊錫或絕緣矽膠。
4. 根據權利要求1所述的封裝引線框架式的半導體器件，其特徵在於，所說的金屬導 線為金線或銅線。
專利摘要本實用新型涉及封裝引線框架式的半導體器件，可有效解決現有半導體器件散熱效果差、體積大、成本高、提高使用壽命的問題，其結構是，承載基片向下有矩形凹槽，矩形凹槽內放置有集成電路晶片，承載基片的引線框架外表面與導線引腳保持在同一水平面，引線框架的導線引腳向上彎曲，構成階梯狀結構，集成電路晶片底部與承載基片之間經結合劑粘接在一起，集成電路晶片經金屬導線分別接伸出塑封塑料膠體外部的引線框架的導線引腳，集成電路晶片表面有一種導熱、絕緣的保護膜，塑封塑料膠體填充於集成電路晶片及引線框架周圍，承載基片底面露出塑封塑料膠體，構成半封閉的封裝結構。本實用新型結構簡單，散熱效果好，成本低，使用壽命長，經濟和社會效益顯著。
文檔編號H01L23/31GK201466021SQ20092008940
公開日2010年5月12日 申請日期2009年4月3日 優先權日2009年4月3日
發明者萬承鋼, 吳贇, 張長明 申請人:晶誠(鄭州)科技有限公司