專利名稱：用于集成電路管芯的封裝的制作方法
相關申請的交叉參考該申請要求2003年1月29日申請的U.S臨時申請No.60/443,470的優(yōu)先權，將其內容并入這里以作參考。
關于聯邦資助研究和開發(fā)的聲明不適用發(fā)明背景該申請涉及用于集成電路的電路封裝，更具體地講，涉及包括金屬凸緣和高溫熱塑性框架的電路封裝。
半導體和其他集成電路器件(有時稱之為“芯片”或“管芯”)通常被安裝在電路封裝的內部以保護管芯并有助于管芯與印刷電路板、熱沉等的電、機械以及熱連接。一般的電路封裝包括基部(一般稱之為“金屬小塊”或“凸緣(flange)”)、保護性絕緣外殼和穿過外殼延伸的引線。在外殼內側，引線被直接或更為一般地通過布線電鍵合到管芯上的接觸部分(contact)。
保護性外殼由諸如塑料或陶瓷的電介質材料制成并且附著到凸緣上以密封管芯和布線并保護它們不受水蒸氣和其它大氣氣體的侵擾。盡管一些外殼被模塑成一體組件，但是大部分保護性外殼包括兩部分，即一組側壁(一個“框架”)和一個蓋子?？蚣芎凸苄靖街酵咕壍捻樞蚋鶕蚣艿牟牧隙兓?，更具體地講，根據材料在不變形或不以其它方式損傷的情況下能夠承受的最高溫度來變化。
用于高功率管芯的電路封裝一般包括通常通過共熔焊接(eutectic soldering)將管芯附著到其上的金屬凸緣。凸緣一般設置安裝部件，例如螺絲孔或狹槽，通過安裝部件可以將電路封裝安裝到例如熱沉上。在使用中，凸緣從管芯向熱沉導熱。
用于將管芯附著到凸緣的高溫可以損壞塑料或使塑料變形，然而陶瓷材料能夠承受該高溫。因此，采用陶瓷框架的電路封裝可以在附著管芯之前進行組裝。然后例如通過環(huán)氧樹脂將蓋子附著到框架上。
為了與陶瓷框架的熱膨脹系數相匹配，用于這些框架的凸緣一般由銅鎢合金通過粉末冶金學滲透工藝制成。該工藝非常昂貴，并且最后所得到的合金的導熱率受到限制。通過使用通過在疊層工藝之后的滲透工藝制造的銅-鉬-銅疊層凸緣可以獲得提高的導熱率，然而這些工藝非常昂貴。
或者，可以在附著框架和蓋子之前將管芯附著到凸緣上。該方法使得低溫塑料能夠用于框架，然而，用于將框架粘接到凸緣和蓋子上的粘合劑表現得并不令人滿意。這些粘合劑通常產生有缺陷的密封或允許在使用電路封裝期間出現縫隙。此外，電路封裝的用戶不喜歡在將管芯附著到凸緣之后清點凸緣、框架和蓋子并組裝這些組件。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種件數(piece-count)少、成本低的電路封裝，該電路封裝可以承受高管芯附著溫度并且可以在不使用粘合劑的情況下為管芯提供密封的氣腔。該電路封裝設計采用大量機械部件和成分以獲得該密封性和耐熱性。該組合還提供了一種與常規(guī)電路封裝相比展現出更好的導電性和導熱性以及機械完整性的電路封裝。
該電路封裝包括兩部分凸緣/框架/引線組合以及蓋子。引線延伸穿過敞口框架的側壁。凸緣包括由框架包圍的管芯附著區(qū)。沿著凸緣與框架之間的邊界以及引線與框架之間的邊界在框架內側施加封條(seal)。制定用于框架(熱塑性，優(yōu)選液晶聚合物)和封條(優(yōu)選環(huán)氧樹脂)的材料使其承受管芯粘接溫度。一旦將管芯附著到凸緣并且將管芯電鍵合到引線，則將蓋子焊接到框架以密封管芯周圍的氣腔。
電路封裝的凸緣、框架和引線包括一個或多個不使用粘合劑而保持電路封裝的機械完整性的結構部件。這些部件在它們各自的連接處將凸緣和引線機械地鎖定到框架上。
在一個實施例中，凸緣限定包圍管芯附著區(qū)的框架保持部件。例如，該保持部件可以是包括楔形榫或其它底切橫截面形狀的溝槽或脊。例如通過注模法將熱塑性框架模塑到凸緣上。在模塑期間，框架的一部分形成凍結在保持部件內或周圍的鍵(key)，從而將框架機械地固定到凸緣上。
在另一實施例中，每一引線包括一個或多個引線保持部件以將引線固定到框架上。在模塑操作期間，還將框架模塑在引線周圍，該引線從框架外部、穿過框架側壁延伸到氣腔區(qū)域中。
一個引線保持部件限定至少一個貫穿引線的孔。在模塑期間，一些框架熱塑性流經該孔，然后凍結在該孔內，從而將引線鎖定在框架內。
另一引線保持部件在位于氣腔區(qū)內的引線端部上或在該端部附近設置鉤邊、脊或其它結構。該結構不與引線共面。在模塑期間，一些框架熱塑性靠著該結構面朝外的部分凍結，由此產生防止引線從框架中拉出的機械擋板。
凸緣、框架和引線的成分提供匹配的熱膨脹系數(CTE)，由此減小這些部件之間的各連接處的應力。這些成分還通過凸緣提供良好的導熱性并通過引線和凸緣提供良好的導電性。在一個實施例中，將凸緣制造成具有高的銅含量，而添加有少量的鋯、銀或其它材料。在另一實施例中，將引線制造成具有高的銅含量，而添加有少量的鐵、磷、鋅和/或其它材料。在又一實施例中，框架中的石墨薄片形成濕氣阻擋層。這些石墨薄片和其它粘合劑使框架的CTE與凸緣的CTE相匹配?？梢栽诳蚣芎?或蓋子的外部或內部涂敷任意的膜以進一步減小滲透到氣腔中的濕氣。
附圖的簡要描述通過下面參考附圖而對本發(fā)明實施例進行的詳細說明，本發(fā)明的這些和其它特征、優(yōu)點、方案和實施例對于本領域技術人員而言將變得顯而易見，其中

圖1是根據本發(fā)明一個實施例的沒有蓋子的電路封裝的透視圖；圖2是圖1的電路封裝具有粘接到其上的蓋子時的透視圖；圖3是諸如用于制造圖1的電路封裝的引線框架條的頂視圖；圖4A是在已經將框架和凸緣模塑到其上之后的圖3的引線框架條的頂視圖；圖4B是圖4A中示出的一條中的一個引線框架的透視圖；圖5A是圖1的電路封裝的一部分的剖面圖；圖5B是圖1的電路封裝的選擇實施例的一部分的剖面圖；圖6A-C是示出其制造的三個階段的圖1的電路封裝的凸緣的橫截面圖；圖7A-D是粘接到圖1的電路封裝的凸緣的管芯的示意圖；圖8A是圖1的電路封裝的引線的詳細透視圖；圖8B是圖1的電路封裝的幾個選擇實施例的橫截面圖；圖9是圖1的電路封裝的一部分框架的示意性橫截面圖；圖10是示出封條的圖1的電路封裝的一部分的放大圖；圖11A和11B是示出圖10的封條的兩個實施例的圖1的電路封裝的橫截面圖；圖12是示出適合用作圖10、11A和11B的封條的材料的一個實施例的粘度與剪切速率之間的關系的曲線圖；
圖13A是用于圖1的電路封裝的蓋子的透視圖；圖13B是根據一個實施例的圖13A的蓋子的一部分的橫截面圖；以及圖14是制造圖1的電路封裝的工藝流程圖。
本發(fā)明的詳細說明本發(fā)明提供一種件數少的電路封裝，其可以承受高管芯附著溫度并且可以在不使用粘合劑的情況下為管芯提供密封的氣腔。圖1示出根據本發(fā)明一個實施例的示例性的電路封裝100。為了清晰，示出沒有蓋子的電路封裝100。電路封裝100包括凸緣102、框架104以及兩條引線106和108?？蚣?04將引線106和108與凸緣102彼此電絕緣。例如通過低熔點焊料114，將管芯110附著到管芯附著區(qū)112。雖然通?？梢詫蓚€或多個管芯附著到管芯附著區(qū)112中，但是為了清晰，圖1僅示出一個管芯。
低熔點焊料114將管芯110電鍵合到凸緣102。低熔點焊料114還從管芯110向凸緣102導熱。在使用中，一般通過穿過狹槽116和118延伸的螺栓(未示出)將凸緣102安裝到熱沉(未示出)。例如通過布線120和122將管芯110電鍵合到引線106和108。優(yōu)選將這些布線120和122超聲鍵合到引線106和108。雖然示出一個管芯和兩條引線106和108，但是可以使用更多的管芯和/或引線。圖2示出在將蓋子200附著到其上之后的電路封裝100，如下面更為詳細地說明。
電路封裝體100采用大量的機械部件和成分以將管芯密封在氣腔內并承受高溫。如先前所述，該結合還能夠使電路封裝100展現出提高的導電性和導熱性以及機械完整性。下面的說明首先綜述電路封裝100的制造工藝。然后是凸緣102及其制造的詳細說明。隨后是引線106和108、用于框架104的液晶聚合物的成分、施加在框架104內側的封條、蓋子200以及電路封裝100的制造工藝的詳細說明。
制造綜述與常規(guī)電路封裝相似，將根據本發(fā)明的電路封裝100優(yōu)選制造成條狀或制造在卷軸上。圖3示出諸如引線框架302和304的引線框架條300。每一引線框架包括兩個引線，例如在306和308處示出的那些。在一個實施例中，當引線框架條300被沖壓或蝕刻時，產生貫穿引線306和308的孔。這些孔的例子在310處示出。這些孔310用于將框架鎖定到引線306和308，如下所述。
在制作引線框架條300之后，優(yōu)選通過注模法將框架模塑到引線框架條的每一個引線框架。圖4A示出在已經將諸如框架400的框架模塑到引線框架之后的引線框架條300A。圖4B示出一個完整的引線框架404?？梢詫⒁€框架單獨地或以帶狀或卷狀的形式提供給隨后的制造者，該制造者將管芯附著到所述引線框架上。
凸緣凸緣102形成基部，將本電路封裝的其它部件附著到其上。另外，凸緣102一般從管芯向熱沉導熱并將管芯的一個端子電鍵合到電路板。凸緣102優(yōu)選由高銅合金(至少大約50％的銅)制成，以提供高導電性和導熱性并承受在管芯附著溫度下的退火。合金優(yōu)選包括至少一種痕量金屬。雖然其它的高銅比率是可以接受的，但是凸緣102優(yōu)選包括至少大約98％的銅和大約0.05％與大約1.5％之間的鋯。凸緣102更為優(yōu)選地包括大約99.9％的銅和大約0.1％的鋯。凸緣102優(yōu)選電鍍有大約100微英寸的鎳以形成擴散阻擋層以及大約65微英寸的金以有助于將管芯110焊接到凸緣。
或者，凸緣102包括至少大約99.5％的銅和大約0.085％的銀，盡管其它高銅比率也是可以接受的。鋯優(yōu)于銀，因為使用鋯制造的合金比使用銀制造的合金含有更高的銅含量且因此提供更好的導熱性和導電性。銅鋯合金為凸緣提供的導熱性優(yōu)于現有技術的銅鎢和銅-鉬-銅凸緣的導熱性，這使得采用這種凸緣或附著到這種凸緣的管芯的電路封裝能夠比現有技術的封裝消耗更多的功率。另外，銅鋯合金具有高于大部分高銅合金的退火溫度，并且經受更小的由于加熱到管芯附著溫度而引起的翹曲。
如先前所述，優(yōu)選通過注模法將框架104模塑到凸緣102。作為該模塑的結果，將框架附著到凸緣102上，盡管該附著一般有缺陷并且由于焊接和管芯操作的加熱而斷裂。為了克服該問題，凸緣102優(yōu)選機械部件以便使框架104和凸緣機械互鎖。
該部件在圖5A中示出，圖5A是上面參考圖1所討論的電路封裝100的一部分的剖面圖。凸緣102限定用于使框架104和凸緣機械互鎖的框架保持部件500。當將框架104模塑到凸緣102時，一些框架材料流入到框架保持部件500中，然后在其中凍結，形成鍵502?？蚣鼙３植考?00具有一種橫截面輪廓，而鍵502具有互補的輪廓。這樣，凍結的鍵502機械地與框架保持部件500互鎖，由此防止將框架104從凸緣102拉出，而不需要在框架與凸緣之間添加粘合劑。
框架保持部件500包括至少一個底切部分。在橫截面中，保持部件500優(yōu)選為楔形榫形狀，其限定兩個底切部分504和506。其它諸如T、L或棒棒糖形狀等橫截面形狀是可以接受的。
雖然圖5A中示出的框架保持部件500被壓在凸緣102的相鄰表面下方，但是框架保持部件可以選擇地處于相鄰表面之上，如圖5B中所示?？蛇x擇的凸緣102A限定處于相鄰表面之上的框架保持部件500A。當將框架104A模塑到凸緣102A時，一些框架材料流到框架保持部件500A的底切部分504A和506A的周圍并在其下方凍結。在這種情況下，框架104A限定處于框架104A內的鍵502A。
回到圖5A，通過一系列漸進性沖壓在凸緣102中形成框架保持部件500。圖6A-C示出框架保持部件500在制造的各個階段中的橫截面。圖6A示出在制造框架保持部件500之前的凸緣坯體(blank)102B。
圖6B示出在凸緣坯體中精壓(coin)出第一矩形截面溝槽600之后的凸緣坯體102C。該精壓操作在溝槽600中產生壁602和604。溝槽600優(yōu)選為大約0.02英寸寬(尺寸A)且優(yōu)選為大約0.02英寸深(尺寸B)。
圖6C示出在第一溝槽600上精壓出第二矩形截面溝槽606之后的凸緣102。第二精壓操作使壁602和604(圖6B)變形，導致它們在溝槽頂部附近輕微塌陷。變形的壁602A和604A形成上述底切504和506，參考圖5A。第二溝槽600優(yōu)選為大約0.05英寸寬(尺寸D)且優(yōu)選為0.01英寸深(尺寸C)。最終的楔形榫形狀具有大約0.007英寸(尺寸E)的較小尺寸，留出大約0.0065英寸(尺寸F)的突出部分。對于用于框架104的(下面說明的)液晶聚合物，該突出部分(F)優(yōu)選為至少大約0.005英寸。
所有這些尺寸可以根據凸緣102的大小、材料和溫度、框架104的大小、材料和溫度、凸緣與框架之間的連接處的期望強度、成本或本領域普通技術人員熟知的其它因素來改變。
凸緣102還包括機械部件以確保凸緣與熱沉之間的良好的傳熱連接。通常用機器將熱沉加工成在一個表面上是平的。為了在電路封裝與熱沉之間提供良好的導熱連接，應該緊挨著該平面平放電路封裝，其間沒有間隙。
(上述)所執(zhí)行的用來制造框架保持部件500的沖壓操作可以使凸緣102的底部變形，由此阻礙電路封裝緊挨著熱沉平放。為了改善該變形，優(yōu)選在沖壓操作之后研磨(lap)凸緣102的底部。另外或可選擇地，增加厚度(圖5中的尺寸G)優(yōu)選至大約0.125英寸，可以減小由沖壓操作引起的變形量并可以消除對研磨凸緣102的底部的需要。
當將管芯焊接到凸緣時，管芯110與凸緣102之間的熱膨脹系數的不同可以使凸緣變形。圖7A-D示意性地示出這一情況。圖7A示出具有平底700的凸緣102D和還沒有焊接到凸緣上的管芯110。焊料114A還沒有被熔化。銅/鋯凸緣的CTE近似為17ppm/℃，而硅管芯的CTE近似為2.8ppm/℃。隨著加熱管芯110和凸緣102D以便將管芯焊接到凸緣，管芯和凸緣膨脹。
稍后，在圖7B中示出，隨著管芯110和凸緣102D冷卻，低熔點焊料114B突然變硬，但是凸緣和管芯繼續(xù)冷卻并收縮。低熔點焊料114B非常硬且不十分柔軟。因此，凸緣102D的頂表面702的收縮受管芯110的約束，該管芯110具有遠遠小于凸緣的CTE。結果，凸緣102D的頂表面702比底表面700收縮得要少，導致底表面具有凹形，這會在將凸緣安裝到熱沉時留下間隙。
為了抵消在焊接之后凸緣102具有凹形的趨勢，優(yōu)選使凸緣在焊接之前為輕微凸的形狀。圖7C示出在將管芯110焊接到凸緣之前的凸緣。假定凸緣102的底表面704為其凸度(尺寸H)大于將由焊接引入的凹度的量的形狀。在一個實施例中，底表面704在凸緣的長度上凸起至少大約0.0001英寸。在另一實施例中，底表面704凸起在大約0.0005英寸與大約0.0010英寸之間。該量根據各種因素而被改變，例如使用的焊接技術、焊接到凸緣的管芯的數量、大小和設置、凸緣的長度、寬度和厚度以及凸緣的成分。常規(guī)的凸緣一般為大約0.040或0.062英寸厚。優(yōu)選為大約0.125英寸的凸緣厚度(圖5A中的尺寸G)可以減小由焊接引起的變形量。盡管諸如砂紙打磨、彎曲、鑄造或鍛造等其它工藝是可以接受的，但是優(yōu)選通過精壓工藝來賦予底表面凸度。
圖7D示出在將管芯已經焊接到凸緣且二者冷卻之后的凸緣102。底表面704優(yōu)選具有略微凸起的形狀。當將凸緣102安裝到熱沉上時，通過向凸緣安裝螺絲而施加的力(如箭頭706和708所表示的)使凸緣緊挨著熱沉變平并在凸緣與熱沉之間產生良好的傳熱連接。
如先前所述，凸緣102包括一般為平面的管芯附著區(qū)112，將管芯110焊接、環(huán)氧或以別的方式附著到該管芯附著區(qū)112上。管芯附著區(qū)112優(yōu)選平坦至每英寸在大約0.001英寸內，且更為優(yōu)選地每英寸在大約0.0005英寸內，以有助于管芯110與管芯附著區(qū)之間的良好的低熔點焊料連接。另外，為了共熔焊接，管芯附著區(qū)表面粗糙度優(yōu)選小于大約30微英寸。凸緣102的底部的表面粗糙度優(yōu)選小于大約64微英寸，以便有助于形成與熱沉的良好的導熱接觸。如果使用諸如環(huán)氧樹脂的粘合劑來將管芯110粘著到管芯附著區(qū)112，則管芯附著區(qū)優(yōu)選平坦至在大約每英寸0.005英寸內并平滑至在大約64微英寸內。
如前所述，凸緣102還包括安裝狹槽116和118?；蛘?，凸緣可以包括帶有螺紋或沒有螺紋的安裝孔。在這些情況下，可以通過穿過這些開口延伸的螺栓或其它扣件將凸緣102安裝到熱沉或其它基板上?；蛘?，可以將凸緣焊接到熱沉或其它基板上，避免了對安裝孔的需要。
引線如上面參考圖1所述，優(yōu)選通過注模法將框架104模塑到凸緣102以及引線106和108。在模塑操作期間，優(yōu)選將框架104模塑在引線106和108的周圍，所述引線106和108從框架外部、穿過框架側壁延伸到氣腔區(qū)中。作為該模塑的結果，框架附著到引線106和108，盡管該附著通常是有缺陷的并且會由于焊接和管芯操作的加熱而斷裂。為了克服該問題，各引線106和108優(yōu)選包括一個或多個引線保持部件以便將引線固定到框架104上。
一個引線保持部件限定至少一個貫穿各引線的孔310，如圖8中所示。如前所述，當沖壓或蝕刻引線框架300(圖3)時，孔310形成在引線106和108中。優(yōu)選，各引線106和108包括設置成直線的多個優(yōu)選為矩形的孔310，其中框架104將接觸引線。在模塑期間，一些框架熱塑性流進孔310中，然后凍結在其中，由此將引線106或108機械鎖定在框架104內并防止引線從框架拉出，而不需要在引線與框架之間添加粘結劑。如圖5A所示，孔310優(yōu)選由框架104完全覆蓋。
引線106和108的導電性有助于電路封裝100的總體性能。引線106或108的導電率與引線的橫向、即近似垂直于電流流經引線的方向的橫截面面積成比例。由于孔310減小該橫截面面積(參見圖8中的線B-B)，所以可以選擇孔的數量、設置、大小和形狀以便最小化引線106和108的有效導電率的損耗。如果最終得到的引線滿足設計標準，優(yōu)選地，孔310最多可以將引線的橫截面面積減小大約25％，盡管該減小可以更大。
矩形孔310最大化可以凍結和鎖定引線106和108的框架熱塑性的量，同時最小化引線導電率的減小。優(yōu)選調整矩形孔310的較長尺寸使其與電流流經引線106和108的方向平行。取決于框架104的側壁厚度，孔310可以為正方形。
圖8中示出的另一引線保持部件在位于氣腔區(qū)中的引線的端部上或在該端部附近設置鉤狀或彎曲(下文共同稱作“鉤狀”)邊緣800、脊、凹陷或其它結構。該結構與引線不共面。如可以在圖5A中看到的那樣，在模塑期間，一些熱塑性凍結在該結構的面朝外的部分中或靠著該結構的面朝外的部分凍結，由此產生防止引線106從框架104拉出的機械擋板。在沖壓引線框架300(圖3)時，在引線106和108中形成鉤狀邊緣800、脊或其它結構。雖然鉤狀邊緣800對于該引線保持部件為優(yōu)選實施例，但是可以采用其他的形狀。在圖8B中的800A-F橫截面中示出一些可接受的形狀的例子。
如先前參考圖1所討論的那樣，引線106和108用于將管芯110電連接到電路板等。引線106和108由高銅合金(至少50％的銅)制成，以提供良好的導電性并與框架104的CTE相匹配。高銅引線提供高于現有技術引線的導電率，現有技術的引線一般包括42％的鎳和55％的鐵(通常稱之為合金42)。另外，引線106和108優(yōu)選被電鍍大約100微英寸的鎳以形成擴散阻擋層和大約65微英寸的金以有助于布線鍵合或引線焊接引線。
引線106和108優(yōu)選由大約2.1％與大約2.6％之間的鐵、大約0.015％與大約0.15％之間的磷、大約0.05％與大約0.2％之間的鋅與余量(balance)銅的合金構成。然而，這些材料的其他比率是可以接受的。更加優(yōu)選地，引線106和108由大約97.5％的銅、大約2.35％的鐵、大約0.3％的磷以及大約0.12％的鋅構成?？梢詮腛linCorporation獲得UNS編號為C19400的這種合金。
對于引線106和108，許多選擇成分是可以接受的。一種這樣的選擇包括大約99.9％的銅和大約0.1％的鋯?？梢詮腛lin公司獲得UNS編號為C15100的這種合金。然而，這些材料的其他比率是可以接受的。例如，由大約0.05％與大約0.15％之間的鋯與余量銅構成的合金也是可以接受的。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括大約1％與大約2％之間的鐵、大約0.01％與大約0.035％之間的磷、大約0.3％與大約1.3％之間的鈷、大約0.1％與大約1％之間的錫以及余量銅。在該成分中銅的優(yōu)選量為97％?？梢詮腛linCorporation獲得UNS編號為C19500的這種合金。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括大約0.3％與大約1.2％之間的鐵、大約0.1％與大約0.4％之間的磷、大約0.01％與大約0.2％之間的鎂、以及余量銅。在該選擇成分中優(yōu)選配方為大約0.6％的鐵、大約0.2％的磷、大約0.05％的鎂和大約99％的銅?？梢詮腛linCorporation公司獲得UNS編號為C19700的這種合金。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括大約1.7％與大約2.3％之間的錫、大約0.1％與大約0.4％之間的鎳、高達大約0.15％的磷以及余量銅?？梢詮腗itsubishi Electric Corporation獲得UNS編號為C50710的這種合金。
用于引線106和108的又一種選擇成分包括大約0.05％與大約1.5％之間的鐵、大約0.025％與大約0.04％之間的磷以及余量銅?？梢詮腒obe Steel，Ltd.獲得UNS編號為C19210的這種合金。
用于引線106和108的再一種選擇成分包括大約0.5％與大約0.15％之間的鐵、大約0.5％與大約1.5％之間的錫、大約0.01％與大約0.035％之間的磷以及余量銅。可以從Mitsubishi Shinto Company，Ltd.獲得UNS編號為C19520的這種合金。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括在大約0.15％與大約0.4％之間的鉻、大約0.01％與大約0.4％之間的鈦、大約0.02％與大約0.07％之間的硅以及余量銅?？梢詮腤ieland Werke獲得UNS編號為C18070的這種合金。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括大約0.8％與大約1.8％之間的鎳、大約0.15％與大約0.35％之間的硅、大約0.01％與大約0.05％之間的磷以及余量銅?？梢詮腜oong San Metal Corporation獲得UNS編號為C19010的這種合金。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括大約2.0％與大約4.8％之間的鎳、大約0.2％與大約1.4％之間的硅、大約0.05％與大約0.45％之間的鎂以及余量銅。在該選擇成分中優(yōu)選配方為大約3.0％的鎳、大約0.65％的硅、大約0.15％的鎂和大約96.2％的銅?？梢詮腛linCorporation獲得UNS編號為C70250的這種合金。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括大約0.3％與大約0.4％之間的鉻、大約0.2％與大約0.3％之間的錫、大約0.15％與大約0.25％之間的鋅以及余量銅。可以從Furukawa Electirc獲得UNS編號為EFTEC-64T的這種合金。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括大約2.7％與大約3.7％之間的鎳、大約0.2％與大約1.2％之間的硅、大約0.1％與大約0.5％之間的鋅以及余量銅。可以從Kobe Steel，Ltd.獲得UNS編號為KLF-25的這種合金。
用于引線106和108的另一種選擇成分包括大約1.9％與大約2.9％之間的鎳、大約0.2％與大約0.6％之間的硅、大約0.1％與大約0.2％之間的磷以及余量銅?？梢詮腗itsubishi Electric Corporation獲得UNS編號為MF224的這種合金。
框架如上所述，參考圖5A，框架104由注模的熱塑性制成并且模塑到凸緣102以及引線106和108。凸緣102的材料優(yōu)選包括可以承受管芯附著溫度(對于AuSn焊接為280-330℃，或對于AuSi焊接為390-420℃)的液晶聚合物(LCP)。常規(guī)的LCP在大約300℃與大約330℃之間的溫度下熔化?？蚣?04優(yōu)選包括基礎樹脂和化合物以升高其熔化溫度、調節(jié)其熱膨脹系數(CTE)并減小其濕氣滲透率。為了簡便，這里，將包括樹脂和化合物的框架104的材料稱為“熱塑性配混料(thermoplastic compound)”或“框架材料”。
可接受的樹脂的一個例子為包括對羥基苯甲酸、雙酚和鄰苯二甲酸(phathalic acid)的一種。另一種可接受的成分(formulation)包括p-羥基苯甲酸(HBA)和6-羥基-2-萘甲酸(HNA)的共聚物。其它可接受的成分包括HBA、4-4-雙酚(BP)和對苯二酸(TA)的三元聚合物(terapolymer)。
圖9是示出熱塑性配混料中的一些化合物的框架104的示意性橫截面圖。優(yōu)選向LCP中添加填料粒子以改變其CTE以更接近地匹配引線106和108的CTE(近似17ppm/℃)并破壞框架102中的熱塑性配混料的各向異性。優(yōu)選將框架材料的CTE調整在引線106和108的CTE的大約60％內?？梢砸源蠹s30％至大約40％的濃度，向LCP添加諸如云母的直徑優(yōu)選為大約2至3微米的礦物圓球900。這種合成物具有大約7ppm/℃至22ppm/℃的CTE。
優(yōu)選向LCP中添加石墨以減小濕氣滲透。該石墨優(yōu)選為通常是平的石墨薄片904(圖9中示出的邊緣上)，然而，諸如球或大塊的其它形式的石墨也是可以接受的。另外，石墨薄片904在注入等期間可以略微彎曲，而不顯著改變它們的效果。術語“通常是平的石墨薄片”包括已經變形的這種薄片。
石墨薄片904優(yōu)選形成層，所述層優(yōu)選大體平行于框架104的外表面，由此產生用于濕氣滲透的曲折路徑906。即使所述層不與外表面平行，石墨的存在也阻止?jié)駳鉂B透。石墨薄片904還調節(jié)LCP的CTE以便更加接近地匹配引線106和108的銅合金?？蚣懿牧虾写蠹s10％與大約70％之間的石墨薄片，優(yōu)選在大約40％與50％之間。
作為石墨薄片的替換物，可以向LCP中添加玻璃纖維1202以增加硬度并調整最終得到的熱塑性配混料的CPE。在該實施例中，框架材料優(yōu)選含有大約30％與大約50％之間的玻璃纖維。
作為另一種石墨薄片的替換物，或者與石墨薄片一起，可以向LCP中添加其他的化合物，例如鐵粉基吸收劑、分子篩過濾器(沸石)和氧化鈣(CaO)。從Sud-Chemie，Inc.可獲得適合的沸石。
在注模之前，框架材料優(yōu)選被預干燥，優(yōu)選小于大約0.008％的濕氣含量。另外，注入時間應該保持得較短，優(yōu)選小于大約0.2秒。壓注量(injection shot)規(guī)模應該保持得較小，優(yōu)選小于大約2克，以最小化在注入模桶中的熱塑性配混料的滯留時間。在注入位置的閘門優(yōu)選限制熱塑性配混料的流動，由此增加熱塑性配混料上的切力(shear)，以便為聚合物鏈和石墨薄片904定方位。優(yōu)選將熱塑性配混料注入在框架104的拐角處或者在引線106與108之間。為了最小化最終得到的框架上的應力量，在模塑操作期間，優(yōu)選保持大約250的最小模塑溫度。
優(yōu)選向框架104的外表面涂敷濕氣阻擋膜，以進一步減小濕氣滲透?；蛘撸瑢⒃撃ね糠蟮娇蚣?04的內部。可接受的材料包括從PPGIndustries可獲得的商標為Bairocade的胺基環(huán)氧樹脂、聚合物-Al膜和聚合物-陶瓷膜。
封條框架保持部件500(圖5A)和引線保持部件800(圖8A)提供良好的阻止?jié)駳夂痛髿鉂B透的機械連接。另外，框架104優(yōu)選包括減小該滲透的構件和外部或內部膜。為了進一步減小滲透，如圖10中示出，優(yōu)選將封條1000和1002沿著框架104的邊緣施加在框架104內側，其中框架與引線106和108接觸且其中框架與凸緣102接觸。如圖11A中的橫截面所示，封條1002有效地阻止凸緣102與框架104之間的滲透并阻止框架104與引線108之間的滲透?；蛘撸鐖D11B中所示，可以使用兩個封條1002A和1002B來代替一個封條1002。
為了促進密封劑與框架材料的良好粘接，優(yōu)選在涂敷密封劑之前清洗框架材料。如本領域所公知的，其中氧為主要介質的等離子體清洗產生可接受的結果?；蛘?，可以使用溶劑或通過蝕刻來清洗框架材料。優(yōu)選使用0.008英寸內徑(ID)的針來分配用于封條1000的材料，并且優(yōu)選使用0.010英寸ID的針來分配用于封條1002的材料。當然，根據所期望的珠子(bead)的尺寸，可以使用其它針尺寸。為了最小化密封劑中的氣泡，使用正位移螺旋泵來向針泵壓密封劑。
密封劑材料優(yōu)選在大約0.95每秒的剪切速率下具有大約58Pa.s與大約128Pa.s之間的粘度，而在大約9.5每秒的剪切速率下具有大約12Pa.s與大約30Pa.s之間的粘度。圖12包含示出粘度與剪切速率之間的優(yōu)選關系的曲線1200。在高剪切速率下，優(yōu)選低粘度，以便于可以快速分配材料。然而，在低剪切速率下優(yōu)選高粘度，以便于一次性分配材料，而不運轉。
該材料優(yōu)選具有大約3Pa.s與大約7.4Pa.s之間的卡森粘度(casonviscosity)。材料的觸變指數優(yōu)選在大約3.5與大約4.6之間。
用于封條1000和1002的合適材料包括環(huán)氧樹脂、硅樹脂和保形涂料。合適的密封劑包括大約40％與大約60％之間的溶劑(諸如醋酸2-丁酯)和大約40％與大約60％之間的環(huán)氧樹脂或有機硅樹脂。例如，環(huán)氧樹脂可以為雙酚A或環(huán)狀脂肪族環(huán)氧樹脂。適合的硬化劑包括胺硬化劑?；蛘撸鈼l可以由從Cookson Electronics可獲得的Paralyne D或Parylene HT制成。
蓋子在將管芯110附著到凸緣102并電鍵合到引線106和108之后將蓋子200附著到框架104。適合的蓋子200顯示在圖13A和13B中。優(yōu)選使用頻率在大約50kHz與大約60kHz之間以及振幅小于大約100微米(更優(yōu)選小于60微米)的焊接信號將蓋子200優(yōu)選地超聲焊接到框架104?；蛘?，蓋子200可以被激光焊接或熱焊接到框架104。
已經不使用常規(guī)的超聲塑膠焊接技術來將蓋子密封到電路封裝上，因為這些常規(guī)技術使用較低的焊接頻率，這產生會損壞安裝在電路封裝中的布線鍵合組件的較高振幅。本發(fā)明的較高的焊接頻率產生較低的振幅，且因此不損傷布線鍵合組件。通常，使用環(huán)氧樹脂粘合劑將蓋子粘接到電路封裝上。有利的是，可以在遠遠小于環(huán)氧樹脂固化時間(近似2小時)的時間(近似250msec.)內完成超聲焊接。
優(yōu)選在蓋子200與框架104之間存在干涉配合，以至于蓋子和框架的部分在超聲焊接期間熔化并熔合在一起。如圖13B中的橫截面所示，蓋子200優(yōu)選包括與框架104熔化并熔合在一起的邊緣1300。蓋子200優(yōu)選由與框架104相同的材料制成，如上所述。另外，優(yōu)選向蓋子200涂敷濕氣阻擋膜，如上面關于框架104所述。
制造細節(jié)上面已經詳細說明了電路封裝100的凸緣102、框架104、引線106與108和蓋子200的細節(jié)，包括用于制造這些部件的材料和工藝。圖14包含示出工藝的簡單流程圖，可以通過其制造和使用電路封裝100。
在1400，制作用于引線106和108的第一高銅合金。在1402，通過在1400制造的第一高銅合金來制作引線框架。在1404，在引線框架300中沖孔、蝕刻或以其它方式制作孔310，以產生一個引線保持部件。在1406，在引線框架300上卷曲、彎曲、沖壓或蝕刻引線106和108的端部以產生另一引線保持部件800。
在1408，制作用于凸緣102的第二高銅合金。在1410，通過在1408制造的第二高銅合金制作凸緣102。在1412，通過漸進型沖壓工藝在凸緣102中精壓框架保持部件500?？蛇x擇地，在1414，研磨凸緣102的底部。在1416，使凸緣102的底部變得凸起。
在1418，向液晶聚合物中添加石墨薄片、云母和/或玻璃纖維以制造框架材料。在1420，干燥框架材料。在1422，將框架104模塑到凸緣102以及引線106和108上。
在1424，清洗框架104和凸緣102的內表面，即氣腔區(qū)。在1426，涂敷密封劑，以密封框架104與凸緣102之間的邊界以及框架與引線106和108之間的邊界。
在1428，將管芯110附著到凸緣102。在1430，將管芯110超聲布線鍵合到引線106和108。在1432，將蓋子200超聲焊接到框架104。
雖然已經參考優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，但是本領域技術人員會理解并意識到可以作出各種改變，同時仍保持在本發(fā)明的精神和范圍內，如在附屬權利要求書中所述。例如，可以使用環(huán)氧樹脂或其它粘合劑將低功率管芯粘接到凸緣上，而不是焊接到其上。此外，如本領域所公知的，合金一般含有少量雜質，以至于本文中所述的組分不必總計為100％。
雖然已經在高銅凸緣102的背景下說明了框架保持部件500和凸緣底部的凸度H，但是這些創(chuàng)新也適用于常規(guī)的凸緣和由其它材料制成的凸緣。雖然已經在高銅引線的背景下說明了引線保持部件310、800和它們各自的替換物，但是這些創(chuàng)新也適用于常規(guī)的引線和由其它材料制成的引線。雖然在電路封裝100的背景下說明了框架材料，但是該材料可以有利地用于其它情況，例如那些需要可以承受高溫的材料。框架材料的其它應用的例子包括在印刷電路版(PCB)中的高溫絕緣板和用于電子元件、電纜、PCB等的插座。
權利要求
1.一種電路封裝，包括凸緣；至少一條引線；以及塑模到所述凸緣和所述至少一條引線上的框架；其中所述至少一條引線延伸穿過所述框架；并且所述框架包括熔化溫度大于大約340℃的熱塑性材料。
2.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述框架包括具有鍵輪廓的鍵；所述凸緣限定具有與所述鍵輪廓互補的互鎖輪廓的互鎖部件；以及其中，所述鍵與所述互鎖部件緊密接觸。
3.根據權利要求2所述的電路封裝，其中，所述互鎖輪廓為楔形榫形狀。
4.根據權利要求2所述的電路封裝，其中，所述互鎖輪廓為T形。
5.根據權利要求2所述的電路封裝，其中，所述互鎖輪廓為L形。
6.根據權利要求2所述的電路封裝，其中，所述互鎖部件為所述凸緣中的溝槽。
7.根據權利要求2所述的電路封裝，其中，所述互鎖部件高于所述凸緣表面。
8.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述至少一條引線限定至少一個從該引線穿過的孔；以及所述熱塑性框架材料的一部分延伸穿過該孔。
9.根據權利要求8所述的電路封裝，其中所述至少一個孔為矩形。
10.根據權利要求8所述的電路封裝，其中所述至少一個孔包括多個孔。
11.根據權利要求8所述的電路封裝，其中，在穿過所述至少一個孔的所述至少一條引線的橫向橫截面中，所述至少一個孔的橫截面面積小于或等于所述至少一條引線的橫截面面積的大約25％。
12.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述至少一條引線包括接近其一個端部的保持部件，該保持部件具有面朝外的部分；其中所述熱塑性框架材料的一部分與該保持部件的所述面朝外的部分鄰接。
13.根據權利要求12所述的電路封裝，其中所述保持部件包括鉤狀邊緣。
14.根據權利要求12所述的電路封裝，其中所述保持部件包括脊。
15.根據權利要求12所述的電路封裝，其中所述保持部件包括溝槽。
16.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述至少一條引線包括接近于其一端部的保持部件；其中所述熱塑性框架材料的一部分與該保持部件鄰接。
17.根據權利要求16所述的電路封裝，其中所述保持部件為鉤狀邊緣。
18.根據權利要求16所述的電路封裝，其中所述保持部件為脊。
19.根據權利要求16所述的電路封裝，其中所述保持部件為溝槽。
20.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述凸緣包括凸起的底表面。
21.根據權利要求20所述的電路封裝，其中所述底表面的凸度為至少大約0.0001英寸。
22.根據權利要求20所述的電路封裝，其中所述底表面的凸度在大約0.0005與大約0.0010英寸之間。
23.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述凸緣包括至少50％的銅。
24.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述凸緣包括至少90％的銅。
25.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述凸緣包括至少大約98％的銅。
26.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述凸緣包括銅和選自包括鋯和銀的組中的至少一種材料的合金。
27.根據權利要求26所述的電路封裝，其中所述合金包含至少大約98％的銅。
28.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述凸緣包括在大約0.05％與大約1.5％之間的鋯；以及至少大約98.5％的銅。
29.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述凸緣包括在大約0.05％與大約1.5％之間的鋯；以及余量銅。
30.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述凸緣包括大約0.085％的銀；以及至少大約99.9％的銅。
31.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述至少一條引線包括至少50％的銅。
32.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述至少一條引線包括至少97％的銅。
33.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述至少一條引線包括銅和選自包括鐵、磷、鋅、鋯、鈷、錫、鎂、鎳、鉻、鈦和硅的組中的至少一種材料的合金。
34.根據權利要求33所述的電路封裝，其中該合金包含至少97％的銅。
35.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述至少一條引線包括在大約2.1％與大約2.6％之間的鐵；在大約0.015％與大約0.15％之間的磷；在大約0.05％與0.2％之間的鋅；以及余量銅。
36.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括液晶聚合物。
37.根據權利要求2所述的電路封裝，其中所述液晶聚合物包括對羥基苯甲酸；雙酚；以及鄰苯二甲酸。
38.根據權利要求2所述的電路封裝，其中所述液晶聚合物包括p-羥基苯甲酸；以及6-羥基-2-萘甲酸的共聚物。
39.根據權利要求2所述的電路封裝，其中所述液晶聚合物包括包括成分為羥基苯甲酸、4-4-雙酚和對苯二酸的三元聚合物。
40.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料具有在所述至少一條引線的膨脹系數的60％內的熱膨脹系數。
41.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料具有大約7ppm/℃與22ppm/℃之間的熱膨脹系數。
42.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括大約30％與大約45％之間的直徑在大約2微米與3微米之間的云母球。
43.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括大約30％與大約50％之間的玻璃纖維。
44.根據權利要求1所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括多個石墨薄片。
45.根據權利要求44所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括大約10％與大約70％之間的石墨薄片。
46.根據權利要求44所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括大約40％與大約50％之間的石墨薄片。
47.根據權利要求44所述的電路封裝，其中所述石墨薄片形成多層。
48.根據權利要求47所述的電路封裝，其中所述石墨薄片被定向為與所述框架的所選擇的表面平行。
49.根據權利要求1所述的電路封裝，進一步包括附著到所述框架的熱塑性材料蓋子。
50.根據權利要求49所述的電路封裝，其中所述凸緣、所述框架和所述蓋子限定一個氣腔。
51.根據權利要求49所述的電路封裝，其中將所述蓋子焊接到所述框架。
52.根據權利要求49所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括液晶聚合物。
53.根據權利要求52所述的電路封裝，還包括附著到所述凸緣并電鍵合到所述至少一條引線的半導體管芯。
54.根據權利要求52所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括多個石墨薄片。
55.根據權利要求54所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括大約10％與大約70％之間的石墨薄片。
56.根據權利要求54所述的電路封裝，其中所述熱塑性材料包括大約40％與大約50％之間的石墨薄片。
57.根據權利要求1所述的電路封裝，還包括附著到所述凸緣并電鍵合到所述至少一條引線的半導體管芯。
58.根據權利要求1所述的電路封裝其中所述框架包括與所述凸緣表面相鄰的邊緣；以及還包括沿著所述邊緣的至少一部分附著到所述框架和所述凸緣的封條。
59.根據權利要求58所述的電路封裝，其中所述封條包括環(huán)氧樹脂。
60.根據權利要求58所述的電路封裝，其中所述封條包括硅樹脂。
61.根據權利要求1所述的電路封裝其中所述框架包括與所述至少一條引線的第一表面相鄰的第一邊緣；以及還包括沿著所述第一邊緣的至少一部分附著到所述框架和所述至少一條引線的第一封條。
62.根據權利要求61所述的電路封裝其中所述框架包括與所述至少一條引線的第二表面相鄰的第二邊緣；以及還包括沿著所述第二邊緣的至少一部分附著到所述框架和所述至少一條引線的第二封條。
63.根據權利要求62所述的電路封裝其中所述框架包括與所述凸緣的表面相鄰的第三邊緣；以及還包括沿著所述第三邊緣的至少一部分附著到所述框架和所述凸緣的第三封條。
64.根據權利要求63所述的電路封裝，其中所述封條包括環(huán)氧樹脂。
65.根據權利要求63所述的電路封裝，其中所述封條包括硅樹脂。
66.根據權利要求63所述的電路封裝，其中所述封條包括具有以下參數的材料3.5與4.6之間的觸變系數；7.4與3Pa.s之間的卡森粘度；在0.95每秒的剪切速率下的在58與125Pa.s之間的粘度；以及在9.5每秒的剪切速率下的在12與30Pa.s之間的粘度。
67.根據權利要求1所述的電路封裝，還包括所述框架表面上的濕氣阻擋膜。
68.一種用于安裝半導體管芯的凸緣，包括固態(tài)金屬主體，具有其第一側面上的中央平面管芯附著區(qū)，所述管芯附著區(qū)平坦至每英寸在大約0.005英寸內，并且具有小于大約64微英寸的表面粗糙度；以及第二側面，與所述第一側面相對，具有小于大約64微英寸的表面粗糙度；其中所述金屬主體包括至少50％的銅。
69.根據權利要求68所述的凸緣，其中所述金屬主體限定多個開口，通過所述開口可以將所述凸緣安裝到基體上。
70.根據權利要求68所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少90％的銅。
71.根據權利要求68所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少大約98％的銅。
72.根據權利要求68所述的凸緣，其中所述金屬主體包括銅和選自包括鋯和銀的組中的至少一種材料的合金。
73.根據權利要求68所述的凸緣，其中所述金屬主體包括含有至少大約98％的銅的合金。
74.根據權利要求73所述的凸緣，其中所述合金含有大約0.05％與大約1.5％之間的鋯和至少大約98.5％的銅。
75.根據權利要求73所述的凸緣，其中所述合金含有大約0.085％的銀和至少大約99.9％的銅。
76.根據權利要求68所述的凸緣，其中所述金屬主體包括限定至少一個底切部分的凹陷。
77.根據權利要求76所述的凸緣，其中所述凹陷包括具有楔形榫形橫截面的部分。
78.根據權利要求76所述的凸緣，其中所述凹陷包括具有T形橫截面的部分。
79.根據權利要求76所述的凸緣，其中所述凹陷包括具有L形橫截面的部分。
80.根據權利要求68所述的凸緣，其中所述金屬主體包括限定至少一個底切部分的脊。
81.根據權利要求80所述的凸緣，其中所述脊包括具有楔形榫形橫截面的部分。
82.根據權利要求80所述的凸緣，其中所述脊包括具有T形橫截面的部分。
83.根據權利要求80所述的凸緣，其中所述脊包括具有L形橫截面的部分。
84.根據權利要求68所述的凸緣，其中所述主體的第二側是凸起的。
85.根據權利要求84所述的凸緣，其中所述第二側面的凸度為至少大約0.0001英寸。
86.根據權利要求84所述的凸緣，其中所述第二側面的凸度在大約0.0005與大約0.0010英寸之間。
87.一種用于安裝半導體管芯的凸緣，包括固態(tài)金屬主體，具有其第一側面上的中央平面管芯附著區(qū)，所述管芯附著區(qū)平坦至每英寸在大約0.005英寸內，并且具有小于大約64微英寸的表面粗糙度；以及第二側面，與所述第一側面相對，具有小于大約64微英寸的表面粗糙度并且凸起。
88.根據權利要求87所述的凸緣，其中所述金屬主體限定多個開口，通過所述開口可以將所述凸緣安裝到基板。
89.根據權利要求87所述的凸緣，其中所述第二側面的凸度為至少大約0.0001英寸。
90.根據權利要求87所述的凸緣，其中所述第二側面的凸度在大約0.0005與大約0.0010英寸之間。
91.根據權利要求87所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少50％的銅。
92.根據權利要求87所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少90％的銅。
93.根據權利要求87所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少98％的銅。
94.根據權利要求87所述的凸緣，其中所述金屬主體包括銅和選自包括鋯和銀的組中的至少一種材料的合金。
95.根據權利要求87所述的凸緣，其中所述金屬主體包括含有至少大約98％的銅的合金。
96.根據權利要求95所述的凸緣，其中所述合金含有大約0.05％與大約1.5％之間的鋯和至少大約98.5％的銅。
97.根據權利要求95所述的凸緣，其中所述合金含有大約0.085％的銀和至少大約99.9％的銅。
98.一種用于安裝半導體管芯的凸緣，包括固態(tài)金屬主體，具有其第一側面上的中央平面管芯附著區(qū)，所述管芯附著區(qū)平坦至每英寸在大約0.005英寸內，并且具有小于大約64微英寸的表面粗糙度；以及第二側面，與所述第一側面相對，具有小于大約64微英寸的表面粗糙度；其中所述金屬主體包括限定至少一個底切部分的凹陷。
99.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述金屬主體限定多個開口，通過所述開口可以將所述凸緣安裝到基板上。
100.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述凹陷包括具有楔形榫形橫截面的部分。
101.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述凹陷包括具有T形橫截面的部分。
102.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述凹陷包括具有L形橫截面的部分。
103.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少50％的銅。
104.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少90％的銅。
105.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少大約98％的銅。
106.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述金屬主體包括銅和選自包括鋯和銀的組中的至少一種材料的合金。
107.根據權利要求98所述的凸緣，其中所述金屬主體包括含有至少大約98％的銅的合金。
108.根據權利要求107所述的凸緣，其中所述合金含有大約0.05％與大約1.5％之間的鋯和至少大約98.5％的銅。
109.根據權利要求108所述的凸緣，其中所述合金含有大約0.085％的銀和至少大約99.9％的銅。
110.一種用于安裝半導體管芯的凸緣，包括固態(tài)金屬主體，具有其第一側面上的中央平面管芯附著區(qū)；所述管芯附著區(qū)平坦至每英寸在大約0.005英寸內，并且具有小于大約64微英寸的表面粗糙度；以及第二側面，與所述第一側面相對，具有小于大約64微英寸的表面粗糙度；其中所述金屬主體包括限定至少一個底切部分的脊。
111.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述金屬主體限定多個開口，通過所述開口可以將所述凸緣安裝到基板上。
112.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述脊包括具有楔形榫形橫截面的部分。
113.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述脊包括具有T形橫截面的部分。
114.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述脊包括具有L形橫截面的部分。
115.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少50％的銅。
116.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少90％的銅。
117.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述金屬主體包括至少大約98％的銅。
118.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述金屬主體包括銅和選自包括鋯和銀的組中的至少一種材料的合金。
119.根據權利要求110所述的凸緣，其中所述金屬主體包括含有至少大約98％的銅的合金。
120.根據權利要求119所述的凸緣，其中所述合金含有大約0.05％與大約1.5％之間的鋯和至少大約98.5％的銅。
121.根據權利要求120所述的凸緣，其中所述合金含有大約0.085％的銀和至少大約99.9％的銅。
122.一種用于半導體電路封裝的引線，包括金屬導體并限定從其中穿過的多個橫向間隔開的孔。
123.根據權利要求122所述的引線，其中所述多個孔的每一個為矩形。
124.根據權利要求123所述的引線，在穿過所述多個孔的所述引線的橫向橫截面中，所述多個孔的橫截面面積小于或等于所述引線的橫截面面積的大約25％。
125.根據權利要求122所述的引線，還包括模塑到其上的框架，所述框架的一部分延伸穿過所述多個孔。
126.根據權利要求125所述的引線，其中所述框架包括液晶聚合物。
127.根據權利要求122所述的引線，其中所述引線包括至少50％的銅。
128.根據權利要求122所述的引線，其中所述引線包括至少97％的銅。
129.根據權利要求122所述的引線，其中所述引線包括銅和選自包括鐵、磷、鋅、鋯、鈷、錫、鎂、鎳、鉻、鈦和硅的組中的至少一種材料的合金。
130.根據權利要求129所述的引線，其中所述合金包含至少97％的銅。
131.根據權利要求122所述的引線，其中所述引線包括大約2.1％與大約2.6％之間的鐵；大約0.015％與大約0.15％之間的磷；大約0.05％與0.2％的鋅；以及余量銅。
132.一種用于半導體電路封裝的引線，包括金屬導體，該金屬導體具有接近于其一端的引線保持部件。
133.根據權利要求132所述的引線，其中所述引線保持部件包括面朝外的部分；并且還包括模塑到所述金屬導體的框架，所述框架的一部分與所述引線保持部件的所述面朝外的部分鄰接。
134.根據權利要求133所述的引線，其中所述框架包括液晶聚合物。
135.根據權利要求132所述的引線，其中所述保持部件包括鉤狀邊緣。
136.根據權利要求132所述的引線，其中所述保持部件包括脊。
137.根據權利要求132所述的引線，其中所述保持部件包括溝槽。
138.根據權利要求132所述的引線，其中所述引線包括至少50％的銅。
139.根據權利要求132所述的引線，其中所述引線包括至少97％的銅。
140.根據權利要求132所述的引線，其中所述引線包括銅和選自包括鐵、磷、鋅、鋯、鈷、錫、鎂、鎳、鉻、鈦和硅的組中的至少一種材料的合金。
141.根據權利要求140所述的引線，其中所述合金包含至少97％的銅。
142.根據權利要求132所述的引線，其中所述引線包括大約2.1％與大約2.6％之間的鐵；大約0.015％與大約0.15％之間的磷；大約0.05％與0.2％的鋅；以及余量銅。
143.根據權利要求142所述的引線，其中所述保持部件包括鉤狀邊緣。
144.根據權利要求142所述的引線，其中所述保持部件包括脊。
145.根據權利要求142所述的引線，其中所述保持部件包括溝槽。
146.一種用于密封電路封裝的方法，包括利用具有頻率在大約50KHz與大約60KHz之間以及振幅小于大約100微米的焊接信號，將熱塑性材料蓋子超聲焊接到所述電路封裝的熱塑性材料框架。
147.根據權利要求146所述的方法，其中所述振幅小于大約60微米。
148.一種用于密封電路封裝的方法，包括將熱塑性材料蓋子激光焊接到所述電路封裝的熱塑性材料框架。
149.一種用于密封電路封裝的方法，包括將熱塑性材料蓋子熱焊接到所述電路封裝的熱塑性材料框架。
150.一種用于制造電路封裝的凸緣的方法，包括由包括至少大約50％的銅的材料形成所述凸緣。
151.根據權利要求150所述的方法，其中所述材料包括至少大約90％的銅。
152.根據權利要求150所述的方法，其中所述材料包括至少大約98％的銅。
153.根據權利要求150所述的方法，其中所述材料包括銅和選自包括鋯和銀的組中的至少一種材料的合金。
154.根據權利要求150所述的方法，其中所述材料包括大約0.05％與大約1.5％之間的鋯和至少大約98.5％的銅。
155.根據權利要求150所述的方法，還包括將框架保持部件精壓到所述凸緣的第一表面中。
156.根據權利要求155所述的方法，其中所述框架保持部件包括底切部分。
157.根據權利要求156所述的方法，還包括在與所述凸緣的所述第一表面相對的第二表面上形成凸起形狀。
158.根據權利要求157所述的方法，其中所述第二表面的凸度為至少大約0.0001英寸。
159.根據權利要求157所述的方法，其中所述第二表面的凸度在大約0.0005與大約0.0010英寸之間。
160.一種用于制造電路封裝的引線的方法，包括用包括至少大約50％的銅的材料沖壓引線框架。
161.一種熱塑性材料，包括液晶聚合物；以及多個石墨薄片。
162.根據權利要求161所述的熱塑性材料，其中所述熱塑性材料包括大約10％與大約70％之間的石墨薄片。
163.根據權利要求161所述的熱塑性材料，其中所述熱塑性材料包括大約40％與大約50％之間的石墨薄片。
164.根據權利要求162所述的熱塑性材料，其中所述液晶聚合物包括對羥基苯甲酸；雙酚；和鄰苯二甲酸。
165.根據權利要求162所述的熱塑性材料，其中所述液晶聚合物包括p-羥基苯甲酸；以及6-羥基-2-萘甲酸的共聚物。
166.根據權利要求162所述的熱塑性材料，其中所述液晶聚合物包括成分為羥基苯甲酸、4-4-雙酚和對苯二酸的三元聚合物。
167.一種結構，包括包含如下材料的物質成分液晶聚合物；以及多個石墨薄片；其中該結構具有一個表面，并且所述多個石墨薄片與該表面平行。
168.一種用于制造結構的方法，包括將物質成分注入到模具中，該物質成分包括液晶聚合物；以及多個石墨薄片。
169.根據權利要求168所述的方法，其中所述物質成分包括大約10％與大約70％之間的石墨薄片。
170.根據權利要求168所述的方法，其中所述物質成分包括大約40％與大約50％之間的石墨薄片。
171.根據權利要求168所述的方法，其中該結構包括一個表面；并且如此注入該成分以使得在注入之后所述多個石墨薄片。
全文摘要
一種用于容納半導體或其它集成電路器件(“管芯”)的電路封裝，包括高銅凸緣、一個或多個高銅引線以及模塑到凸緣和引線的液晶聚合物框架。凸緣包括楔形榫形溝槽或其它框架保持部件，該保持部件與模塑的框架機械互鎖。在模塑期間，框架的一部分形成凍結在框架保持部分中或其周圍的鍵。引線包括一個或多個引線保持部件以與框架機械互鎖。在模塑期間，框架的一部分凍結在這些引線保持部件中或其相鄰處?？蚣馨ㄗ柚?jié)駳鉂B透并使其熱膨脹系數(CTE)與引線和凸緣的熱膨脹系數相匹配的化合物。將框架設計為能承受管芯附著溫度。在將管芯附著到凸緣之后，將蓋子超聲焊接到框架。
文檔編號H01L23/047GK1842911SQ200480008359
公開日2006年10月4日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權日2003年1月29日
發(fā)明者邁克爾·齊默爾曼 申請人:躍進封裝公司