具有可濕性側(cè)面的無引線方形扁平半導(dǎo)體封裝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有可濕性側(cè)面的無引線方形扁平半導(dǎo)體封裝(QFN)。無引線方形扁平半導(dǎo)體封裝具有安裝到引線框的管芯標(biāo)記上的半導(dǎo)體管芯。具有底部和側(cè)面的模制的殼體覆蓋管芯。該封裝具有導(dǎo)電安裝腳，其中每個導(dǎo)電安裝腳包括在殼體的底部中暴露的底部表面、被殼體覆蓋的相對平行表面、以及在殼體的一側(cè)中的暴露的端面。該暴露的端面垂直于暴露的底部表面和相對的平行表面，并位于它們之間。接合線選擇性地將半導(dǎo)體管芯的各電極電連接到相應(yīng)的腳。導(dǎo)電鍍層涂覆安裝腳的暴露的底部部分以及暴露的端面。
【專利說明】
具有可濕性側(cè)面的無引線方形扁平半導(dǎo)體封裝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體封裝，并且，特別地，涉及一種具有可濕性側(cè)面的無引線方形扁平(QFN)封裝。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路的尺寸不斷的減小，并且存在更小和更密集電路的相應(yīng)要求。同時，期望這種電路能提供相同或更多的輸入和輸出。一些類型的半導(dǎo)體封裝具有殼體，引線或引線指從該殼體突出。引線指被用于將半導(dǎo)體封裝與外部電路互連。這種封裝可具有巨大的占用面積，并且引線指增加了封裝高度。
[0003]作為具有突出的引線指的封裝的替代，開發(fā)了一種無引線方形扁平(QFN)封裝，其中該無引線方形扁平(QFN)封裝包括暴露的接觸墊或端子，該接觸墊或端子在由被安裝到引線框的半導(dǎo)體管芯形成的矩形半導(dǎo)體封裝的下面或四側(cè)上。引線框由金屬板形成，金屬板包括通常被稱為標(biāo)記的管芯粘附墊和將標(biāo)記粘附到框架的臂(系桿)。用接合線將引線框的下置引線電連接到管芯的電極。在線接合之后，半導(dǎo)體管芯和焊墊被包封在塑料化合物(材料)中，而僅留下引線的下側(cè)部分被暴露。包封的半導(dǎo)體管芯和焊墊形成與板的部分完全的封裝集成。部分完全的封裝然后被從板切割(通常稱為分割工藝)，以形成矩形封裝，在引線的下側(cè)部分的地方提供臨近封裝的四側(cè)的接觸墊。
[0004]引線框典型的包括使用類似鈀的材料進行預(yù)先電鍍的銅，以阻止銅的氧化。但是，當(dāng)裝置被分割時，引線的側(cè)面被切割，這就移除了預(yù)先電鍍的鈀。這將導(dǎo)致引線的末端容易發(fā)生氧化。這還使得當(dāng)安裝該裝置到印刷線路板時，焊接更加困難。使用QFN封裝將是非常有利的，其能改善焊接點連接的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0005]本發(fā)明，連同其目的和優(yōu)點，通過參考下文中配合附圖的優(yōu)選實施例的描述，將更加容易理解，其中:
[0006]圖1是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的組裝引線框板組件的頂視圖；
[0007]圖2是圖1中組裝引線框板組件穿過2-2'的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0008]圖3是由圖1的組裝引線框板組件形成的組裝容納引線框板組件的下側(cè)平面視圖；
[0009]圖4是圖3中組裝容納引線框板組件穿過4-4'的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0010]圖5依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，由圖3的組裝容納引線框板組件形成的部分分開的板組件的下側(cè)平面視圖；
[0011]圖6是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，圖5的部分分開的板組件穿過6-6'的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0012]圖7是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，電鍍底座陣列的安裝板的頂視圖。
[0013]圖8是圖7的安裝板穿過8-8,的橫截面圖；
[0014]圖9是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，將圖5的部分分開的板組件安裝到圖7的安裝板的相應(yīng)電鍍底座上的組合組件的側(cè)視圖；
[0015]圖10是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無引線方形扁平(QFN)半導(dǎo)體封裝的側(cè)視圖；以及
[0016]圖11是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的裝配無引線方形扁平(QFN)半導(dǎo)體封裝的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]意圖將以下結(jié)合附圖給出的詳細說明作為對本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例的說明，并不意味著其代表可以實施本發(fā)明的僅有形式。應(yīng)該理解，通過意圖包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的不同實施例可以實現(xiàn)相同或等價的功能。在所有附圖中，使用相同的標(biāo)號表示相同的要素。此外，術(shù)語“包括”、“包含”或它的任何其它變體都意圖涵蓋非排他的包括，使得包括一系列要素或步驟的模塊、電路、裝置組件、結(jié)構(gòu)及方法步驟不僅包括那些要素，而且還可以包括沒有明確列出的或者這些模塊、電路、裝置組件或步驟固有的其他要素或步驟。由“包括一個...”引導(dǎo)的要素或步驟在沒有更多約束的情況下，不排除包括該要素或步驟的額外相同要素或步驟的存在。
[0018]在一個實施例中，本發(fā)明提供包括安裝到管芯標(biāo)記上的半導(dǎo)體管芯的無引線方形扁平(QFN)半導(dǎo)體封裝。具有覆蓋半導(dǎo)體管芯和管芯標(biāo)記的殼體。該殼體具有底部(base)和側(cè)面，并且存在圍繞管芯標(biāo)記的導(dǎo)電安裝腳(即，引線或引線指)。每個安裝腳包括在殼體的底部中暴露的底部表面、被殼體覆蓋的相對的平行表面、以及在殼體的一個側(cè)面中中暴露的端面。暴露的端面垂直于暴露的底部表面和相對的平行表面，并位于它們之間。接合線選擇性地將半導(dǎo)體管芯的各電極電連接到安裝腳的相應(yīng)一個，并且導(dǎo)電鍍層涂覆暴露的端面。
[0019]在另一個實施例中，本發(fā)明提供裝配QFN半導(dǎo)體封裝的方法。該方法包括提供裝配QFN半導(dǎo)體封裝的組裝容納引線框板組件。每個封裝是由引線框形成，其中引線框包括圍繞管芯標(biāo)記的包圍框架。具有從包圍框架向內(nèi)延伸并支撐管芯標(biāo)記的系桿。導(dǎo)電安裝腳圍繞管芯標(biāo)記并從包圍框架向內(nèi)延伸。具有安裝到管芯標(biāo)記上的半導(dǎo)體管芯。接合線選擇性地將半導(dǎo)體管芯的各電極電連接到安裝腳的相應(yīng)一個。存在具有底部和側(cè)面的殼體。該殼體覆蓋半導(dǎo)體管芯并部分覆蓋管芯標(biāo)記和安裝腳，以致安裝腳的每一個包括在殼體的底部中暴露的底部表面和被殼體覆蓋的相對的平行表面。提供組裝的容納引線框板組件之后，該方法執(zhí)行將每一個封裝彼此部分分開，以提供部分分開的封裝的部分分開的板組件。通過移除包圍框架的多個段以暴露殼體側(cè)面中的每個導(dǎo)電安裝腳的端面，執(zhí)行部分分開，其中暴露的端面垂直于暴露的底部表面和相對的平行表面，并位于它們之間。該方法執(zhí)行將每個部分分開的封裝安裝到各自的電鍍底座，電鍍底座具有電絕緣主體，其中電絕緣主體具有被定位為沿電絕緣主體的外周邊緣的導(dǎo)電桿。導(dǎo)電桿與被定位為沿外周邊緣的安裝腳電互連。該方法然后執(zhí)行用導(dǎo)電鍍層涂敷每個安裝腳的暴露的端面。
[0020]現(xiàn)在參考圖1，這里圖解了組裝引線框板組件100的頂視圖。該組裝的引線框架板組件100包括典型的基于銅(涂有用于焊接接頭相容性的導(dǎo)電鍍層)的導(dǎo)電板102，其中具有形成在板102上的引線框104陣列。一般通過切割或沖壓工藝將引線框104形成在板102中，每個引線框104包括圍繞相應(yīng)管芯標(biāo)記108 (引線框標(biāo)記)的包圍框架106。
[0021]系桿110從每個包圍框架106向內(nèi)延伸，并支撐與各框架106關(guān)聯(lián)的管芯標(biāo)記108。每個引線框104具有從相應(yīng)包圍框架106朝著管芯標(biāo)記108向內(nèi)延伸的導(dǎo)電安裝腳112，其中管芯標(biāo)記108被該相應(yīng)包圍框架106封閉。并且，在每個管芯標(biāo)記108上安裝相應(yīng)半導(dǎo)體管芯120，接合線122選擇性將每個半導(dǎo)體管芯120的電極124電連接到安裝腳112的相應(yīng)一個。在一個實施例中，引線框架由類似銅的導(dǎo)電金屬形成，并被用類似鈀的保護材料鍍敷。
[0022]參考圖2，這里圖解了組裝引線框板組件100穿過2-2'的橫截面?zhèn)纫晥D。如所示，安裝腳112的下側(cè)表面202和每個管芯標(biāo)記108的下側(cè)表面204共平面，如平面Pl所示。
[0023]參考圖3，這里圖解的是組裝的容納引線框板組件300的下側(cè)平面視圖，由組裝的引線框板組件100形成的組裝的扁平無引線半導(dǎo)體封裝302。組裝的容納引線框板組件300包括由模制化合物形成的、用于每一個集成的扁平無引線半導(dǎo)體封裝302的殼體304，并且每個殼體302典型地由模制包封材料形成。
[0024]圖4圖解了由組裝引線框板組件100組成的組裝容納引線框板組件400穿過
4-4f的橫截面?zhèn)纫晥D。如所示，用于每個封裝302的殼體304具有底部402，并且殼體覆蓋相應(yīng)的半導(dǎo)體管芯120以及部分覆蓋安裝腳112，使得每一個安裝腳112包括在殼體304的底部406中暴露的底部表面406 (下側(cè)表面202)和被殼體304覆蓋的相對的平行表面408。管芯標(biāo)記108的下側(cè)表面204同樣被暴露在殼體304的底部402中，并如上述提及的，暴露的底部表面406 (下側(cè)表面202)和下側(cè)表面204共平面，如平面Pl所示。
[0025]參考圖5，圖解了依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，由組裝容納引線框板組件300形成的部分分開的板組件500的下側(cè)平面視圖。部分分開的板組件500包括通過移除包圍框架106以提供間隙504(可以在殼體302中形成溝槽)而形成的部分分開的封裝502。在這個實施例中，包圍框架的所有段都被移除，但是在其他實施例中，框架的拐角區(qū)域仍然保留。每個這些間隙504暴露了每個導(dǎo)電安裝腳112的端面506。這樣，每個暴露的端面506垂直于相應(yīng)暴露的底部表面406和相對的平行表面408，并位于它們之間。
[0026]參考圖6，圖解了部分分開的板組件500穿過6-61的橫截面?zhèn)纫晥D。在這個實施例中，間隙504輕微延伸進入殼體304，以在殼體302中形成溝槽。
[0027]參考圖7，圖解了依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的電鍍底座702陣列的安裝板700的頂平面視圖。安裝板700包括電絕緣主體704 (典型的基于橡膠或塑料)，該電絕緣主體704具有被定位為沿每個電鍍底座702的外圍邊緣708的導(dǎo)電桿706。因而，導(dǎo)電桿706形成了外圍框710用于電鍍底座702的相應(yīng)一個。如所示，每個電鍍底座702包括將電鍍底座702的相應(yīng)一個的各導(dǎo)電桿706耦接在一起的互連長條712。
[0028]每個外圍框架710包括封入到主體704中的凹入的拐角區(qū)域714，并且在這個平面視圖中，互連長條712形成十字，其中十字的至少一個中央交叉區(qū)域716是凹入的。但是，如在實施例中描述的，所有互連長條712的全部段相對于外圍框架710是凹入的，且被封入到主體704中。在電鍍底座702的每一個之間是具有定義外圍邊緣708的細長表面的縫或間隙720。同樣，作為主體704的一部分的互連橋722位于凹入的拐角區(qū)域714，且與臨近底座702耦接在一起。
[0029]參考圖8，圖解了安裝板700穿過8-8,的橫截面?zhèn)纫晥D，顯示了凹入的拐角區(qū)域714和凹入的互連長條712中的一個。
[0030]圖9顯示了依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，部分分開的板組件500 (部分分開的封裝502)安裝到安裝板700的相應(yīng)電鍍底座的結(jié)合組件900的側(cè)視圖。當(dāng)這樣安裝的每個導(dǎo)電桿706與相應(yīng)部分分開的封裝502的外圍邊緣對準(zhǔn)時，從而每個導(dǎo)電桿706與沿相應(yīng)外圍邊緣708的每個安裝腳112的暴露的底部表面406鄰接并覆蓋該暴露的底部表面406。
[0031]參考圖10，圖解了依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的QFN半導(dǎo)體封裝1000的側(cè)視圖。該QFN半導(dǎo)體封裝1000是通過對結(jié)合的組件900執(zhí)行電鍍工藝，然后移除安裝腳700并將獨立封裝502彼此完全分離而形成的。
[0032]該QFN半導(dǎo)體封裝1000包括安裝到管芯標(biāo)記108上的半導(dǎo)體管芯120。該殼體304覆蓋半導(dǎo)體管芯120，并且具有導(dǎo)電鍍層1002，其覆蓋每個導(dǎo)電安裝腳112暴露的端面506。該安裝腳112臨近殼體3024的每一個側(cè)面，從而封裝1000是每個暴露的端面506與殼體304的側(cè)面1004的相應(yīng)一個平行的QFN封裝。導(dǎo)電鍍層100典型的是基于錫的化合物，其使得暴露的底部表面406以形成焊接點的一部分。
[0033]參考圖11，圖解了依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的制造無引線方形扁平半導(dǎo)體封裝的方法1100的流程圖。該方法1100，在框1110，開始于提供裝配的QFN半導(dǎo)體封裝302的組裝容納引線框板組件300。在框1120，執(zhí)行每個封裝302的彼此部分分開，以提供部分分開的封裝502的部分分開的板組件500。然后，該方法1100在框1130執(zhí)行將每個部分分開的封裝502安裝到安裝板700的相應(yīng)電鍍底座702。
[0034]在框1140，執(zhí)行使用導(dǎo)電鍍層1002涂覆每個安裝腳112暴露的端面506的工藝。該涂覆是通過電鍍工藝執(zhí)行，其中一個涂覆電極被耦接到導(dǎo)電桿706，該導(dǎo)電桿706被電耦接到安裝腳112。因而在電鍍工藝期間，當(dāng)有電流穿過導(dǎo)電桿706并到達安裝腳112時，這些電連接便于暴露的端面506的涂覆。
[0035]在拆卸框1150，執(zhí)行將部分分開的封裝502從其相應(yīng)的電鍍底座702拆卸的工藝。然后，該方法1100在框1160通過殼體304的鋸開或切割工藝，執(zhí)行每個封裝的彼此完全分開，以提供QFN半導(dǎo)體封裝1000。
[0036]有益地，本發(fā)明為提供用于涂覆暴露的端面506，從而為安裝腳112提供合適的額外焊接點表面。這從而改進了安裝腳112和電路板的安裝焊墊之間的焊接點連接的質(zhì)量。
[0037]為了圖解和描述的目的給出了對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述，但是該描述并不意味著是詳盡的或者將本發(fā)明限制到所公開的形式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，在不偏離本發(fā)明的寬泛發(fā)明概念的情況下，可以對上述實施例進行變化。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開的具體實施例，而是覆蓋如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的修改。
【主權(quán)項】
1.一種無引線方形扁平QFN半導(dǎo)體封裝，包括: 安裝到引線框的管芯標(biāo)記上的半導(dǎo)體管芯； 覆蓋半導(dǎo)體管芯以及管芯標(biāo)記的至少一部分的殼體，其中殼體具有底部和側(cè)面； 圍繞管芯標(biāo)記的導(dǎo)電腳，其中每個腳包括在殼體的底部中暴露的底部表面、被殼體覆蓋的相對的平行表面、以及在殼體的一側(cè)中暴露的端面，該暴露的端面垂直于暴露的底部表面和相對的平行表面，并位于暴露的底部表面和相對的平行表面之間； 接合線，選擇性地將半導(dǎo)體管芯的各電極電連接到相應(yīng)的腳；以及 涂覆腳的暴露的底部表面的第一導(dǎo)電鍍層；以及 涂覆腳的暴露端面的第二導(dǎo)電鍍層，其中第二導(dǎo)電鍍層不同于第一導(dǎo)電鍍層。2.如權(quán)利要求1所述的QFN半導(dǎo)體封裝，其中第一導(dǎo)電鍍層包括鈀。3.如權(quán)利要求2所述的QFN半導(dǎo)體封裝，其中第二導(dǎo)電鍍層包括錫。4.如權(quán)利要求1所述的QFN半導(dǎo)體封裝，其中暴露的底部部分與殼體的底部平行。5.如權(quán)利要求1所述的QFN半導(dǎo)體封裝，其中殼體由模制化合物形成。6.如權(quán)利要求1所述的QFN半導(dǎo)體封裝，其中腳被定位為臨近殼體的每一側(cè)。7.—種裝配無引線方形扁平QFN半導(dǎo)體封裝的方法，該方法包括: 提供裝配的QFN半導(dǎo)體封裝的組裝容納引線框板組件，其中每個封裝由包括圍繞管芯標(biāo)記的包圍框架的引線框形成，系桿從包圍框架向內(nèi)延伸并支撐管芯標(biāo)記，導(dǎo)電腳從包圍框架向內(nèi)延伸，并且其中半導(dǎo)體管芯安裝到管芯標(biāo)記上，接合線選擇性地將半導(dǎo)體管芯的各電極電連接到相應(yīng)的腳，殼體具有底部和側(cè)面，殼體覆蓋半導(dǎo)體管芯、標(biāo)記并部分覆蓋腳，以使得每個腳包括在殼體底部中暴露的底部表面和被殼體覆蓋的相對平行表面； 將每個封裝彼此部分分開，以提供部分分開的封裝的部分分開的板組件，通過移除包圍框架的多個段以暴露殼體側(cè)面中的每個導(dǎo)電腳的端面來執(zhí)行部分分開，其中暴露的端面垂直于暴露的底部表面和相對的平行表面，并位于暴露的底部表面和相對的平行表面之間； 將每個部分分開的封裝安裝到相應(yīng)的電鍍底座，電鍍底座具有電絕緣主體，其中電絕緣主體具有位于沿電絕緣主體的外周邊緣的導(dǎo)電桿，且其中導(dǎo)電桿與被定位為沿外周邊緣的安裝腳電互連；以及 使用導(dǎo)電鍍層鍍敷每個腳的暴露的端面。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中鍍敷包括電鍍工藝，在電鍍工藝中電流穿過導(dǎo)電桿。9.如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包括將每個封裝彼此完全分開，以提供QFN半導(dǎo)體封裝。10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中引線框包括涂覆了銅的鈀，并且導(dǎo)電鍍層材料包括錫。
【文檔編號】H01L21/48GK105895611SQ201410858226
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月17日
【發(fā)明人】白志剛, 龐興收, 許南, 姚晉鐘
【申請人】飛思卡爾半導(dǎo)體公司