一種封裝框架結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種高擊穿電壓的封裝框架結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路(IC)產(chǎn)品由芯片、引線(xiàn)和引線(xiàn)框架、粘接材料、封裝材料等幾大部分構(gòu)成。其中，引線(xiàn)框架的主要功能是為芯片提供機(jī)械支撐載體，并作為導(dǎo)電介質(zhì)連接IC外部電路，傳送電信號(hào)，以及與封裝材料一起，向外散發(fā)芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，成為IC中極為關(guān)鍵的零部件。
[0003]電介質(zhì)在足夠強(qiáng)的電場(chǎng)作用下將失去其介電性能成為導(dǎo)體，稱(chēng)為電介質(zhì)擊穿，所對(duì)應(yīng)的電壓稱(chēng)為擊穿電壓。電介質(zhì)擊穿時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度叫擊穿場(chǎng)強(qiáng)。不同電介質(zhì)在相同溫度下，其擊穿場(chǎng)強(qiáng)不同。由Ul_U2 = Ed知，決定電容器的擊穿電壓的是擊穿場(chǎng)強(qiáng)E和兩極板的距離d。擊穿場(chǎng)強(qiáng)通常又稱(chēng)為電介質(zhì)的介電強(qiáng)度。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，比如在豎直方向金屬片與其下方的框架之間，水平方向芯片與芯片之間就形成了一個(gè)類(lèi)似的電容器結(jié)構(gòu)。所述金屬片一般通過(guò)助焊劑與芯片焊接，同時(shí)金屬片又與引腳電性連接，金屬片實(shí)際上起到替代打線(xiàn)的作用。
[0004]如果對(duì)這一個(gè)類(lèi)似的電容器結(jié)構(gòu)控制不好，使得擊穿電壓過(guò)低，就很容易使得芯片被擊穿，造成短路、器件損毀的嚴(yán)重后果。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中已有這方面的研究如專(zhuān)利CN 201420101959.X集成電路的雙基島引腳引線(xiàn)框結(jié)構(gòu)，包括基板上設(shè)有基島及引線(xiàn)框單元，所述基島上設(shè)有芯片，所述芯片設(shè)有7個(gè)引線(xiàn)管腳，基島之間的間隙距離為0.5mm，引線(xiàn)管腳與基島之間間隙距離為0.4mm ;引線(xiàn)框單元8個(gè)為一列，分成若干列設(shè)置在所述基板上。該專(zhuān)利解決了在水平方向上微小間距電壓擊穿空氣放電現(xiàn)象，克服傳統(tǒng)SOP雙基島封裝對(duì)微小間距電壓擊穿空氣放電的不足。
[0006]但是現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有對(duì)豎直方向上金屬片與框架之間的擊穿電壓進(jìn)行研究。豎直方向上仍然存在擊穿電壓低，安全性差，產(chǎn)品穩(wěn)定性不高的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種電絕緣性好，安全性和穩(wěn)定性高的封裝框架結(jié)構(gòu)，包括框架本體1、芯片2、金屬片3，所述框架本體I包括載體4、切線(xiàn)槽5，所述載體4用來(lái)安放芯片2，所述芯片2下方與載體4固定連接，所述芯片2上方與金屬片3固定連接，所述框架本體I上的載體4周?chē)糠质乔芯€(xiàn)槽5，所述框架本體I朝向金屬片的一側(cè)設(shè)置有與框架本體I 一體成型的凸起，所述凸起頂部與金屬片3相抵。
[0008]優(yōu)選地，所述框架本體為方形，所述凸起位于框架本體的四個(gè)邊角。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述凸起位于切線(xiàn)槽的任一位置處。
[0010]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述凸起為圓柱體或者四棱柱。
[0011]優(yōu)選地，所述凸起高度為100nm-800nm。
[0012]進(jìn)一步，所述凸起還位于框架本體的四條邊的中間位置和框架本體的中央位置。
[0013]更進(jìn)一步，所述凸起為銅、鋁、鋁合金中一種。
[0014]非限制性的，所述凸起的從上到下直徑逐漸增大。
[0015]本實(shí)用新型的封裝技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益的技術(shù)效果:在本實(shí)用新型中，在框架本體一體設(shè)置了凸起，該凸起起到支撐金屬片的作用，將芯片上方的金屬片頂起，防止金屬片與框架本體之間的距離過(guò)小從而使得兩者間的擊穿電壓過(guò)小，容易短路損毀的問(wèn)題，使得產(chǎn)品更加可靠安全。
[0016]所述凸起通過(guò)模具與框架本體一起成型，減少了工藝步驟，節(jié)約了成本。
[0017]在框架本體的四周邊緣設(shè)置的凸起能有效托起金屬片，以及框架本體中間部分的凸起能有效控制金屬片與框架本體之間的距離基本保持一致。從而使得擊穿電壓保持在一個(gè)可控的范圍內(nèi)，提尚廣品的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是一種封裝框架的側(cè)視圖；
[0019]圖2是一種封裝框架的正視圖；
[0020]框架本體1、芯片2、金屬片3、載體4、切線(xiàn)槽5、凸起6。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022]如圖1所示一種封裝框架結(jié)構(gòu)，包括框架本體1、芯片2、金屬片3，所述框架本體I包括載體4、切線(xiàn)槽5，所述載體4用來(lái)安放芯片2，所述芯片2下方與載體4固定連接，所述芯片2上方與金屬片3固定連接，如圖2所示，所述框架本體I上的載體4周?chē)糠质乔芯€(xiàn)槽5，所述框架本體I朝向金屬片3的一側(cè)設(shè)置有與框架本體I 一體鍛壓或者壓鑄成型的凸起6，所述凸起6頂部與金屬片3相抵。
[0023]優(yōu)選地，所述框架本體I為銅板或者鋁板或者氧化鋁或者氮化鋁。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述框架本體I是通過(guò)例如將銅以及鉬等的異種金屬進(jìn)行層疊加工而形成的，或者是通過(guò)使銅以及鎢等的異種金屬的粉末混合固化的粉末冶金法而形成的。
[0025]所述金屬片3優(yōu)選為為銅片或者銀片或鋁片。
[0026]所述框架本體I為方框或者矩形結(jié)構(gòu)。所述框架本體I上的載體4周?chē)糠质乔芯€(xiàn)槽5。所述載體4為框架本體I上的方形的凹部，所述載體4也可以叫做基島，所述框架本體I上有若干個(gè)載體4，所述載體4對(duì)齊排列，本實(shí)施例的框架本體I上有24個(gè)載體4，本實(shí)用新型并不限定載體4的數(shù)量。
[0027]框架本體I即引線(xiàn)框架，金屬片3與框架本體I或者引線(xiàn)框架的引腳電性連接。
[0028]半導(dǎo)體芯片2由碳化娃(SiC)構(gòu)成，但也可以由氮化鎵(GaN)、娃(Si)等構(gòu)成。
[0029]芯片2例如是采用氮化鎵的高輸出功率晶體管(GaN-HEMT)等的功率半導(dǎo)體芯片2，搭載在框架本體I的載體4上。此外，雖然如圖2所示，在涉及實(shí)施例的框架中搭載有24個(gè)半導(dǎo)體芯片2，但是并不限定半導(dǎo)體芯片2的數(shù)量。另外，被搭載的半導(dǎo)體芯片2不限于功率半導(dǎo)體。
[0030]所述載體4與芯片2焊接，具體焊接時(shí)通過(guò)添加助焊劑，再采用回流焊工藝將載體4與芯片2焊接。
[0031]所述芯片2與其上方金屬片3通過(guò)添加助焊劑，再采用回流焊工藝將芯片2與其上方的金屬片3焊接。
[0032]所述框架本體I為矩形，所述凸起6位于框架本體I的至少三個(gè)邊角。所述框架本體I上至少有3個(gè)地方設(shè)置凸起6，三點(diǎn)成面就可以起到支撐作用。
[0033]所述凸起6位于切線(xiàn)槽5或者框架本體I的邊框的任一位置處。
[0034]所述凸起6為圓柱體或者四棱柱。
[0035]所述凸起6還位于框架本體I的四條邊的中間位置和框架本體I的中央位置。
[0036]所述凸起6為銅、鋁、鋁合金中一種。
[0037]所述凸起6的從上到下直徑逐漸增大，這樣能承受更大的壓力，抗壓性能更好。
[0038]所述凸起6與框架本體為一體結(jié)構(gòu)，由同一個(gè)模具沖壓制成。
[0039]凸起6部分可以根據(jù)模具的不同有不同的數(shù)量和形狀。該凸起6材質(zhì)隨著框架本體或者半導(dǎo)體基板變化而變化。該凸起6可以和框架本體或者半導(dǎo)體基板是一體的。
[0040]載體4配置于框架本體I上，橫截面形狀呈矩形狀，載體4四邊邊緣部位沿厚度方向具有臺(tái)階式結(jié)構(gòu)。
[0041]所述凸起6為柱形凸起6，凸起6具有矩形形狀；不限制的凸起6可以具有諸如三角形形狀、矩形形狀、圓形形狀等的各種形狀。
[0042]所述封裝框架結(jié)構(gòu)的制作方法如下:
[0043]第一步驟:先將框架本體I以及載體4制作好，取一金屬基板，金屬基板材料與常規(guī)基板一樣為銅材或鋁材或氧化鋁或氮化鋁等材質(zhì)，然后在金屬基板上沖壓出定位孔并通過(guò)沖壓或鍛壓在金屬基板正面形成凸起6。再通過(guò)沖壓，化學(xué)蝕刻，激光蝕刻等技術(shù)處理成帶有凸起6的框架。
[0044]第二步驟:通過(guò)減薄機(jī)、劃片機(jī)以及清洗機(jī)將晶圓厚度減薄后切割成芯片2，并通過(guò)粘片機(jī)將芯片2用粘片膠粘貼到框架的載體4上；然后進(jìn)行前固化，通過(guò)烘烤箱將粘片膠烘干，固定芯片2。
[0045]第三步驟:所述芯片2與其上方金屬片3通過(guò)添加助焊劑，再采用回流焊工藝將芯片2與其上方的金屬片3焊接。
[0046]本實(shí)用新型在框架本體一體設(shè)置了凸起6，該凸起6起到支撐金屬片的作用，將芯片上方的金屬片頂起，防止金屬片與框架本體之間的距離過(guò)小從而使得兩者間的擊穿電壓過(guò)小，容易短路損毀的問(wèn)題，使得產(chǎn)品更加可靠安全。
[0047]所述凸起6通過(guò)模具與框架本體一起成型，減少了工藝步驟，節(jié)約了成本。
[0048]在框架本體的四周邊緣設(shè)置的凸起6能有效托起金屬片，以及框架本體中間部分的凸起6能有效控制金屬片與框架本體之間的距離基本保持一致。從而使得擊穿電壓保持在一個(gè)可控的范圍內(nèi)，提尚廣品的穩(wěn)定性。
[0049]上述說(shuō)明示出并描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實(shí)用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種封裝框架結(jié)構(gòu)，包括框架本體(1)、芯片(2)、金屬片(3)，所述框架本體(I)包括載體(4)、切線(xiàn)槽(5)，所述載體(4)用來(lái)安放芯片(2)，所述芯片(2)下方與載體(4)固定連接，所述芯片(2)上方與金屬片(3)固定連接，所述框架本體(I)上的載體(4)周?chē)糠质乔芯€(xiàn)槽(5)，其特征在于:所述框架本體(I)朝向金屬片(3)的一側(cè)設(shè)置有與框架本體(I)一體壓鑄成型的凸起(6)，所述凸起(6)頂部與金屬片(3)相抵。2.如權(quán)利要求1所述的一種封裝框架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述框架本體(I)為矩形，所述凸起(6)至少位于框架本體(I)的三個(gè)邊角。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種封裝框架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凸起(6)位于切線(xiàn)槽(5)或者框架本體(I)的邊框的任一位置處。4.如權(quán)利要求1或2所述的一種封裝框架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凸起(6)為圓柱體或者四棱柱。5.如權(quán)利要求2所述的一種封裝框架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凸起(6)還位于框架本體⑴的四條邊的中間位置和框架本體⑴的中央位置。6.如權(quán)利要求1所述的一種封裝框架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凸起(6)為銅、鋁、鋁合金中一種。7.如權(quán)利要求1所述的一種封裝框架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凸起(6)從上到下直徑逐漸增大。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種封裝框架結(jié)構(gòu)，包括框架本體1、芯片2、金屬片3，所述框架本體1包括載體4、切線(xiàn)槽5，所述載體4用來(lái)安放芯片2，所述芯片2下方與載體4固定連接，所述芯片2上方與金屬片3固定連接，所述框架本體1上的載體4周?chē)糠质乔芯€(xiàn)槽5，所述框架本體朝向金屬片的一側(cè)固定連接有凸起，所述凸起6頂部與金屬片3相抵。本實(shí)用新型的封裝技術(shù)在框架本體制作中一體設(shè)置了凸起，該凸起起到支撐金屬片的作用，將芯片上方的金屬片頂起，防止金屬片與框架本體之間的距離過(guò)小從而使得兩者間的擊穿電壓過(guò)小，使得框架的安全性和穩(wěn)定性更高。
【IPC分類(lèi)】H01L23/495
【公開(kāi)號(hào)】CN204809215
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520461230
【發(fā)明人】石磊
【申請(qǐng)人】南通富士通微電子股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年6月30日