一种半导体封装结构及其封装方法

技术领域

本申请涉及半导体的技术领域，尤其涉及一种半导体封装结构及其封装方法。

背景技术

半导体是一种导电能力介于导体与非导体之间的材料，半导体元件根据半导体材料的特性，属于固态元件，其体积可以缩小到很小的尺寸，因此耗电量少，集成度高，在电子技术领域获得了广泛的应用。

市面上有些半导体产品需要焊接地线，这些产品的地线和芯片通常是作业在同一平面上，由于结合材本身化学成分扩散性及材料的流动性，在施加结合材时结合材容易流动到地线焊接区域上，进而污染地线焊接区域造成虚焊、焊接强度不足等焊接不良现象，最终降低了产品良率。

发明内容

本发明实施例的目的在于：提供一种半导体封装结构及其封装方法，其能够解决现有技术中存在的上述问题。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

一方面，提供一种半导体封装结构，包括：

引线框架，包括芯片支架和引脚，所述芯片支架包括芯片支撑部和位于所述芯片支撑部周部的地线焊接部，所述芯片支撑部具有芯片接合面，所述地线焊接部具有地线接合面，所述芯片接合面和所述地线接合面位于所述引线框架的同一侧，所述芯片接合面相对所述地线接合面下沉，且所述芯片支撑部和所述地线焊接部的厚度相同；

芯片和结合材，所述芯片通过所述结合材粘接于所述芯片接合面上，且所述结合材远离所述芯片接合面的一面不高于所述地线接合面。

可选的，所述地线接合面位于所述地线焊接部远离所述芯片支撑部的端部，所述地线接合面与所述芯片支撑部之间设有隔断孔。

可选的，所述地线焊接部包括连接臂和焊接臂，所述地线接合面位于所述焊接臂，所述连接臂的两端分别连接所述芯片支撑部和所述焊接臂，所述隔断孔形成于所述焊接臂与所述芯片支撑部之间。

可选的，所述芯片支架具有相对的第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部分别设置有所述地线焊接部。

可选的，所述芯片支架位于所述第一侧部外侧以及位于所述第二侧部外侧分别设有所述引脚，所述芯片与所述引脚之间通过管脚引线电性连接；所述地线焊接部上设有用于避让所述管脚引线的隔断缝。

可选的，所述芯片接合面相对所述地线接合面下沉从而形成存胶槽，所述存胶槽的侧壁为竖直面、倾斜面或者阶梯面。

可选的，所述存胶槽的侧壁为二级阶梯面。

可选的，所述存胶槽的侧壁为三级以上阶梯面。

另一方面，提供一种上述半导体封装结构的封装方法，包括步骤：

S1.制备引线框架；

S2.通过结合材将芯片粘接于芯片支撑部上；

S3.通过地线将芯片和地线焊接部键合，通过管脚引线将芯片和引脚键合；

S4.对完成焊接的引线框架和芯片的结合体进行塑封。

可选的，上述步骤S1包括：冲压引线框架的芯片支撑部使芯片接合面相对地线接合面下沉。

或，冲压所述引线框架的地线焊接部，使所述地线焊接部凸出于芯片接合面，进而实现所述芯片接合面相对地线接合面下沉。

本申请的有益效果为：本发明提供了一种半导体封装结构及其封装方法，该结构中，引线框架的芯片接合面相对地线接合面下沉，从而地线焊接部形成了一圈阻挡结合材的围坝，施加到芯片支撑部上的结合材不会流动到地线接合面上，从而避免了结合材溢出而导致地线接合面被污染的问题，进而减少了虚焊、焊接强度不足等焊接不良现象，提高了产品良率。

此外，本方案除了下沉芯片接合面以防止结合材溢出，还保证了芯片支撑部材料厚度不变，进而保持了产品的热电性能。

附图说明

下面根据附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

图1为本申请实施例所述半导体封装结构的其中一种实施方式结构示意图；

图2为图1所示结构的断面图；

图3为本申请实施例所述半导体封装结构的另一种实施方式结构示意图；

图4为图3所示结构的芯片支架的局部结构示意图；

图5为图3所示结构的断面图；

图6为本申请实施例所述半导体封装结构的又一种实施方式的结构示意图；

图7为图6所示结构的断面图。

图中：

1、引线框架；11、芯片支架；111、芯片支撑部；1111、芯片接合面；112、地线焊接部；1121、地线接合面；1122、焊接臂；1123、连接臂；1124、隔断孔；1125、隔断缝；12、引脚；2、芯片；3、结合材；41、管脚引线；42、地线。

具体实施方式

为使本申请解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本申请实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-7所示，本实施例提供一种半导体封装结构，包括引线框架1、芯片2和结合材3，芯片2通过结合材3粘接固定于引线框架1上，引线框架1与芯片之间通过管脚引线41和地线42连接实现电性导通。其中：

引线框架1包括芯片支架11和引脚12，所述芯片支架11包括芯片支撑部111和位于所述芯片支撑部111周部的地线焊接部112，所述芯片支撑部111具有芯片接合面1111，所述地线焊接部112具有地线接合面1121，所述芯片接合面1111和所述地线接合面1121位于所述引线框架1的同一侧，所述芯片接合面1111相对所述地线接合面1121下沉，且所述芯片支撑部111和所述地线焊接部112的厚度相同；具体的，芯片支撑部111与地线焊接部112的厚度相同，且芯片接合面1111相对地线接合面1121下沉，其结构可以理解为，芯片支架11在芯片结合面1111所在侧形成凹槽结构，同时，在背向芯片结合面1111的一侧形成了凸台结构，凸台的高度恰好等于凹槽的深度，如此便保证了芯片支撑部111与地线焊接部112具有相同的厚度。

芯片2和结合材3中，所述芯片2通过所述结合材3粘接于所述芯片接合面1111上，且所述结合材3远离所述芯片接合面1111的一面不高于所述地线接合面1121。即，结合材3的高度不高于凹槽的深度，位于凹槽内结合材无法越过凹槽的侧壁流到地线接合面1121上。

基于上述的半导体封装结构，引线框架1的芯片接合面1111相对地线接合面1121下沉，从而地线焊接部112形成了一圈阻挡结合材3的围坝，施加到芯片支撑部111上的结合材3不会流动到地线接合面1121上，从而避免了结合材3溢出而导致地线接合面1121被污染的问题，进而减少了虚焊、焊接强度不足等焊接不良现象，提高了产品良率。

此外，本方案在下沉芯片接合面1111以防止结合材3溢出的基础上，还保证了芯片支撑部111材料厚度不变，避免了芯片支撑部111厚度被削减而破坏其支撑强度和热电性能。

参照图3-5，所述地线接合面1121位于所述地线焊接部112远离所述芯片支撑部111的端部，所述地线接合面1121与所述芯片支撑部111之间设有隔断孔1124。具体的，焊接地线42时，地线42一端焊接芯片2，另一端焊接地线焊接部112，芯片2和结合材3位于隔断孔1124的同一侧，地线42与地线焊接部112的焊接点位于隔断孔1124的另一侧，如此，隔断孔1124起进一步隔断的作用。假如加工过程中向芯片支撑部111上注入的结合材3过多导致结合材3溢出芯片支撑部111，溢出的结合材3也无法越过隔断孔1124覆盖地线42与地线焊接部112的焊接位置上，从而确保地线焊接部112能够为地线42的焊接提供洁净焊接表面。

参照图4，所述地线焊接部112包括连接臂1123和焊接臂1122，所述地线接合面1121位于所述焊接臂1122，所述连接臂1123的两端分别连接所述芯片支撑部111和所述焊接臂1122，所述隔断孔1124形成于所述焊接臂1122与所述芯片支撑部111之间。

具体的，焊接臂1122用于为地线42的焊接提供焊接点，连接臂1123连接于芯片支撑部111和焊接臂1122之间，可为焊接臂1122提供机械支撑，同时实现焊接臂1122与芯片支撑部111之间的电性导通。作为本实施例可选的实施方式，焊接臂1122的两端分别连接有一连接臂1123，或焊接臂1122的一端连接有连接臂1123，从而实现对焊接臂1122的支撑。

所述芯片支架11具有相对的第一侧部和第二侧部，参照图1-2所示，所述第一侧部和所述第二侧部分别设置有所述地线焊接部112。即，分别在芯片支架11的两侧设置地线焊接部112，可为地线42提供足够的焊接面积，以实现芯片2的多点接地需求。

进一步的，所述芯片支架11位于所述第一侧部外侧以及位于所述第二侧部外侧分别设有所述引脚12，所述芯片2与所述引脚12之间通过管脚引线41电性连接。

所述地线焊接部112上设有用于避让所述管脚引线41的隔断缝1125。

具体的，管脚引线41的两端分别连接芯片2和引脚12，故，管脚引线41需从地线焊接部112的上方经过，如果地线焊接部112凸起或管脚引线41中部下榻时，可能导致管脚引线41与地线焊接部112接触导通，导致封装后的半导体产品无法正常使用。为了避免此问题，参照图2-3，本方案在地线焊接部112对应管脚引线41经过的区域设置了隔断缝1125，隔断缝1125可避让管脚引线41，即使出现地线焊接部112凸起或管脚引线41中部下榻的情况，管脚引线41也只会落入隔断缝1125中而不会直接于地线焊接部112接触导通。

可选的，本申请中所述芯片接合面1111相对所述地线接合面1121下沉从而形成存胶槽，在焊接芯片2的过程中，结合材3始终处于存胶槽中，避免对地线焊接部112造成污染。

其中，存胶槽的形成方式包括但不限于以下方案：

作为本申请中存胶槽的一种可选实施方式，参照图2所示，所述存胶槽的侧壁为竖直面。具体的，可通过将引线框架1中芯片支撑部111的区域向下冲压，使芯片接合面1111下榻，同时芯片支撑部111的底部凸出，从而维持了芯片支撑部111的厚度不变。在此方式中，由于地线接合面1121的高度不变，即地线接合面1121与引脚12的上表面保持平齐，故此时可无需前述的用于避让管脚引线41的隔断缝1125。

作为本申请中存胶槽的另一种可选实施方式，参照图5所示，所述存胶槽的侧壁为倾斜面。具体的，可通过冲压引线框架1的地线焊接部112，使地线焊接部112凸出于芯片接合面1111，从而形成了芯片接合面1111相对地线接合面1121下沉的结构，同时地线焊接部112和芯片支撑部111的厚度均保持不变。在此方式中，由于地线接合面1121的高度高于引脚12的上表面，故此时应该在地线焊接部112上设置用于避让管脚引线41的隔断缝1125。

作为本申请中存胶槽的又一种可选实施方式，参照图7所示，所述存胶槽的侧壁为阶梯面。具体的，可通过对引线框架1中的芯片支撑部111的区域进行两次向下冲压以形成此结构。同样，此结构可保证芯片支撑部111的厚度不变，亦可无需前述的用于避让管脚引线41的隔断缝1125。

在此方式中进一步可选的，存胶槽的侧壁所设置的阶梯面为二级阶梯面(即为图7所示结构)，结合材3可施加在第一级台阶面以下，其余的台阶露出，当所接地线数量不多时，可以将所有的地线接在第二级台阶面(即最高一级台阶面)上，通过二级阶梯可以更好的避免结合材溢出到第二级台阶面上；当所接地线数量较多时，可以将部分地线接在第一级台阶面上，部分地线接在第二级台阶面上，此时二级台阶面可方便焊接较多的地线，同时可避免位于不同台阶的焊接撞线的问题。

以上方式另一种可选的，存胶槽的侧壁所设置的阶梯面为三级以上阶梯面，结合材3可施加在第一级台阶面以下，其余的台阶露出。此方式应用于焊接的地线数量更多的情况，在第一级台阶面以上的各台阶面分别可焊接地线，即三级以上台阶面可方便焊接更多的地线，更好的避免结合材溢出的同时可避免位于不同台阶的焊接撞线的问题。

另一方面，本实施例还提供一种上述半导体封装结构的封装方法，包括步骤：

S1.制备引线框架1；

S2.通过结合材3将芯片2粘接于芯片支撑部111上；

S3.通过地线42将芯片2和地线焊接部112键合，通过管脚引线41将芯片2和引脚12键合；

S4.对完成焊接的引线框架1和芯片2的结合体进行塑封。

作为本实施例其中一种实施方式，上述步骤S1包括：冲压引线框架1的芯片支撑部111使芯片接合面1111相对地线接合面1121下沉。

作为本实施例另一种实施方式，上述步骤S1包括：冲压所述引线框架1的地线焊接部112，使所述地线焊接部112凸出于所述芯片接合面1111，进而实现芯片接合面1111相对地线接合面1121下沉。

同理，通过本实施例的封装方法制备半导体的过程中，可避免结合材3溢出覆盖到地线接合面1121上，进而避免地线42焊接时存在的虚焊、焊接强度不足等焊接不良现象。同时，本方法加工所得的半导体同样具有较好的支撑强度和热电性能。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。