用于半导体器件的引线框架、对应的半导体产品和方法

本申请要求于2019年12月20日提交的意大利专利申请No.102019000025009的优先权，其全部内容在法律允许的最大范围内通过引用并入本申请。

技术领域

本说明书涉及集成电路(IC)制造技术。

特别地，一个或多个实施例可以被应用于在其封装主体的底部具有暴露的引线的四方扁平无引线封装(QFN)或四方扁平封装(QFP)暴露焊盘(QFN-ep、QFP-ep)的半导体封装，以及其制造方法。

一个或多个实施例可以被应用于预模塑引线框架，该预模塑引线框架在扁平配置中模塑并且适用于使用表面安装技术(SMT)的封装应用。

背景技术

常规地，IC裸片被包围在塑料封装中，封装提供保护IC裸片不受环境影响并且促进IC裸片与下方衬底(诸如印刷电路板(PCB))之间的电气互连。

在常规布置中，封装的半导体器件可以包括：金属引线框架；至少一个集成电路裸片；将集成电路裸片附接到在引线框架中的裸片焊盘的材料；将在IC裸片上的焊盘电连接到引线框架的各个引线的键合接线；以及硬塑料包封材料，例如覆盖其他部件并且形成封装的外部的模塑化合物塑料树脂。

引线框架是用于IC裸片的中心支撑结构，特别是在组装这种封装的半导体器件期间，引线框架被采用以成形外部接触件(引线或焊盘)。引线框架的一部分可以完全由塑料包封剂包围。引线框架的引线的部分从封装外部地延伸或部分暴露在包封材料内，以便将封装与另一部件电连接。在某些封装的半导体器件中，引线框架的一部分裸片焊盘也可以保持暴露在封装外部，用作散热器。

在电子领域中通常已知的半导体封装的一种类型被称为四方扁平封装(QFP)封装。QFP封装可以包括薄的、通常是正方形的封装主体，其限定了长度基本相等的四个外围侧。从封装主体的四个外围侧中的每一侧突出的是多条引线，每条引线通常具有鸥翼(gull-wing)配置。引线的多个部分在封装主体的内部，并且被电连接到半导体裸片的焊盘或端子中的相应焊盘或端子，该半导体裸片也被包封在封装主体内。半导体裸片被安装在QFP封装引线框架的裸片焊盘上。在被称为QFP暴露焊盘(QFP-ep)封装的某些QFP封装类型中，裸片焊盘的一个表面被暴露在封装主体的底面内。

在可靠性评估期间，可以对封装施加应力，并且确定在所有部件之间的粘附性，以确定封装件可靠性。引线框架在树脂上的粘附性是针对封装密闭度及其可靠性的重要指标。

在QFN、QFP封装技术中，可以通过光刻来成形外部接触件(引线或焊盘)，并且如上所述，支撑IC裸片硅芯片的引线框架的裸片焊盘部分可以被暴露在成型主体的外部。

在这方面，粘附性/强度是一个问题，特别是对于预模塑引线框架和/或使用带式键合时(例如，对于大功率应用)。

模塑化合物在裸片焊盘上收缩可以导致压缩应力，可能产生所谓的“显著”翘曲，导致树脂由于缺乏粘附性而从引线框架分离，亦即在模塑化合物与裸片焊盘之间分层。裸片焊盘/模塑分层可以危害封装的密闭度，这是因为当安装在PCB上时裸片焊盘可以从模塑主体中被拉出。

为了改善树脂-裸片焊盘耦合的可靠性，引线框架供应商现有的可用解决方案可以包括对裸片焊盘进行表面处理或在引线框架的(光)蚀刻下进行定制。

然而，在这种布置上执行的可靠性测试指示，在模塑化合物与欠蚀刻的裸片焊盘之间仍可能发生分层，由此产生的间隙会影响封装的密闭度。

本领域需要为解决上述问题提供改善的解决方案。

发明内容

一个或多个实施例涉及系统/器件/电路/方法。

一个或多个实施例通过在裸片焊盘外围提供沟槽(由上半切割图案和下半切割图案重叠形成)，促进裸片焊盘到模塑化合物的经改善锚定。

一个或多个实施例可以涉及对应的引线框架。

一种引线框架，包括在一侧上具有槽构造的裸片焊盘和台阶状轮廓的引线框架可以是这种引线框架的示例。

一个或多个实施例可以涉及对应的半导体组件。

一个或多个实施例可以涉及对应的方法。

一种制造引线框架或半导体组件的方法，具有经改善的分层抗性的制造方法可以是这种方法的示例。

在一个或多个实施例中，可以促进提供具有经改善的封装密闭度并且减少(实际上移除)分层的QFP-ep封装。

在一个或多个实施例中，引线框架的裸片焊盘区域可以包括特征，以增加引线框架的裸片焊盘区域与后续施加的模塑化合物的粘附。这种特征可以包括在裸片焊盘的上侧进行的半蚀刻，半蚀刻在裸片焊盘的底部与第二半蚀刻部分地重叠。

一个或多个实施例可以涉及对应的引线框架。

一个或多个实施例可以创建锁定的树脂，该树脂可以促进防止在裸片焊盘上的分层并且增加在半导体组件中的裸片焊盘的密闭度。

在一个或多个实施例中，这种沟槽部分地刺穿在裸片焊盘外围上的半蚀刻区域，该沟槽可以促进通过模塑化合物创建强锁定，防止当被安装在印刷电路板(PCB)上时，裸片焊盘从成型主体中被拉出。

一个或多个实施例可以适用于在具有光刻引线框架的QFN和QFP-ep半导体封装中被使用。

在一个或多个实施例中，裸片焊盘可以被设计为在一个表面上包括一个或多个刻槽。

一个或多个实施例(除了其他之外)可以有利地促进：减少或避免在模塑化合物树脂与裸片焊盘之间的分层；在(预)模塑的QFN引线框架的组装期间改善裸片焊盘在两个方向上的锁定；提供表面处理的备选方案；以及在光刻引线框架上提供欠蚀刻的特征。

权利要求书是本文参照实施例提供的技术教导的组成部分。

附图说明

现在将仅通过非限制性示例的方式参考附图来描述一个或多个实施例，其中：

图1是从其背侧或底侧看到的引线框架的部分透视图；

图2A和图2B是在图1中所例示的引线框架的可能使用的示例；

图3是从其前侧或顶侧看到的一个或多个实施例的引线框架的部分透视图；

图4是一个或多个实施例的引线框架的部分横截面视图；

图5是以放大比例复制的由箭头V指示的图4的一部分的视图，并且示出了实施例的可能效果；

图6是在实施例中的可能动作的流程图示例；以及

图7是实施例的基本原理的示例图。

具体实施方式

在随后的说明书中，示出了一个或多个具体细节，旨在提供对本说明书的实施例的示例的深入理解。实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下获得，或者使用其他方法、部件、材料等获得。在其他情况下，不详细地说明或描述已知的结构、材料或操作，以便不模糊实施例的某些方面。

在本说明书的框架中引用“一个实施例”或“一种实施例”旨在指示与实施例相关描述的特定配置、结构或特征被包括在至少一个实施例中。因此，可以出现在本说明书的一个或多个点中的诸如“在一个实施例中”或“在一种实施例中”的短语不一定是指一个或同一个实施例。

此外，特定构造、结构或特征可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合。

本文使用的引用仅是为了方便而提供的，因此不限定保护的范围或实施例的范围。

附图是简化的形式并且没有精确的比例。为了简单起见，可以相对于附图使用方向(上/下等)或运动(向前/向后等)术语。术语“耦合”和类似的术语不一定是指直接和间接的连接，还包括通过中间元件或器件的连接。

如上所述，改善引线框架与模塑化合物之间的锁定是根据本公开的一个或多个实施例的目标。

为了促进改善锁定，一些解决方案可以包括在引线框架的半蚀刻操作期间对引线框架进行欠蚀刻以形成经反向的T形的方法，如图1、图2A和图2B中所示。

图1是经受如下文所述的背面蚀刻的(金属，例如铜)引线框架10的一部分的透视图，引线框架10包括围绕裸片焊盘部分的电接触构造16的阵列。

在一个或多个实施例中，电接触构造16的阵列可以通过已知的方法在其上选择性地镀制被提供的部件。

如上所述，引线框架10可以具有被配置为承载半导体裸片的核心或裸片焊盘区域14。

特别地，裸片焊盘14可以包括第一平面裸片安装表面和与第一平面裸片安装表面相对的第二平面表面14b。

例如，半导体裸片可以被粘在这种第一平面裸片安装表面(图1中不可见)上，并且电接触构造16可以被配置为一旦被放置在引线框架10的裸片焊盘区域14上，就提供对半导体裸片的电连接和可访问性功能。

在一个或多个实施例中，裸片焊盘14可以具有多边形形状(例如正方形)，并且可以包括大体上平面的顶面和相对的大体上平面的底面，以及四个外围边缘段。

例如，作为蚀刻处理的结果，台阶轮廓12可以被刻在裸片焊盘边缘或轮廓中以及在引线框架的引线16的边缘或轮廓中。

特别地，这种光刻工艺可以被配置为提供半蚀刻引线框架10，其中台阶状轮廓12包括第一台阶和第二台阶，第一台阶具有相对于蚀刻前的引线框架的宽度的一半的宽度。

如上所述，在经由蚀刻处理的引线框架10的构造期间，引线16也可以以促进在其表面内构造连续的凹陷肩部的方式进行半蚀刻，这种肩部沿着每个引线16的内端和纵向侧的部分连续延伸。

引线框架10的组件100和半导体裸片30可以具有如图2A所示的横截面，其中半导体裸片(或多个裸片)可以被放置在引线框架10的裸片焊盘14的第一表面14a上。

在半导体裸片30与电接触构造16的机械和电连接之后，例如经由导电导线的使用(称为导线键合，图中不可见)，组件100可以在模塑工艺中由包封材料包封或覆盖，使包封材料硬化，从而构造半导体封装100的封装主体。将包封材料应用于引线框架10，使得在完全形成的封装主体中，裸片焊盘14的底面14b以及电接触构造16的“底”面16b(与相应的“顶”面16a相对)被暴露在封装组件100的“底”面内，其中封装组件100的底面可以被配置为耦合到支撑件S。在一个或多个实施例中，例如，这种支撑件S可以包括印刷电路板(简称PCB)。

例如，引线框架10可以组装成如图2B中所示的预模塑引线框架1000，例如在裸片焊盘14与引线16之间具有填充模塑化合物40’的空间，其中裸片焊盘14的第二表面14b和电接触构造16的顶面16b可以对外部检查保持可见。

如上所述，封装的半导体器件100或预模塑的引线框架1000可以具有经改善的对分层力的抗性，分层力可能导致在模塑件与引线框架之间的粘附性恶化。

特别地，由于裸片焊盘边缘中存在台阶形轮廓或凹陷的肩部12被塑造于裸片焊盘边缘中，可以产生这种经改善的阻力，可以对抗与裸片焊盘平面14a平行的分层力。

然而，这种肩部12几乎不会促进对作用在其他方向上的反作用力，例如与裸片焊盘表面垂直的力。在模塑件与引线框架之间的粘附性恶化的任何情况下，缺乏对这种(非平行)力的保护可能会导致：例如，由于这种力的作用，引线框架可能会倾向于“滑出”其底座。

根据本公开的一个或多个实施例旨在：相对于作用在任何方向上的分层力，而在引线框架裸片焊盘14与模塑化合物40之间提供这种经改善的粘附性。

在如图3中所示的一个或多个实施例中，可以经由包括至少一个雕刻构造18(例如具有椭圆形或口部)的引线框架20的裸片焊盘14来促进这种改善，穿过勾勒裸片焊盘14的台阶形轮廓12中的第一台阶。该雕刻结构18包括一个完全延伸穿过裸片焊盘14的部分18a和仅部分延伸穿过裸片焊盘14的另一部分18b以限定底面或台阶13。

引线框架20可以由通过湿法化学蚀刻或使用级进模的机械冲压的轧制的条带金属原料形成。光化学蚀刻(也称为化学铣切)是一种使用光刻以及金属溶解化学物质将图案蚀刻到金属条带上的工艺。通过具有所需图案的光掩模，光刻胶被暴露于紫外光下，随后被显影和固化。化学物质被喷洒或以其他方式应用于经掩模的条带，然后条带的暴露部分被蚀刻，留下所需的图案。

如上所述，引线框架20可通过使用常规的液体蚀刻剂从两侧对轧制的条带金属原料进行光刻或化学蚀刻而形成。蚀刻过程可以被提前停止，以便提供引线框架20的各种表面的欠蚀刻，以实现所需的横截面配置，例如如图2A和/或图2B或图7中所示。

特别地，在如图7中所示的一个或多个实施例中，不同的经掩模条带可以用于引线框架的不同侧。例如，第一掩模70可以用于蚀刻(例如利用来自顶部700的第一蚀刻流)顶面14a以形成延伸到前裸片安装引线框架表面、并且仅部分穿过引线框架的第一蚀刻部分，并且第二掩模72可以用于蚀刻(例如利用底部720的第二蚀刻流)底面14b以形成延伸到后引线框架表面、并且仅部分穿过引线框架的第二蚀刻部分。在一个或多个实施例中，应用这种差异化蚀刻处理700、720可以促进在不同引线框架表面14a、14b上获得不同的(雕刻)图案，并且因此限定腔体18。

图4是引线框架20的组件200以及封装有包封模塑化合物40的半导体裸片30的一个或多个实施例的部分的示例。例如，半导体裸片30可以被耦合到裸片焊盘14的第二表面或“顶”面14a，并且可以经由(导线键合)接触32耦合到接触构造16。

图5是图4的部分V的放大视图。在如图5中所示的一个或多个实施例中，由于存在穿过裸片焊盘14的台阶形轮廓12的构造18，因此在浇注模塑化合物时，模塑化合物经由裸片焊盘14的锚定部分15耦合到裸片焊盘14，这是用模塑化合物填充雕刻构造18的结果。根据在边缘中台阶的尺寸(例如在裸片焊盘14的台阶形轮廓12中的第一台阶13)，锚定15相对于裸片焊盘表面14a可以是各种尺寸和比例的。

在如图3中所示的一个或多个实施例中，构造18可以具有椭圆形槽的形状，这种形状仅是纯示例性的并且没有任何限制。例如，构造18可以具有其他多边形形状或者包括例如平行、椭圆形或多边形构造的图案。

在如图6中所示的一个或多个实施例中，根据本公开制造预模塑引线框架和/或半导体器件的方法400可以包括：

-提供410(金属，例如铜)引线框架，引线框架10包括裸片焊盘14和多个引线16；

-对引线框架10的第一侧14b、16b施加欠蚀刻412(例如光刻或化学蚀刻)，以便在裸片焊盘14的轮廓添加台阶形轮廓，并且对称地镜像多个引线16中的引线轮廓，台阶形轮廓包括第一台阶和第二台阶；

-对引线框架的第二侧14a、16a施加蚀刻处理412(例如光刻或化学蚀刻)，特别是在引线框架中的裸片焊盘区域14的第二表面14a，以便穿过勾勒裸片焊盘14的台阶形轮廓12中的第一台阶蚀刻至少一个构造和/或构造的图案；

-将半导体裸片耦合414到裸片焊盘14的第二裸片焊盘表面14a；

-(例如经由导线键合32)将半导体裸片30电耦合416到在引线框架中的电接触构造16；以及

-应用模塑化合物418填充至少包括所述引线框架10的体积，并且在以下方式中填充该体积：使得与裸片焊盘的所述第一裸片焊盘表面14a相对的第二裸片焊盘表面14b被暴露在外部，并且其中蚀刻在裸片焊盘14中的至少一个构造18由所述模塑化合物40填充。

因此，方法400可以包括提供420半导体器件200和/或预模塑引线框架2000中的至少一项，其相对于作用在任何方向上的分层力具有经改善的鲁棒性。

一个或多个实施例涉及用于半导体器件的引线框架(例如，10)，该引线框架可以包括裸片焊盘部分(例如，14)，该裸片焊盘部分具有第一平面裸片安装表面(例如，14a)以及与第一表面相对的第一和第二平面表面(例如，14b)，第一表面(例如，14a)和第二表面(例如，14b)具有共同限定裸片焊盘的外围轮廓的面对的外围边缘，其中裸片焊盘包括至少一个封装模塑化合物接纳开口，该至少一个封装模塑化合物接纳开口(例如，18)在所述第一平面表面的外围处。

在一个或多个实施例中，所述至少一个封装模塑化合物接纳腔体可以包括从所述第一平面表面延伸到所述第二平面表面的通过式腔体(例如，18)。

在一个或多个实施例中，接纳腔体的所述至少一个封装模塑化合物可以在所述第一平面处具有口部，所述口部具有闭合的轮廓并且与第一平面的外围边缘相距一定距离。

在一个或多个实施例中，所述第一表面和所述第二表面的外围边缘可以相互偏移以提供裸片焊盘的台阶形外围轮廓，其中所述第一平面表面的外围具有相对于第二平面表面的突出的外围区域，其中所述接纳腔体的至少一个封装模塑化合物被提供在第一平面表面的所述突出区域处。

在一个或多个实施例中，所述至少一个封装模塑化合物接纳腔体可以包括扣眼状腔体。

在一个或多个实施例中，引线框架可以包括沿着裸片焊盘的外围轮廓分布的多个所述封装模塑化合物接纳腔体(例如，15、18)。

在一个或多个实施例中，引线框架可以具有在其上模塑的封装模塑化合物(例如，40’)，封装模塑化合物与所述第一平面裸片安装表面和所述第二平面表面平齐，封装模塑化合物(例如，40)填充在所述第一平面表面的外围处的所述至少一个封装模塑化合物接纳腔体的开口。

一个或多个实施例可以涉及半导体产品(例如，200)，包括：根据一个或多个实施例的引线框架(例如，10)；以及耦合到引线框架的裸片焊盘(例如，14)中的所述第一平面(例如，14a)的至少一个半导体裸片(例如，30)。

在一个或多个实施例中，半导体产品可以包括：导电构造(例如，32)，将所述至少一个半导体裸片与所述引线框架电耦合；和/或封装模塑化合物(例如，40)，包封所述至少一个半导体裸片，所述至少一个半导体裸片耦合到引线框架的裸片焊盘中的所述第一平面表面。

一个或多个实施例可以涉及一种方法，该方法可以包括：提供(例如，410)用于半导体器件的引线框架(例如，10)，该引线框架包括裸片焊盘部分(例如，14)，该裸片焊盘部分具有第一平面裸片安装表面(例如，14a)以及与第一表面相对的第二平面表面(例如，14b)，对所述第一表面和所述第二表面施加蚀刻处理(例如，412)，优选为光刻处理，所述第一表面和所述第二表面具有共同限定裸片焊盘的外围轮廓的面对的外围边缘，其中裸片焊盘包括在所述第一平面表面的外围处的至少一个封装模塑化合物接纳腔体的开口(例如，15、18)。

在一个或多个实施例中，该方法可以包括：将至少一个半导体裸片(例如，30)耦合(例如，414)到引线框架的裸片焊盘中的所述第一平面表面。

在一个或多个实施例中，该方法可以包括：将所述至少一个半导体裸片与所述引线框架电耦合；和/或包封(例如，40)耦合到引线框架的裸片焊盘中的所述第一平面的所述至少一个半导体裸片。

另外应该理解的是，在本说明书的附图中示出的各种单独实现的选项不一定在图中示出的相同组合中采用。因此一个或多个实施例可以相对于附图中示出的组合单独地和/或以不同的组合采用这些(另外是非强制性的)选项。

在不损害基本原理的情况下，细节和实施例可以相对于仅通过示例描述的内容而变化，甚至显著地变化，而不背离保护范围。保护范围由所附权利要求限定。