一種引線框架及引線框架排的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了引線框架和引線框架排，屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，它解決了如何小型化封裝結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。該引線框架包括芯片座和分布在所述芯片座一側(cè)的多根引線，所述多根引線包括芯片引線和接腳引線，所述芯片引線與所述芯片座連接，所述接腳引線與所述芯片座斷開，所述多根引線為片狀并在同一平面上，所述芯片座為片狀且與所述引線所在平面平行而不共面。采用引線平面和芯片座平面不共面，則芯片可放置在芯片座的離引線平面更近的一表面上。則芯片的厚度不會(huì)額外增加整個(gè)封裝后的芯片的厚度，有利于芯片封裝結(jié)構(gòu)的小型化。
【專利說(shuō)明】一種引線框架及引線框架排

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種引線框架，特別是一種更易制造的引線框架和引線框架排。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體封裝技術(shù)已經(jīng)是非常成熟的工藝，引線框架是引線框架作為集成電路的芯片載體，是一種借助于鍵合材料(金絲、鋁絲、銅絲)實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引線的電氣連接，形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，它起到了和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用，絕大部分的半導(dǎo)體集成塊中都需要使用引線框架。
[0003]目前引線框架基本上均采用銅基合金作為主要材料。但是隨著銅價(jià)的上漲，引線框架的成本大幅上升，給企業(yè)帶來(lái)了很大壓力。如何采用新材料替代銅合金已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)為解決該問(wèn)題提供了多種解決方案，例如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010152911.8的中國(guó)專利“應(yīng)用在功率半導(dǎo)體元器件中的鋁合金引線框架”，其采用鋁合金作為基體材料，并電鍍多層電鍍層，此種方案結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜。又如申請(qǐng)?zhí)枮镃N200780011289.5的中國(guó)專利“用于半導(dǎo)體QFN/S0N器件的鋁引線框架”，其將鋅層和鎳層鍍?cè)谝€段沒(méi)有被封裝材料覆蓋的部分，其成本較高。
[0004]另外，隨著半導(dǎo)體集成化程度越來(lái)越高，對(duì)半導(dǎo)體器件的尺寸要求越來(lái)越小，而對(duì)處理能力的高要求使得芯片在尺寸和體積上縮減的空間有限，因此如何小型化主要在封裝結(jié)構(gòu)上。如何提供一種能夠減小封裝結(jié)構(gòu)的體積，是行業(yè)內(nèi)都在考慮的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種引線框架和引線框架排。
[0006]本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種引線框架，其包括芯片座和分布在所述芯片座一側(cè)的多根引線，所述多根引線包括芯片引線和接腳引線，所述芯片引線與所述芯片座連接，所述接腳引線與所述芯片座斷開，所述多根引線為片狀并在同一平面上，所述芯片座為片狀且與所述引線所在平面平行而不共面。
[0007]在上述的引線框架中，所述多根引線相互平行。
[0008]本實(shí)用新型還提供一種引線框架排，為一金屬條中沖壓或蝕刻形成的多個(gè)依次連接的上述的引線框架，每個(gè)所述連接片一側(cè)與所述引線框架的另一側(cè)連接，多個(gè)所述連接片iu后相接成一排。
[0009]在上述的引線框架排中，每個(gè)所述連接片與所述引線框架的芯片座相接，且相接處的表面刻有至少一道槽，所述槽延伸至相接處的整個(gè)延伸長(zhǎng)度。
[0010]在上述的引線框架排中，所述槽的深度大于所述連接片厚度的十分之一。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的引線框架采用鋁合金作為基體材料，在鋁合金表面鍍銅層作為導(dǎo)電層，不僅節(jié)省了成本并且符合引線框架對(duì)于機(jī)械性能和電氣性能的各種要求，同時(shí)，采用引線平面和芯片座平面不共面，則芯片可放置在芯片座的離引線平面更近的一表面上。則芯片的厚度不會(huì)額外增加整個(gè)封裝后的芯片的厚度，有利于芯片封裝結(jié)構(gòu)的小型化。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的導(dǎo)線框架排的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是圖1所示導(dǎo)線框架排的A-A剖面圖；
[0014]圖3是圖2所示導(dǎo)線框架排的局部結(jié)構(gòu)C示意圖。
[0015]圖中，各附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的零部件名稱為:
[0016]1、連接片；2、芯片座；3、接腳引線；4、芯片引線；5、槽。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例1
[0019]采用如下重量百分比的元素制成引線框架鋁合金基體:
[0020]鎂:0.4%、硅:0.02%、銅:0.5%、錳:0.02%、鉻:0.1%、鋯:0.05%，余量為鋁以及不可避免的雜質(zhì)。
[0021]硅元素可加強(qiáng)鋁合金的耐腐蝕性能，提高屈服強(qiáng)度和彈性，但是過(guò)量的硅元素會(huì)降低合金材料的焊接性能。
[0022]錳元素能促進(jìn)晶粒增長(zhǎng)，提高合金的剛性，但是過(guò)量的錳元素會(huì)降低合金的耐腐蝕性能。
[0023]鉻元素能提高合金的強(qiáng)度、硬度和韌性，因此其含量較高，但是鉻元素和鋁元素結(jié)合后會(huì)降低合金的電阻，不利于引線框架的導(dǎo)電性能。
[0024]鋯元素提高合金的熱穩(wěn)定性，同時(shí)降低脆性，便于引線框架的冷加工，但是過(guò)量的鋯元素會(huì)減低引線框架的熱加工性能。
[0025]鎂元素極大提高合金的強(qiáng)度、低溫韌性和焊接性能，尤其適用于引線框架的使用，但是過(guò)量鎂元素會(huì)因?yàn)樯煞墙饘匐s質(zhì)，降低其他合金元素的作用。
[0026]將制得的鋁合金引線框架基體按照如下步驟鍍銅:
[0027]脫脂去油，藥水成分及含量:
[0028]氫氧化鈉:30%，偏硅酸鈉:35%，除油劑:40g/L，在50°C _70°C進(jìn)行脫脂去油；
[0029]一次浸鋅:將去油后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為35g/L，三氧化鐵濃度為60g/L,氫氧化鈉濃度為20g/L的混合溶液中浸鋅,浸鋅溫度55°C;而后再用溫度為50°C的清水洗滌；
[0030]一次酸洗:將一次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為50g/L，溫度為30°C的硝酸溶液酸洗；
[0031]二次浸鋅:將酸洗后的鋁合金基體放入每升含有350克氧化鐵,55克氫氧化鈉的混合液中二次浸鋅，混合液溫度為55°C ；
[0032]二次酸洗:將二次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為700g/L的硝酸溶液中二次酸洗，酸洗時(shí)間20分鐘，酸洗溫度55°C ；
[0033]三次浸鋅:將二次酸洗后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為20g/L的溶液中三次浸鋅，三次浸鋅溫度20°C。
[0034]預(yù)鍍:電鍍液配方及含量為:
[0035]硫酸鎳:300g/L，硫酸鈉:8g/L，氯化鎳:20g/L，氯化鈉:2g/L ；
[0036]電鍍參數(shù)為:溫度:80°C，電流密度:150A/dm2，電鍍液PH:3 ；
[0037]鍍銅:電鍍液配方及含量為:
[0038]硫酸銅:130g/L，氯化銅:200g/L，鹽酸:30mol/L，銅光亮劑:0.lg/L。
[0039]抗氧化處理；將鍍銅后的引線框架放入苯并三氮唑濃度為lg/L，，硫酸鋅濃度為
0.6g/L，硫基苯并噻唑濃度為2g/L的混合液中處理5-10分鐘。
[0040]實(shí)施例2
[0041]采用如下重量百分比的元素制成引線框架鋁合金基體:
[0042]鎂:1.0%、硅:0.5%、銅:0.2%、錳:0.04%、鉻:0.3%、鋯:0.1%，余量為鋁以及不可避免的雜質(zhì)。
[0043]將制得的鋁合金引線框架基體按照如下步驟鍍銅:
[0044]脫脂去油，藥水成分及含量:
[0045]氫氧化鈉:38%，偏硅酸鈉:35%，除油劑:40g/L，在50°C _70°C進(jìn)行脫脂去油；
[0046]—次浸鋅:將去油后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為40g/L，三氧化鐵濃度為65g/L，氫氧化鈉濃度為230g/L的混合溶液中浸鋅,浸鋅溫度57°C;而后再用溫度為50°C的清水洗滌；
[0047]一次酸洗:將一次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為80g/L，溫度為30°C的硝酸溶液酸洗；
[0048]二次浸鋅:將酸洗后的鋁合金基體放入每升含有380克氧化鐵,60克氫氧化鈉的混合液中二次浸鋅，混合液溫度為58°C ；
[0049]二次酸洗:將二次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為750g/L的硝酸溶液中二次酸洗，酸洗時(shí)間25分鐘，酸洗溫度55°C ；
[0050]三次浸鋅:將二次酸洗后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為25g/L的溶液中三次浸鋅，三次浸鋅溫度25 °C。
[0051 ] 預(yù)鍍:電鍍液配方及含量為:
[0052]硫酸鎳:500g/L，硫酸鈉:9g/L，氯化鎳:25g/L，氯化鈉:3g/L ；
[0053]電鍍參數(shù)為:溫度:85°C，電流密度:160A/dm2，電鍍液PH:3 ;
[0054]鍍銅:電鍍液配方及含量為:
[0055]硫酸銅:140g/L,氯化銅:25g/L,鹽酸:30mol/L,銅光亮劑:0.lg/L。
[0056]抗氧化處理；將鍍銅后的引線框架放入苯并三氮唑濃度為lg/L，，硫酸鋅濃度為
0.6g/L，硫基苯并噻唑濃度為2g/L的混合液中處理5-10分鐘。
[0057]實(shí)施例3
[0058]采用如下重量百分比的元素制成引線框架鋁合金基體:
[0059]鎂:1.5%、硅:0.8%、銅:0.2%、錳:0.2%、鉻:0.3%、鋯:0.25%，余量為鋁以及不可避免的雜質(zhì)。
[0060]將制得的鋁合金引線框架基體按照如下步驟鍍銅:
[0061]脫脂去油，藥水成分及含量:
[0062]氫氧化鈉:45%，偏硅酸鈉:40%，除油劑:40g/L，在50°C _70°C進(jìn)行脫脂去油；
[0063]一次浸鋅:將去油后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為45g/L，三氧化鐵濃度為70g/L,氫氧化鈉濃度為250g/L的混合溶液中浸鋅,浸鋅溫度60°C;而后再用溫度為50°C的清水洗滌；
[0064]一次酸洗:將一次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為100g/L，溫度為40°C的硝酸溶液酸洗；
[0065]二次浸鋅:將酸洗后的鋁合金基體放入每升含有400克氧化鐵,75克氫氧化鈉的混合液中二次浸鋅，混合液溫度為60°C ；
[0066]二次酸洗:將二次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為750g/L的硝酸溶液中二次酸洗，酸洗時(shí)間25分鐘，酸洗溫度55°C ；
[0067]三次浸鋅:將二次酸洗后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為25g/L的溶液中三次浸鋅，三次浸鋅溫度25 °C。
[0068]預(yù)鍍:電鍍液配方及含量為:
[0069]硫酸鎳:700g/L，硫酸鈉:10g/L，氯化鎳:25g/L，氯化鈉:5g/L ；
[0070]電鍍參數(shù)為:溫度:90°C，電流密度:170A/dm2，電鍍液PH:4 ；
[0071 ] 鍍銅:電鍍液配方及含量為:
[0072]硫酸銅:150g/L,氯化銅:30g/L,鹽酸:40mol/L,銅光亮劑:0.3g/L。
[0073]抗氧化處理；將鍍銅后的引線框架放入苯并三氮唑濃度為lg/L，，硫酸鋅濃度為
0.6g/L，硫基苯并噻唑濃度為2g/L的混合液中處理5-10分鐘。
[0074]上述鍍鋅層厚度為0.1-0.5微米，鍍鎳層厚度為0.2-3微米，鍍銅層厚度為3_20微米。
[0075]測(cè)試上述得到的鍍銅鋁合金引線框架的各項(xiàng)性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表
[0076]
抗拉強(qiáng)度延伸率Γξ~導(dǎo)熱膨脹系數(shù)~導(dǎo)熱率^
(Mpa) (%) 率(25-300 ) ( w/m.K

(%) *10'6/°C)
實(shí)施例1 700795 17^0350
實(shí)施例 2 8001090 18J365
實(shí)施#FT 850 一 13 — 96 17.5355 "
[0077]從上述測(cè)試結(jié)果可知，本實(shí)用新型鍍銅鋁合金引線框架的各項(xiàng)性能均較好，且成本較低。
[0078]本實(shí)用新型還保護(hù)一種引線框架排，如圖1、圖2所示，該引線框架排上設(shè)有多個(gè)引線框架。如圖1所示，引線框架排是在一金屬條上通過(guò)蝕刻或沖壓工藝形成多個(gè)依次排列的引線框架，這些引線框架完全相同，前一引線框架與后一個(gè)相互連接，當(dāng)需要使用時(shí)，將兩兩引線框架之間的連接切斷即可。
[0079]每個(gè)引線框架包括連接片1、芯片座2以及引線，引線包括與芯片座連接的芯片引線4，還包括用來(lái)形成外接接腳的接腳引線3。接腳引線3不與芯片座2連接而呈斷開結(jié)構(gòu)，這些接腳引線3將通過(guò)金線與芯片連接。
[0080]其中，芯片座2呈近似的方片形，多個(gè)接腳引線3以及芯片引線4均位于芯片座2的一側(cè)邊外部，且它們相互平行地間隔設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)較為密集地排布，從而布置盡可能多地引線。
[0081]本實(shí)用新型中，上述多根引線均為窄長(zhǎng)的片狀，且均在同一平面上。方片形的芯片座2與引線所在平面平行，但間隔有一定距離而不共面。如圖2所示，芯片引線4的與芯片座2連接的一端呈彎折形，一端延伸至與芯片座2連接，并彎折而延伸至引線所在平面。
[0082]采用這種結(jié)構(gòu)的目的在于，由于接腳引線3被封裝裁切后彎折，使得整個(gè)芯片封裝后具有一定厚度；而芯片通過(guò)環(huán)氧樹脂等粘貼到芯片座2上，使得整個(gè)芯片封裝后的厚度至少等于引線彎折后的高度、芯片厚度、封裝在芯片上的塑封厚度三者之和。這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)封裝后的芯片體積較大。
[0083]而本實(shí)用新型采用引線平面和芯片座2平面不共面，二者優(yōu)選間隔有2?5mm，則芯片可放置在芯片座2的離引線平面更近的一表面上。則芯片的厚度不會(huì)額外增加整個(gè)封裝后的芯片的厚度，有利于芯片封裝結(jié)構(gòu)的小型化。
[0084]在引線框架排中，當(dāng)蝕刻或沖壓出多個(gè)引線框架時(shí)，由于整個(gè)引線框架較薄，相互之間連接不好的話容易變形翹曲甚至折斷。因此，在引線框架排中需要設(shè)置連接部位，在起到連接作用的同時(shí)還能避免弓I線框架變形。
[0085]具體地，如圖1所示，每相鄰兩引線均有橋接段連接，本實(shí)施例中每根引線的橋接段有兩處，每個(gè)橋接段依次連接多根引線的同一側(cè)，從而將引線連接成梯子形狀。
[0086]進(jìn)一步地，每個(gè)芯片座2的與引線所在側(cè)相平行地另一側(cè)邊上設(shè)有一連接片1，各個(gè)引線框架的芯片座2分別有一該連接片1，使得連接片I相應(yīng)地排成一排且前后相接。
[0087]連接片I與芯片座2的側(cè)邊成線連接(厚度不計(jì)的話)且連接片I兩兩前后相接，使得芯片座2避免扭轉(zhuǎn)而變形，整個(gè)引線框架排能夠保持平整，便于運(yùn)輸。
[0088]當(dāng)進(jìn)行芯片封裝時(shí)，連接片I是不需要的。為了便于移除，如圖1、圖3所示，在連接片I與芯片座2的線連接處刻有至少一道槽5，本圖示中為兩道槽5，該槽5延伸至整個(gè)線連接處的延伸長(zhǎng)度。優(yōu)選地，槽5的深度大于等于連接片I或芯片座2的厚度的十分之一，甚至大于五分之一。并且，槽5的剖面形成為上寬下尖的V字形。
[0089]因此，當(dāng)需要去除連接片I時(shí)，將連接片I相對(duì)于芯片座2反復(fù)以槽5為軸線彎折，槽5底部將變成裂紋源，能夠很容易地將連接片I折斷而移除。
[0090]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0091]盡管本文較多地使用了引線框架、連接片、引線等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種引線框架，其特征在于:包括芯片座和分布在所述芯片座一側(cè)的多根引線，所述多根引線包括芯片引線和接腳引線，所述芯片引線與所述芯片座連接，所述接腳引線與所述芯片座斷開，所述多根引線為片狀并在同一平面上，所述芯片座為片狀且與所述引線所在平面平行而不共面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架，其特征在于:所述多根引線相互平行。
3.一種引線框架排，其特征在于:為一金屬條中沖壓或蝕刻形成的多個(gè)依次連接的權(quán)利要求I或2所述的引線框架，每個(gè)所述連接片一側(cè)與所述引線框架的另一側(cè)連接，多個(gè)所述連接片前后相接成一排。
4.如權(quán)利要求3所述的引線框架排，其特征在于:每個(gè)所述連接片與所述引線框架的芯片座相接，且相接處的表面刻有至少一道槽，所述槽延伸至相接處的整個(gè)延伸長(zhǎng)度。
5.如權(quán)利要求4所述的引線框架排，其特征在于所述槽的深度大于所述連接片厚度的十分之一。
【文檔編號(hào)】H01L23/495GK203950799SQ201420301853
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】鄭康定, 曹光偉, 馮小龍, 段華平, 馬葉軍 申請(qǐng)人:寧波康強(qiáng)電子股份有限公司