CN105206534A - 引线框架及其形成方法、芯片封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种引线框架及其形成方法、芯片封装方法，其中，所述引线框架具有用于放置芯片的位置，所述引线框架的形成方法包括：提供基片；去除所述基片的一部分形成预留空间，从而形成第一结构；对所述第一结构进行冲压，所述第一结构延展至所述预留空间，形成第二结构；对所述第二结构和所述基片进行修整，分别形成第三结构和第四结构，所述第三结构和第四结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面，所述第三结构的厚度小于第四结构的厚度。本发明的引线框架所形成的封装体厚度小。

Description

引线框架及其形成方法、芯片封装方法

技术领域

本发明涉及半导体器件封装领域，尤其涉及一种引线框架、引线框架的形成方法和芯片封装方法。

背景技术

引线框架是封装技术中的一种重要基础结构。它在电路中主要起承载IC芯片、连接芯片与外部线路板信号、以及安装固定的作用等。

随着电子元件的小型化、轻量化及多功能化的需求日渐增加，半导体封装密度不断增加，因而需要缩小封装尺寸。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术引线框架形成的封装体尺寸较大。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种引线框架的形成方法，所述引线框架具有用于放置芯片的位置，所述引线框架的形成方法包括：提供基片；去除所述基片的一部分形成预留空间，从而形成第一结构；对所述第一结构进行冲压，所述第一结构延展至所述预留空间，形成第二结构；对所述第二结构和所述基片进行修整，分别形成第三结构和第四结构，所述第三结构和第四结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面，所述第三结构的厚度小于第四结构的厚度。

可选地，所述第三结构和第四结构各自包含同一个部件的不同部分，所述同一个部件的分别属于第三结构和第四结构的不同部分之间形成台阶。

可选地，所述预留空间的尺寸根据所述基片的厚度、所述第三结构的面积及厚度确定。

可选地，所述第二结构的厚度为所述基片厚度的30％～70％。

可选地，所述第二结构的的厚度为所述基片厚度的50％。

本发明实施例还提供了一种引线框架的形成方法，所述引线框架具有用于放置芯片的位置，所述引线框架的形成方法包括：提供基片；对所述基片的一部分进行减薄；对所述部分经过减薄的基片进行裁剪，分别形成第一结构和第二结构，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面，所述第一结构的厚度小于第二结构的厚度。

可选地，所述第一结构和第二结构各自包含同一个部件的不同部分，所述同一个部件的分别属于第一结构和第二结构的不同部分之间形成台阶。

可选地，所述减薄采用刻蚀方法进行。

可选地，所述减薄采用冲压方法进行。

可选地，所述减薄的厚度为所述基片厚度的30％～70％。

可选地，所述减薄的厚度为所述基片厚度的50％。

本发明实施例还提供了一种采用如上方法形成的引线框架。

本发明实施例还提供了一种引线框架，所述引线框架具有放置芯片的位置，所述引线框架包括：第一结构和第二结构，其中，所述第一结构的厚度小于所述第二结构的厚度，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面。

可选地，所述第一结构和第二结构各自包含同一个部件的不同部分，所述同一个部件的分别属于第一结构和第二结构的不同部分之间形成台阶。

可选地，所述第一结构的厚度为所述第二结构厚度的30％～70％。

可选地，所述第一结构的厚度为所述第二结构厚度的50％。

本发明实施例提供了一种封装方法，包括：提供芯片和引线框架，所述引线框架具有放置芯片的位置并包括：第一结构和第二结构，其中，所述第一结构的厚度小于所述第二结构的厚度，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面；将所述芯片装载在所述第一结构的芯片位置；采用封装材料封装所述芯片和所述引线框架的第一结构，所述封装材料包裹所述芯片、第一结构的芯片位置及其相对侧。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：

本发明实施例的引线框架的形成方法所形成的引线框架包括第一结构和第二结构，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面，所述第一结构的厚度小于第二结构的厚度。后续对引线框架和芯片进行封装时，封装材料包裹所述芯片、第一结构的芯片位置极其相对侧，这样，所述引线框架和封装材料之间能够相互扣合，因此在降低封装体厚度的情况下仍然保证了引线框架和封装材料之间的结合强度。

对应的，本发明实施例的引线框架和芯片封装方法也具有上述的优点。

附图说明

图1是本发明实施例的引线框架的形成方法的流程示意图；

图2至图8是本发明一实施例的引线框架在形成过程中的中间结构的示意图；

图9是本发明实施例中的芯片封装方法所形成的封装体的结构示意图；

图10是图9所示的封装体沿CC1方向的剖视图。

具体实施方式

本发明提供了一种引线框架及其形成方法，可以减少封装体的尺寸。

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当的限制。为了更清楚起见，图中所示尺寸并未按比例绘制，可能会做放大、缩小或其他改变。

本发明实施例形成引线框架的流程如图1所示，包括：步骤S1，提供基片和引线框架图案，所述引线框架图案包括第一部分和第二部分，所述引线框架具有用于放置芯片的位置；步骤S2，根据所述引线框架图案，去除基片的一部分形成预留空间，从而形成与引线框架图案的第一部分相对应的第一结构；步骤S3，对所述第一结构进行冲压，所述第一结构延展至所述预留空间，形成第二结构；步骤S4，根据引线框架图案对所述第二结构和所述基片进行修整，分别形成与所述引线框架图案的第一部分和第二部分对应的第三结构和第四结构，所述第三结构和第四结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面，所述第三结构的厚度小于第四结构的厚度。

下面根据一具体实施例，以形成适用于双极型晶体管(BJT)的引线框架为例，对本发明引线框架的形成方法进行说明。

步骤S1，参考图2和图3，提供基片10和引线框架图案70，所述引线框架图案70包括第一部分70a和第二部分70b，所述第一部分70a具有用于放置芯片的位置。

参考图2，所述基片10具有第一表面10a和与所述第一表面10a相对的第二表面10b。所述基片10的材料具有良好的导电性、导热性和强度，且所述基片10的材料与封装材料应具有良好的热匹配性。例如，所述基片10的材料可以为铜、或者铁镍合金(如，42#Fe-Ni)。所述基片10的厚度可以为0.003～0.020英寸。

参考图3，所述引线框架图案70与待形成的引线框架的形状相对应。本实施例中，以形成适用于双极型晶体管的引线框架为例，所述引线框架图案70具有三端结构，分别用于与双极型晶体管的基极、集电极和发射极相连。在其他实施例中，根据具体情况确定，所述引线框架图案也可以为其他结构。

本实施例中，所述引线框架图案70包括：第一图案71、第二图案72、以及第三图案73。所述第一图案71具有第一部分71a和第二部分71b。类似地，所述第二图案72和第三图案73也分别具有第一部分72a、73a，和第二部分72b、73b。所述第一图案71、第二图案72和第三图案73的第一部分71a、72a和73a共同构成所述引线框架图案70的第一部分70a；所述第一图案71、第二图案72和第三图案73的第二部分71b、72b和73b共同构成所述引线框架70的第二部分70b。

步骤S2，参考图4，根据所述引线框架图案70，去除基片10的一部分材料形成预留空间20，从而形成与引线框架图案70的第一部分70a相对应的第一结构30。

参考图4，图4为在图2基础上的俯视图，本实施例中，所述去除可以采用激光或者等离子体等切割工艺对所述基片10进行第一剪裁，根据引线框架图案70的尺寸，去除基片10的一部分材料，形成贯穿所述基片10厚度的预留空间20，从而在基片10上形成与引线框架图案70的第一部分70a相对应的第一结构30。

具体地，本实施例中，与所述引线框架70的第一部分70a对应的第一结构30包括与第一图案71的第一部分71a对应的第一子结构31、与第二图案72的第一部分72a对应的第二子结构32和与第三图案73的第一部分73a对应的第三子结构33。所述预留空间20用于提供第一结构在后续冲压过程因延展而多出的部分，因此，所述预留空间20位于所述第一结构30(包括31、32和33)的外围。所述预留空间20的尺寸根据所述基片10的厚度、所述引线框架图案70的第一部分70a的面积及厚度所确定。

此外，作为一个实施例，一个基片上可以形成多个引线框架，比如，如图4所示，对所述基片10进行第一剪裁后，在所述基片10上同时形成四组相同的预留空间20，后续可以同时在所述基片10上形成四组引线框架。

步骤S3，参考图5，对所述第一结构30进行冲压，所述第一结构30延展至所述预留空间20，形成第二结构30＇。

本实施例中，可以从所述基片10的第一表面10a(参考图2)对所述第一结构30进行冲压，形成第二结构30＇。具体地，对所述第一结构30进行冲压，分别形成与所述引线框架图案70的第一图案71的第一部分71a对应的第一子结构31＇、与第二图案72的第一部分72a对应的第二子结构32＇、和与第三图案73的第一部分73a对应的第三子结构33＇。

所述冲压工艺可以通过压力机和模具对基片的对应部分施加外力，使之产生形变，从而获得所需的形状和尺寸。具体地，为了保持冲压部分和未冲压部分之间的良好过渡，比如不容易断裂等。以铜合金A194为例，所述冲压以超过所述铜合金A194的屈服强度(yieldstrength)为依据(比如＞380N/mm²)、且不产生裂纹为准。本实施例中，在冲压过程中，基片材料会发生形变，向周围的空间延展，使得冲压区域的厚度减薄。也就是说，所述第二结构30＇相对于第一结构30有所减薄，厚度小于所述基片10的厚度。且由于预留空间20的存在，所述第二结构30＇延伸至预留空间20中，能够基本保持与引线框架70的第一部分70a的轮廓相对应。所述冲压可以包括多次冲压，例如2至4次，以便减少所述基片10形成裂纹的可能性。此外，冲压的次数也应按照所述基片10的厚度确定，所述基片10越厚，冲压的次数越高。

同时参考图5和图6，图6为图5沿AA1方向的剖面示意图，图6中示出了与所述引线框架图案70的第一图案71的第一部分71a对应的第一子结构31＇。本实施例中，从所述基片10的第一表面10a对所述第一子结构31进行冲压，形成了第一子结构31＇，在冲压面形成了所述第一子结构31＇的第三表面10c，且所述第三表面10c低于所述基片10的第一表面10a，故在第一子结构31＇和未冲压部分之间形成了台阶，同时，所述第一子结构31＇的第三表面10c相对的表面与所述基片10的第二表面10b基本保持齐平。同样的，所述第二子结构32＇和第三子结构33＇也具有与第一子结构31＇类似的结构。

所述第二结构30＇的厚度小于所述基片10厚度。在一些实施例中，所述第二结构30＇的厚度为所述基片10厚度的30％～70％。这样可以避免所述第二结构30＇的厚度过小带来的机械强度可能不够、或者所述减薄区域的厚度过大可能带来的不能与封装材料有效相互扣合的问题。在一些实施例中，所述第二结构30＇的厚度为所述基片厚度的50％。

需要说明的是，在上述实施例中，通过先去除部分基片材料、留出预留空间、再减薄的方式进行处理，还可以有所变形，比如可以直接对厚度需求小的引线框架的部分进行减薄，比如可以通过刻蚀方式进行减薄，然后再裁剪成所需的引线框架。

步骤S4，参考图8，根据引线框架图案70对所述第二结构30＇和所述基片10进行第二剪裁，分别形成与所述引线框架图案70的第一部分70a和第二部分70b对应的第三结构和第四结构，所述第三结构和第四结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面，所述第三结构的厚度小于第四结构的厚度。

对第二结构冲压后，需要修整成所需的引线框架形状。在一些实施例中，所述修整可以通过对所述第二结构30＇和所述基片10进行的第二剪裁实现，具体地，所述第二裁剪可以为两步裁剪，比如包括第三剪裁和第四剪裁。参考图7，根据引线框架图案70，先对所述第二结构30＇和所述基片10进行第三剪裁，去除所述第二结构30＇和所述基片10的外围区域的较大面积的材料；接着，参考图8，根据引线框架图案70，再对所述第二结构30＇和所述基片10进行精细剪裁，去除所述第二结构30＇和所述基片10的内部和周围的小面积的材料，以形成所述第三结构和第四结构。在其他实施例中，所述第二剪裁也可以为一步剪裁，去除所述第二结构30＇和所述基片10上无需保留的区域，直接形成引线框架50。

本实施例中，所述引线框架图案70具有三端结构，因此在第二剪裁之后，形成与第一图案71、第二图案72和第三图案73对应的第一部件51、第二部件52和第三部件53。所述第一部件51、第二部件52和第三部件53分别用于与双极型晶体管的集电极、基极的发射极相连。所述第一部件51、第二部件52和第三部件53的各自第一部分51a、52a和53a构成了第三结构，所述第一部件51、第二部件52和第三部件53的各自第二部分51b、52b和53b构成了第四结构。也就是说，所述第三结构和第四结构可以各自包含了属于同一部件的不同部分。由于所述第三结构由经过冲压的第二结构30＇剪裁而来，所述第三结构的厚度小于所述第四结构的厚度，即同一部件的分别属于第三结构和第四结构的部分之间形成台阶。所述第一部件51的第一部分51a位置可以用来放置芯片。

需要说明的是，本实施例中，同时在基片10上形成有多组引线框架，在后续的步骤中，在进行封装后，还需要将各组引线框架分别进行切割分离。

本发明实施例还提供了一种引线框架，所述引线框架具有放置芯片的位置，所述引线框架包括第一结构和第二结构，其中，所述第一结构的厚度小于所述第二结构的厚度，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面。所述第一结构和第二结构各自包含同一个部件的不同部分，所述同一个部件的分别属于第一结构和第二结构的部分之间形成台阶，所述台阶的高度为对应第二结构厚度的30％～70％，例如，所述第一结构的厚度可以为所述第二结构厚度的50％。

本发明实施例还提供了一种采用上述引线框架的封装方法。

参考图9和图10，图10为图9沿CC1方向的剖视图。首先，提供芯片64和引线框架，所述引线框架包括：第一结构和第二结构，其中，所述第一结构的厚度小于所述第二结构的厚度，所述第一结构具有放置芯片64的位置，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面。

本实施例中依然以双极型晶体管芯片的封装为例，即以形成双极型晶体管分立器件为例。本实施例中，所述引线框架包括第一部件61，和位于第一部件61两侧的第二部件62和第三部件63，分别用于与双极型晶体管的集电极、基极和发射极相连。所述第一部件61包括第一部分61a和第二部分61b，所述第一部分61a的厚度小于所述第二部分61b的厚度。类似地，所述第二部件62和第三部件63也分别具有第一部分62a、63a，和第二部分62b、63b，且所述第一部分62a和63a的厚度小于所述第二部分62b和63b的厚度。本实施例中，所述引线框架的材料为铁镍合金或者铜。所述第一部分61a、62a、63a构成了所述引线框架的第一结构，所述第二部分61b、62b、63b构成了所述引线框架的第二结构，所述第一结构厚度小于第二结构的厚度，在背对放置芯片的一侧，所述第一结构和第二结构的表面不在同一水平面上。所述引线框架的第一结构(61a、62a和63a)的厚度为所述第二结构(61b、62b和62b)厚度的30％～70％。在一具体实施例中，所述引线框架的第一结构的厚度为所述第二结构厚度的50％。

接着，将所述芯片64装载在所述第一结构的第一表面；然后，采用封装材料66封装所述芯片64和所述引线框架的第一结构，所述分装材料66包裹所述芯片64、第一结构的芯片位置极其背面。

继续参考图9和图10，本实施例中，将所述芯片64装载在所述第一部件61第一结构61a的第一表面611之上，且所述芯片的64的集电极与第一部件61电学连接。本实施例中，还通过导线65将芯片64的基极和发射极分别与第二部件62和第三部件63电学连接。接着，将所述芯片64、导线65、所述第一部件61的第一结构61a和部分第二结构61b、以及所述第二部件62和第三部件63的第一部分62a、63a，和部分第二部分62b、63b用封装材料66包裹，暴露出剩余部分的第一部件61的第二部分61b、和剩余部分的第二部件62和第三部件63的第二部分62b和63b，用于与外部电路连接，为外部电路提供芯片64所提供的功能。

如图10所示，由于所述第一部件61的第一部分61a的厚度小于第二结构61b的厚度，且所述第三表面613凸出于所述第二表面612，当使用封装材料66封装上述装载有芯片64的引线框架，由于引线框架的各个部件之间相互分离，封装材料可以流到封装材料的背面并固化，使得封装材料66包裹所述第一部件61的第一部分61a的芯片位置及其相对侧，实现封装材料和所述引线框架之间相互扣合。对应的，所述第二部件62的第一部分62a和第三部件63的第一部分63a也可以和封装材料66实现扣合，这样保证了所述引线框架、芯片64与封装材料66之间的结合强度，避免在切筋及分离的工序中脱落。此外，由于无需将引线框架在封装材料中弯折以形成实现扣合的扣位，在保证封装强度的情况下，本发明引线框架的芯片封装方法所形成的封装体的厚度更小，更符合封装体微型化的需求。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种引线框架的形成方法，所述引线框架具有用于放置芯片的位置，其特征在于，包括：

提供基片；

去除所述基片的一部分形成预留空间，从而形成第一结构；

对所述第一结构进行冲压，所述第一结构延展至所述预留空间，形成第二结构；

对所述第二结构和所述基片进行修整，分别形成第三结构和第四结构，所述第三结构和第四结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面，所述第三结构的厚度小于第四结构的厚度。

2.如权利要求1所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述第三结构和第四结构各自包含同一个部件的不同部分，所述同一个部件的分别属于第三结构和第四结构的不同部分之间形成台阶。

3.如权利要求1所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述预留空间的尺寸根据所述基片的厚度、所述第三结构的面积及厚度确定。

4.如权利要求1所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述第二结构的厚度为所述基片厚度的30％～70％。

5.如权利要求4所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述第二结构的厚度为所述基片厚度的50％。

6.一种引线框架的形成方法，所述引线框架具有用于放置芯片的位置，其特征在于，包括：

提供基片；

对所述基片的一部分进行减薄；

对所述部分经过减薄的基片进行裁剪，分别形成第一结构和第二结构，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面，所述第一结构的厚度小于第二结构的厚度。

7.如权利要求6所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述第一结构和第二结构各自包含同一个部件的不同部分，所述同一个部件的分别属于第一结构和第二结构的不同部分之间形成台阶。

8.如权利要求6所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述减薄采用刻蚀方法进行。

9.如权利要求6所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述减薄采用冲压方法进行。

10.如权利要求6所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述减薄的厚度为所述基片厚度的30％～70％。

11.如权利要求10所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述减薄的厚度为所述基片厚度的50％。

12.一种采用权利要求1-5中任一方法形成的引线框架。

13.一种引线框架，所述引线框架具有放置芯片的位置，其特征在于，包括：第一结构和第二结构，其中，所述第一结构的厚度小于所述第二结构的厚度，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面。

14.如权利要求13所述的引线框架的形成方法，其特征在于，所述第一结构和第二结构各自包含同一个部件的不同部分，所述同一个部件的分别属于第一结构和第二结构的不同部分之间形成台阶。

15.如权利要求13所述的引线框架，其特征在于，所述第一结构的厚度为所述第二结构厚度的30％～70％。

16.如权利15所述的引线框架，其特征在于，所述第一结构的厚度为所述第二结构厚度的50％。

17.一种芯片封装方法，其特征在于，包括：

提供芯片和引线框架，所述引线框架具有放置芯片的位置并包括：第一结构和第二结构，其中，所述第一结构的厚度小于所述第二结构的厚度，所述第一结构和第二结构在芯片位置的相对侧具有不在同一平面的表面；

将所述芯片装载在所述第一结构的芯片位置；

采用封装材料封装所述芯片和所述引线框架的第一结构，所述封装材料包裹所述芯片、第一结构的芯片位置及其相对侧。