CN111668184B - 引线框制作方法和引线框结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种引线框制作方法和引线框结构，涉及半导体封装技术领域。该引线框制作方法包括提供第一板材；在第一板材上形成凸台；在凸台上设置第二板材，第二板材和第一板材之间形成凹槽；在第二板材上开设沟槽，沟槽与凹槽连通，形成可润湿侧爬结构；设置引线框的引脚和支撑部，沟槽和凹槽位于引脚上；对支撑部和引脚表面进行粗化处理，形成粗化表面；在粗化表面上设置保护层。该引线框制作方法在引脚内形成沟槽和凹槽，利用可润湿侧爬结构，有利于锡膏等焊接料从底部和侧壁爬入，连接强度高，可靠性及耐折弯性更好。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，具体而言，涉及一种引线框制作方法和引线框结构。
背景技术
随着半导体行业的快速发展，方形扁平无引脚封装(Quad Flat No-leadPackage，缩写为QFN)结构广泛应用于半导体行业中，在使用QFN方形扁平无引线封装的情况下，不太容易看到可焊接或外露引脚或端子，就无法确认它们是否被成功地焊接在印刷电路板上。
此外，封装结构的边缘设有作为连接端子且暴露在外的覆铜，这些覆铜很容易被氧化，使得侧壁焊锡润湿很困难，影响焊接质量。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种引线框制作方法和引线框结构，其能够提高引线框的引脚和电路板的焊接力，结构强度更好，焊接质量好，产品的可靠性以及耐折弯性更好。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明实施例提供一种引线框制作方法，包括：
提供第一板材；
在所述第一板材上形成凸台；
在所述凸台上设置第二板材，所述第二板材和所述第一板材之间形成凹槽；
在所述第二板材上开设沟槽，所述沟槽与所述凹槽连通，形成可润湿侧爬结构；
设置引线框的引脚和支撑部，所述沟槽和所述凹槽位于所述引脚上；
对所述支撑部和所述引脚表面进行粗化处理，形成粗化表面；
在所述粗化表面上设置保护层。
在可选的实施方式中，所述在所述第二板材上开设沟槽的步骤包括：
在所述第二板材上间隔开设多个沟槽，每个沟槽分别与所述凹槽连通。
在可选的实施方式中，在所述凸台上设置第二板材，所述第二板材和所述第一板材之间形成凹槽的步骤中：
将所述凹槽延伸至所述第一板材的端部，以使所述凹槽与外界连通。
在可选的实施方式中，在所述第一板材上形成凸台，在所述凸台上设置第二板材，所述第二板材和所述第一板材之间形成凹槽，在所述第二板材上开设沟槽，所述沟槽与所述凹槽连通，形成可润湿侧爬结构的步骤包括：
在所述第一板材上形成第一凸台；
在所述第一凸台上设置所述第二板材，以使所述第一板材和所述第二板材之间形成第一凹槽；
在所述第二板材上形成第二凸台；
在所述第二凸台上设置第三板材，以使所述第二板材和所述第三板材之间形成第二凹槽；
在所述第三板材上开设第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽与所述第一凹槽连通，所述第二沟槽与所述第二凹槽连通，以形成可润湿侧爬结构。
在可选的实施方式中，所述提供第一板材的步骤包括：
将所述第一板材的厚度减薄。
在可选的实施方式中，在所述凸台上设置第二板材的步骤还包括：
将所述第二板材的厚度减薄。
第二方面，本发明实施例提供一种引线框结构，包括相互连接的支撑部和引脚，所述引脚内开设有凹槽，所述引脚的表面开设有沟槽，所述沟槽与所述凹槽连通，形成可润湿侧爬结构。
在可选的实施方式中，所述沟槽与所述凹槽连通形成L形结构。
在可选的实施方式中，所述沟槽包括第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽和所述第二沟槽分别与所述凹槽连通。
在可选的实施方式中，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述沟槽包括第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽和所述第一凹槽连通，所述第二沟槽与所述第二凹槽连通。
本发明实施例提供的引线框制作方法和引线框结构，其有益效果包括，例如：
本发明实施例提供的引线框制作方法，通过在第一板材和第二板材之间形成凹槽，在第二板材上形成有与凹槽连通的沟槽，当引脚与电路板焊接时，焊接料能够分别在凹槽和沟槽内固化，即焊接料能够分别从引脚的底部和侧壁爬入，增加电路板和引脚的焊接结合力，提高焊接质量，引脚锡膏不易断裂，结构更加可靠。
本发明实施例提供的引线框结构，在引脚的内部形成凹槽，在引脚的表面形成与凹槽连通的沟槽，该引脚采用可润湿侧爬结构，当引脚与电路板焊接时，焊接料能够分别从引脚的底部和侧壁爬入，提高焊接结合力，结构强度更好，连接可靠，耐折弯性能好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明具体实施例提供的引线框结构的整体示意图；
图2为本发明具体实施例提供的引线框结构的引脚的第一种结构示意图；
图3为本发明具体实施例提供的引线框结构的引脚的第二种结构示意图；
图4为本发明具体实施例提供的引线框结构的引脚的第三种结构示意图；
图5为本发明具体实施例提供的引线框制作方法的示意框图；
图6为本发明具体实施例提供的引线框制作方法的制程示意图一；
图7为本发明具体实施例提供的引线框制作方法的制程示意图二。
图标：100-引线框结构；110-引脚；120-支撑部；200-塑封体；130-凹槽；131-第一凹槽；133-第二凹槽；140-沟槽；141-第一沟槽；143-第二沟槽；111-第一板材；101-第一减薄铜层；102-第二减薄铜层；103-凸台；104-第二板材；105-引导部；151-保护膜；153-保护层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
现有技术中，当引线框的引脚越大，引脚通过锡膏与电路板焊接时，存在的焊锡空洞就越大，从而降低焊接质量。并且，QFN产品与电路板热膨胀系数不同，在可靠性测试时，容易导致引脚焊锡断裂，从而影响产品性能。
为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提出了一种引线框制作方法和引线框结构100。该引线框的引脚110采用可润湿侧爬(wettable flank)结构，能够提高引脚110的焊接结合力，避免引脚110底部出现焊锡空洞的问题，提高结构强度和焊接质量。
图1为本发明具体实施例提供的引线框结构100的整体示意图，图2为本发明具体实施例提供的引线框结构100的引脚110的第一种结构示意图，请参考图1和图2。
本实施例提供了一种引线框结构100，包括相互连接的支撑部120和引脚110，支撑部120用于贴装芯片等元件，对元件起支撑作用，引脚110用于与电路板连接。引脚110内开设有凹槽130，引脚110的表面开设有沟槽140，沟槽140与凹槽130连通，形成可润湿侧爬结构。通过在引脚110上设置相互连通的沟槽140和凹槽130，即引脚110利用了可润湿侧爬结构，当引脚110与电路板焊接时，锡膏等焊接料能够分别从引脚110的底部和侧壁爬入，填充在沟槽140和凹槽130内，提高焊接结合力，使得封装产品结构强度更好，连接可靠，耐折弯性能好。
可选的，沟槽140与凹槽130连通形成L形结构。当然，并不仅限于此，沟槽140和凹槽130连通的形状也可以是其他任意形状，比如X形、Z形、U形、S形等；凹槽130与沟槽140的形状也可以分别是波浪形、Z形、T形或其它任意形状，这里不作具体限定。通过设置凹槽130和沟槽140，使得锡膏能从引脚110的不同部位以及不同方向爬入，提高焊接可靠性，结构强度更高，引脚110焊锡不易断裂。并且，锡膏爬入至引脚110的底部和侧壁后，锡膏固化在凹槽130和沟槽140内，不易出现焊锡空洞。
可选地，本实施例中，凹槽130贯通至引脚110的端部，并与外界连通，凹槽130的形状、尺寸和数量根据实际情况而定；沟槽140与引脚110的端部具有一定距离，即没有贯通至引脚110的端部，这里不作具体限定。
图3为本发明具体实施例提供的引线框结构100的引脚110的第二种结构示意图，请参考图3。
沟槽140的数量可以是一个或多个，在可选的实施方式中，沟槽140包括第一沟槽141和第二沟槽143，第一沟槽141和第二沟槽143分别与凹槽130连通。需要说明的是，第一沟槽141的数量和形状可以根据实际情况灵活设置，数量不限于一个、两个、三个或更多个；第一沟槽141的形状包括但不限于X形、Z形、U形、S形、T形等任意形状。类似地，第二沟槽143的数量和形状可以根据实际情况灵活设置，数量不限于一个、两个、三个或更多个；第二沟槽143的形状包括但不限于X形、Z形、U形、S形、T形等任意形状，这里不作具体限定。
图4为本发明具体实施例提供的引线框结构100的引脚110的第三种结构示意图，请参考图4。
凹槽130的数量可以是一个或多个，在可选的实施方式中，凹槽130包括第一凹槽131和第二凹槽133，沟槽140包括第一沟槽141和第二沟槽143，第一沟槽141和第一凹槽131连通，第二沟槽143与第二凹槽133连通。可以理解，第一凹槽131的数量和形状可以根据实际情况灵活设置，数量不限于一个、两个、三个或更多个；第一凹槽131的形状包括但不限于X形、Z形、U形、S形、T形等任意形状。类似地，第二凹槽133的数量和形状可以根据实际情况灵活设置，数量不限于一个、两个、三个或更多个；第二凹槽133的形状包括但不限于X形、Z形、U形、S形、T形等任意形状，这里不作具体限定。
图5为本发明具体实施例提供的引线框制作方法的示意框图，请参考图5。
本发明实施例还提供了一种引线框制作方法，用于制作上述的引线框结构100，其主要步骤包括：
S100：提供第一板材111。
S200：在第一板材111上形成凸台103。
S300：在凸台103上设置第二板材104，第二板材104和第一板材111之间形成凹槽130。
S400：在第二板材104上开设沟槽140，沟槽140与凹槽130连通，形成可润湿侧爬结构。
S500：设置引线框的引脚110和支撑部120，沟槽140和凹槽130位于引脚110上。
S600：对支撑部120和引脚110表面进行粗化处理，形成粗化表面。
S700：在粗化表面上设置保护层153。
图6为本发明具体实施例提供的引线框制作方法的制程示意图一，请参考图6，并结合图2。
详细地，步骤S100中，第一板材111可以是铜材料，即第一板材111为铜层。将第一板材111的厚度减薄，即第一板材111为减薄铜层。可选地，第一板材111包括两层层压设置的减薄铜层，即第一减薄铜层101和第二减薄铜层102，在第一减薄铜层101上再层压一层第二减薄铜层102，形成第一板材111。当然，在其他可选的实施方式中，第一板材111也可以是一层减薄铜层、三层减薄铜层或层压更多个减薄铜层，这里不作具体限定。需要说明的是，本实施例中由于需要在引脚110上开设凹槽130与沟槽140，引脚110的整体厚度相对现有引脚厚度会增大才能满足引脚110的结构强度，因而工艺中考虑采用减薄铜层，可以适当降低引脚110的厚度。当然，第一板材111也可以直接采用一层厚度适中的铜材料，无需进行减薄处理或多层层压设置，只要厚度能够满足结构强度即可。
步骤S200中，通过对第一板材111采用蚀刻工艺，将最上层层压的减薄铜层需要的区域通过贴膜保护起来，不需要的部分蚀刻掉，再去除膜，形成凸台103结构。本实施例中，将第二减薄铜层102的一端贴膜保护起来，另一端采用蚀刻去除，去除部分形成一个缺口，使得第二减薄铜层102在第一减薄铜层101上形成凸台103结构。当然，并不仅限于此，也可以采用激光切除的方式将第二减薄铜层102部分切除，形成凸台103结构。
步骤S300中，在第二减薄铜层102远离第一减薄铜层101的一侧再次层压第二板材104，可选地，第二板材104采用减薄铜材，即第三减薄铜层。这样，第一减薄铜层101、第二板材104和凸台103结构形成凹槽130，由于第二减薄铜层102的端部被蚀刻去除，即凹槽130贯通至第一减薄铜层101和第三减薄铜层的端部边缘，凹槽130与外界连通。本实施例中，第三减薄铜层的长度小于第一减薄铜层101的长度，使得第三减薄铜层层压设置后，第一减薄铜层101的端部露出，有利于形成可润湿侧爬结构。
步骤S400中，在最顶部层压铜层即第三减薄铜层(第二板材104)上开设沟槽140，沟槽140与凹槽130连通呈L形，并形成可润湿侧爬结构。可选地，沟槽140的形成方式可以采用激光开槽或蚀刻工艺形成，这里不作具体限定。沟槽140与第三减薄铜层的端部边缘具有一定距离，并没有延伸至第三减薄铜层的端部。容易理解，沟槽140与第三减薄铜层的端部边缘之间的这部分第二板材104形成引导部105，引导部105在锡膏爬入时对锡膏起到一定的支撑、引流和导向作用，使得焊锡固定更加可靠，提高焊接的结合力，可靠性好。
需要说明的是，根据不同的实际情况，凹槽130和沟槽140的数量可能不止一个。若需要制作多个凹槽130，可以在第二减薄铜层102上间隔设置多个凹槽130；或者，在层压第二板材104后，在第二板材104上再开设凹槽130，在第二板材104远离第一板材111的一侧再层压第三板材，在第三板材上再开设沟槽140，沟槽140的数量可以是一个或间隔设置的多个。
可选地，在第二板材104上间隔开设多个沟槽140，每个沟槽140分别与凹槽130连通。凹槽130延伸至第一板材111的端部，以使凹槽130与外界连通。这样，形成多个沟槽140与一个凹槽130连通的结构。
在其他可选的实施方式中，也可以在第一板材111上形成第一凸台；在第一凸台上设置第二板材104，以使第一板材111和第二板材104之间形成第一凹槽131；在第二板材104上再次形成第二凸台；在第二凸台上设置第三板材，以使第二板材104和第三板材之间形成第二凹槽133；在第三板材上开设第一沟槽141和第二沟槽143，第一沟槽141与第一凹槽131连通，第二沟槽143与第二凹槽133连通。这样，形成多个沟槽140与多个凹槽130分别连通的结构，即可润湿侧爬结构。
容易理解，上述形成第一凸台、第二凸台的设置方式与前述步骤S200中形成凸台103的方式相似，第一凹槽131、第二凹槽133的设置方式与前述步骤S300中形成凹槽130的方式相似，第一沟槽141、第二沟槽143的设置方式与前述步骤S400中形成沟槽140的方式相似，这里不再具体阐述。
图7为本发明具体实施例提供的引线框制作方法的制程示意图二，请参考图7，并结合图2。
步骤S500中，将制作好的上述引线框进行翻转放置，翻转180度，使第二板材104位于下方，第一板材111位于上方。详细地，如图7中的步骤S10，在第一板材111远离第二板材104的一侧表面以及第二板材104远离第一板材111的一侧分别贴保护膜151。步骤S20，通过曝光和显影技术将RDL图形显影在第一板材111和第二板材104上。步骤S30，再采用蚀刻工艺，通过化学蚀刻原理将第一板材111和第二板材104上不需要的区域蚀刻掉，将引线框的引脚110和支撑部120分离，沟槽140和凹槽130位于引脚110上。
步骤S600中，将第一板材111远离第二板材104的一侧的保护膜151去除，并在第一板材111上进行表面粗化处理，形成粗化表面，提高第一板材111的表面结合力。可选地，粗化处理可以是采用电镀或化学腐蚀方式进行表面粗化。
步骤S700中，在粗化表面上设置保护层153，可选地，保护层153可以是银层，即在粗化表面上镀银，当然，也可以是镀其他材质的保护层153，这里不作具体限定。
完成引线框制程后，将引线框送往封装厂，在引线框上贴芯片、打线，通过塑封体200保护连接好的线路，撕去背面贴膜，即去除第二板材104远离第一板材111一侧的保护膜151；利用切割机台，将产品切成单颗。本实施例中采用的引线框制作方法，引线框的引脚110设有可润湿侧爬结构(wettable flank leads)，可以大幅增强其表面贴装(SurfaceMounted Devices，SMD)焊接的结合力，在引脚110内设置多个连通呈L形的沟槽140和凹槽130，采用多段式设计，减小表面贴装(Surface Mount Technology，SMT)工艺中锡膏与引脚110的接触面积，从而达到减小焊接气泡，避免出现焊锡空洞的情况，解决传统工艺焊接时引脚110越大，导致焊接气泡就越大的问题，提高焊接质量和可靠性，提升产品品质。
综上所述，本发明实施例提供了一种引线框制作方法和引线框结构100，具有以下几个方面的有益效果：
该引线框制作方法和引线框结构100，采用可润湿侧爬结构，锡膏可以从侧壁以及底部爬入，增强引脚110焊接的结合力，结构强度大，连接可靠性好，不易出现引脚110焊锡断裂的情形。相对于传统的工艺，具有更好的可靠性，耐折弯性能更高。采用分段式设计形成多个连通的凹槽130和沟槽140，减小贴装时锡膏与引脚110的接触面积，从而达到减小焊接气泡，避免出现焊锡空洞的情况，解决传统工艺焊接时引脚110越大，导致焊接气泡就越大的问题，提高焊接质量和可靠性，提升产品品质。该引线框制作方法工艺更加简单，可操作性强，生产出的产品品质更好，产品良率更高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种引线框制作方法，其特征在于，引线框包括引脚和支撑部，所述引线框制作方法包括：
提供第一板材；
在所述第一板材上形成凸台；
在所述凸台上设置第二板材，所述第二板材和所述第一板材之间形成凹槽，所述凹槽与外界连通；
在所述第二板材上开设沟槽，所述沟槽与所述凹槽连通，所述沟槽与外界连通，形成所述引脚的可润湿侧爬结构；其中，所述凹槽位于所述引脚的侧壁，所述沟槽位于所述引脚的底部；
采用蚀刻工艺将所述第一板材和所述第二板材上不需要的区域蚀刻掉，将所述引线框的引脚和支撑部分离；
对所述支撑部和所述引脚表面进行粗化处理，形成粗化表面；
在所述粗化表面上设置保护层。
2.根据权利要求1所述的引线框制作方法，其特征在于，所述在所述第二板材上开设沟槽的步骤包括：
在所述第二板材上间隔开设多个沟槽，每个沟槽分别与所述凹槽连通。
3.根据权利要求1所述的引线框制作方法，其特征在于，在所述凸台上设置第二板材，所述第二板材和所述第一板材之间形成凹槽的步骤中：
将所述凹槽延伸至所述第一板材的端部，以使所述凹槽与外界连通。
4.根据权利要求1所述的引线框制作方法，其特征在于，在所述第一板材上形成凸台，在所述凸台上设置第二板材，所述第二板材和所述第一板材之间形成凹槽，所述凹槽与外界连通；在所述第二板材上开设沟槽，所述沟槽与所述凹槽连通，所述沟槽与外界连通，形成所述引脚的可润湿侧爬结构；其中，所述凹槽位于所述引脚的侧壁，所述沟槽位于所述引脚的底部的步骤包括：
在所述第一板材上形成第一凸台；
在所述第一凸台上设置所述第二板材，以使所述第一板材和所述第二板材之间形成第一凹槽；
在所述第二板材上形成第二凸台；
在所述第二凸台上设置第三板材，以使所述第二板材和所述第三板材之间形成第二凹槽；
在所述第三板材上开设第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽与所述第一凹槽连通，所述第二沟槽与所述第二凹槽连通，以形成可润湿侧爬结构。
5.根据权利要求1所述的引线框制作方法，其特征在于，所述提供第一板材的步骤包括：
将所述第一板材的厚度减薄。
6.根据权利要求1所述的引线框制作方法，其特征在于，在所述凸台上设置第二板材的步骤还包括：
将所述第二板材的厚度减薄。
7.一种引线框结构，其特征在于，包括支撑部和引脚，所述引脚的侧壁开设有凹槽，所述凹槽与外界连通，所述引脚的底部开设有沟槽，所述沟槽与外界连通，所述沟槽与所述凹槽连通，形成所述引脚的可润湿侧爬结构。
8.根据权利要求7所述的引线框结构，其特征在于，所述沟槽与所述凹槽连通形成L形结构。
9.根据权利要求7所述的引线框结构，其特征在于，所述沟槽包括第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽和所述第二沟槽分别与所述凹槽连通。
10.根据权利要求7所述的引线框结构，其特征在于，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述沟槽包括第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽和所述第一凹槽连通，所述第二沟槽与所述第二凹槽连通。
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