CN114141632A - 引线框架制备方法、引线框架制备模具和引线框架 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种引线框架制备方法、引线框架制备模具和引线框架，涉及半导体封装技术领域，该方法通过上模具和下模具对金属芯框架进行固定，然后在上模具和下模具之间形成塑封体，并对塑封体进行横向切片处理，得到多个基板框架，最后对基板框架进行镀层处理，得到多个引线框架。相较于现有技术，本发明避免了采用蚀刻工艺和冲压工艺，而是利用塑封料将金属型材按照排列方式进行塑封制作框架，从而避免了蚀刻工艺和冲压工艺带来的工艺问题，而且大量采用了物理加工方式，提升了引线框架的制造效率。并且引线框架上用于排布管脚的金属层可以直接根据金属型材确定，能够实现相同封装尺寸下排布更多管脚，从而提升了封装性能。

Description

引线框架制备方法、引线框架制备模具和引线框架
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，具体而言，涉及一种引线框架制备方法、引线框架制备模具和引线框架。
背景技术
引线框架是封装技术中常用的封装基底结构，现有技术中通常采用蚀刻工艺或冲压工艺制备引线框架，冲压工艺容易在生产过程中产生毛刺，并且容易变形，制造精度较差，也具有成本高周期长的缺点。故通常采用蚀刻工艺制备引线框架，然而蚀刻工艺复杂，并具有制作时间长，且成本高和污染性等缺点。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种引线框架制备方法、引线框架制备模具和引线框架，其工艺步骤简单可靠，并且制作周期短，成本低廉，且没有污染性。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种引线框架制备方法，包括：
在下模具上安装多个金属型材，其中多个所述金属型材向上延伸并形成金属芯框架；
在所述金属芯框架的顶端安装上模具，以使所述金属芯框架固定在所述下模具和所述上模具之间；
在所述下模具和所述上模具之间塑封形成塑封体；
对所述塑封体沿垂直于所述金属型材延伸方向进行间隔切割，得到多个基板框架；
对多个所述基板框架进行镀层处理，得到多个引线框架。
在可选的实施方式中，对多个所述基板框架进行镀层处理的步骤之前，所述方法还包括：
将所述基板框架打磨至预设的厚度。
在可选的实施方式中，对多个所述基板框架进行镀层处理的步骤，包括：
对所述基板框架的一侧表面进行镀银处理。
在可选的实施方式中，多个所述金属型材包括金属柱和多个金属棒，在下模具上安装多个金属型材的步骤，包括：
在所述下模具上安装金属柱；
在所述下模具上安装多个围设在所述金属柱四周的金属棒；
其中，所述下模具上开设有用于安装所述金属柱的柱状定位孔和用于安装所述金属棒的棒状定位孔。
在可选的实施方式中，所述金属柱为铜柱，所述金属棒为铜棒。
在可选的实施方式中，在所述下模具和所述上模具之间塑封形成塑封体的步骤，包括：
在所述上模具和所述下模具之间设置多个塑封模板，以使所述上模具和所述下模具之间形成内腔；
在所述内腔内注入塑封料；
在所述塑封料固化后拆除所述塑封模板。
在可选的实施方式中，在所述下模具和所述上模具之间塑封形成塑封体的步骤之后，所述方法还包括：
去除所述上模具和所述下模具。
在可选的实施方式中，对所述塑封体沿垂直于所述金属型材延伸方向进行间隔切割的步骤之后，所述方法还包括：
去除位于顶端的基板框架和位于底端的基板框架。
第二方面，本发明提供一种引线框架制备模具，适用于如前述实施方式任一项所述的引线框架制备方法，所述引线框架制备模具包括：
下模具，所述下模具用于安装由多个向上延伸的金属型材形成的金属芯框架；
上模具，所述上模具用于安装在所述金属芯框架的顶端，以使所述金属芯框架固定在所述下模具和所述上模具之间；
塑封模具，所述塑封模具用于设置在所述上模具和所述下模具之间，并与所述上模具和所述下模具共同形成用于供塑封料注入的内腔；
切割模具，所述切割模具用于沿垂直于所述金属型材延伸方向间隔切割所述上模具和所述下模具之间形成的塑封体，以得到多个基板框架。
第三方面，本发明提供一种引线框架，其由如前述实施方式任一项所述的引线框架制备方法制备而成。
本发明实施例的有益效果包括，例如：
本发明提供了一种新型的引线框架制备方法、模具和引线框架，其通过上模具和下模具对多个金属型材形成的金属芯框架进行固定，然后在上模具和下模具之间形成塑封体，并对塑封体进行横向切片处理，得到多个基板框架，最后对基板框架进行镀层处理，得到多个引线框架。相较于现有技术，本发明避免了采用蚀刻工艺和冲压工艺，而是利用塑封料将金属型材按照排列方式进行塑封制作框架，从而避免了蚀刻工艺和冲压工艺带来的工艺问题，而且大量采用了物理加工方式，提升了引线框架的制造效率。并且引线框架上用于排布管脚的金属层可以直接根据金属型材确定，能够实现相同封装尺寸下排布更多管脚，从而提升了封装性能。
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为本发明实施例提供的引线框架制备方法的步骤框图；
图2至图6为本发明实施例提供的引线框架制备方法的工艺流程图；
图7为本发明实施例提供的引线框架的结构示意图。
图标：100-引线框架；110-芯片贴合区；130-管脚焊接区；200a-上模具；200b-下模具；210-定位孔；300-金属型材；310-金属柱；330-金属棒；400-塑封体。
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。
正如背景技术中所公开的，现有技术中通常采用的蚀刻或冲压工艺来制备引线框架。具体地，对于普通蚀刻框架产品，采用化学方式蚀刻掉铜材，工艺及其复杂，生产费时间，并且一次生产的数量较少。对于冲压框架产品，每一款框架产品都需要定制一款冲压模具，造成成本高昂，且存在冲压毛刺的问题。
例如，常规采用的蚀刻工艺如下：
1.将光阻剂紧密的压合在铜材两侧；
2.对光阻剂进行曝光显影，将设计的图形通过曝光转移到光阻剂上，在紫外光的照射下，光照黑色部分不会透光，部分光阻剂没有和紫外线发生反应；
3.利用显影液将为曝光的光阻剂清洗干净，留下已发生光学反应部分，使需要蚀刻的铜材外露；
4.利用蚀刻液对外露的铜材进行蚀刻；
5.利用剥膜剂将覆盖在铜材上的光阻膜去除，得到裸体铜材；
6.给特定的区域电镀金属。
采用上述蚀刻工艺，工艺复杂，且生产要求高，生产周期长，并且一次性生产的数量较小，而本申请中采用的新型制备方法，尽可能采用理方式，对材料进行塑封、切割、研磨，极大地缩短了框架制造的流程，并且每次塑封后可以生产数条框架，在效率上有极大提升。
同时针对冲压工艺所带来的问题，本发明的塑封模具切割模具可以相互之间通用，仅塑封时的上下定位模具需要定制，极大地降低了模具的生产制造周期和成本。
此外，对于传统的WB焊线框架产品，设计时管脚、散热片之间需要设计连接bar，FC倒装框架内伸也需要连接bar以及连筋，而这些连接bar、连筋会占用大量的空间，导致WB焊线四边仅能放置最多两排管脚，也就是说相同封装尺寸下，能够容纳的管脚数量较少。而本发明内部设计摒弃了传统框架连接结构，可以在四边多放置两排金属型材就能轻易的排布下更多的管脚数，增加传递信号的数量，提升封装质量。并且后续封装流程时将框架切割成单个时不需要切到铜材，可以降低切割刀的损耗。在进行正面镀银工艺时，因为整个框架已经是一个平面，不会存在漏铜至背面的风险，可以提升后续封装时与塑封料的结合力。
为了解决现有工艺所带来的一系列问题，本发明提供了一种新型的引线框架制备方法、模具和引线框架，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。
具体实施例
参见图1，本实施例提供了一种引线框架制备方法，用于制备引线框架100(图7示出)，其相较于常规方法，工艺步骤简单可靠，并且制作周期短，成本低廉，且没有污染性。
结合图7，本实施例提供的引线框架100，包括位于中间区域的芯片贴合区110和位于芯片贴合区110周围的管脚焊接区130，其中芯片贴合区110和管脚焊接区130均采用金属材料，其余位置采用树脂等非金属材料。
本实施例提供的引线框架制备方法，具体包括以下步骤：
S1：在下模具200b上安装多个金属型材300。
结合参见图2和图3，具体地，其中多个所述金属型材300向上延伸并形成金属芯框架，金属芯框架的顶端保持平齐。其中，下模具200b可以根据需要制作的引线框架100上的芯片贴合区110和管脚焊接区130的形状和数量进行定制。例如，本实施例中下模具200b上开设有用于固定多个金属型材300的定位孔210，在实际执行步骤S1时，将多个金属型材300安装在下模具200b的定位孔210中。
在实际执行过程中，在执行步骤S1之前，首先可以依据所要制备的引线框架100选取或者制备上模具200a(图4示出)和下模具200b，其中在上模具200a和下模具200b上均开设有用于固定多个金属型材300的定位孔210，并且上模具200a和下模具200b的结构形状一致。
需要说明的是，本实施例中多个金属型材300包括金属柱310和多个金属棒330，在下模具200b上安装多个金属型材300时，首先在下模具200b上安装金属柱310，然后在下模具200b上安装多个围设在金属柱310四周的金属棒330，其中，下模具200b上开设有用于安装金属柱310的柱状定位孔和用于安装金属棒330的棒状定位孔。并且，由于采用多个金属棒330进行安装，可以在金属柱310周围形成更多的金属棒330，提升了管脚焊接区130的数量，使得引线框架100能够传递更多信号。
在本实施例中，金属柱310呈矩形块状，多个金属棒330围设在金属柱310的周围。优选地，金属柱310为铜柱，金属棒330为铜棒，利用铜材形成金属芯框架，具备良好的电连接性能。当然，此处金属棒330和金属柱310也可以采用其他导电金属材料，例如铝或者金等。
S2：在金属芯框架的顶端安装上模具200a。
结合参见图4，具体地，通过设置上模具200a，使得金属芯框架固定在下模具200b和上模具200a之间。金属柱310和多个金属棒330的两端分别对应适配在上模具200a和下模具200b的定位孔210中，从而实现了金属柱310和多个金属棒330的固定。
需要说明的是，本实施例中上模具200a和下模具200b相对且平行设置，且上模具200a和下模具200b的形状此处一致，提高了其通用性。
S3：在下模具200b和上模具200a之间塑封形成塑封体400。
结合参见图5，具体地，在实际塑封时，可以用到塑封模具，塑封模具至少包括多个塑封模板，在实际执行步骤S3时，可以在上模具200a和下模具200b之间设置多个塑封模板，以使上模具200a和下模具200b之间形成内腔，然后在内腔内注入塑封料，最后在塑封料固化后拆除塑封模板。其中塑封体400可以呈矩形柱状，并将金属柱310和多个金属棒330均包覆在内。优选地，塑封体400的尺寸与上模具200a和下模具200b的尺寸相适配。
在形成塑封体400之后，还需要去除上模具200a和下模具200b，使得上模具200a和下模具200b能够重复使用。
S4：对塑封体400沿垂直于金属型材300延伸方向进行间隔切割。
结合参见图6，具体而言，通过间隔切割工艺，能够得到多个基板框架，其中每个基板框架均呈片状。
在切割完成后，由于顶端和底端的基板框架靠近上模具200a和下模具200b，无法保证其均一性，故需要去除位于顶端的基板框架和位于底端的基板框架，以中间部位的基板框架继续进行后续工艺。
S5：将基板框架打磨至预设的厚度。
具体而言，利用研磨工艺，将基板框架研磨至预设厚度，在实际研磨时，可以从基板框架的上下两侧同时进行研磨，以保证两侧均处于平滑状态。
S6：对多个基板框架进行镀层处理。
结合参见图7，具体而言，在将基板框架打磨至预设的厚度后，对基板框架的一侧表面进行镀银处理，通过镀银处理后即得到引线框架100。其可以利用电镀或者化学镀的方式实现镀层处理，对于镀层处理的具体工艺在此不作限定。当然，此处也可以根据实际情况更改镀层，例如镀金或者镀锌等，在此不作具体限定。
在实际镀银时，例如在基板框架的正面，可以将多个金属棒330的切面表面以及金属柱310的切面边缘做镀银处理，从而使得基板框架的正面仅在金属柱310的中心位置露出铜层，同时在基板框架的背面不作镀银处理，得到标准的引线框架100。
在本实施例中，由于在基板框架的正面进行镀银操作，此时基板框架已经是一个完整的平面结构，故不会存在漏银至背面的风险，且镀银可以提高后续封装时引线框架100与塑封料的结合力，提高可靠性。
需要说明的是，上述步骤仅仅是单个上模具200a和单个下模具200b进行的操作，在实际生产时，可以同时设置多个下模具200b和多个上模具200a，同时制备形成塑封体400，并同时对多个塑封体400进行切割动作，实现引线框架100制备效率的成倍提升，并得到板状的多个引线框架100，形成框板结构，最后对框板结构进行切割动作，得到单个引线框架100。
在本实施例中，由于采用的是金属棒330和金属柱310安装后进行塑封的工艺，在最终形成的框板结构上，相邻两个引线框架100之间并无铜层连接，故切割时不会切割到铜层，无疑提升了切割模具的使用寿命。
本实施例还提供了一种引线框架制备模具，适用于前述的引线框架制备方法，该引线框架制备模具包括下模具200b、上模具200a、塑封模具(图未示)和切割模具(图未示)，其中，下模具200b用于安装由多个向上延伸的金属型材300形成的金属芯框架，上模具200a用于安装在金属芯框架的顶端，以使金属芯框架固定在下模具200b和上模具200a之间。并且上模具200a和下模具200b上开设有多个定位孔210，多个定位孔210与金属型材300相适配，能够实现对金属型材300的固定动作。塑封模具，塑封模具用于设置在上模具200a和下模具200b之间，并与上模具200a和下模具200b共同形成用于供塑封料注入的内腔。切割模具用于沿垂直于金属型材300延伸方向间隔切割上模具200a和下模具200b之间形成的塑封体400，以得到多个基板框架。
在本实施例中，直接与引线框架100的形状规格相适配的仅仅是上模具200a和下模具200b，而无论制备何种规格的引线框架100，塑封模具和切割模具均可以通用，仅仅是上模具200a和下模具200b需要定制，这无疑极大地降低模具生产制造周期和成本。
请继续参见图7，本实施例还提供了一种引线框架100，包括位于中间区域的芯片贴合区110和位于芯片贴合区110周围的管脚焊接区130，其中芯片贴合区110和管脚焊接区130均采用金属材料，其余位置采用树脂等非金属材料。其中芯片贴合区110和管脚焊接区130均为铜层，且其中一侧表面设置有镀层，该镀层为银，能够提高后续封装时引线框架100与塑封料的结合力，提高可靠性。
本实施例提供的引线框架100，由于无需设计连接棒结构，故可以直接通过设置多个金属棒330来形成多个管脚焊接区130，无疑增大了管脚焊接区130的数量，使得相同尺寸下能够放下更多的管脚数，增加传递信号的数量，提升最终产品的性能。
本实施例提供了一种引线框架制备方法、模具和引线框架100，其通过上模具200a和下模具200b对多个金属型材300形成的金属芯框架进行固定，然后在上模具200a和下模具200b之间形成塑封体400，并对塑封体400进行横向切片处理，得到多个基板框架，最后对基板框架进行镀层处理，得到多个引线框架100。本实施例避免了采用蚀刻工艺和冲压工艺，而是利用塑封料将金属型材300按照排列方式进行塑封制作框架，从而避免了蚀刻工艺和冲压工艺带来的工艺问题，而且大量采用了物理加工方式，提升了引线框架100的制造效率。并且引线框架100上用于排布管脚的金属层可以直接根据金属型材300确定，能够实现相同封装尺寸下排布更多管脚，从而提升了封装性能。
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)

1.一种引线框架制备方法，其特征在于，包括：
在下模具上安装多个金属型材，其中多个所述金属型材向上延伸并形成金属芯框架；
在所述金属芯框架的顶端安装上模具，以使所述金属芯框架固定在所述下模具和所述上模具之间；
在所述下模具和所述上模具之间塑封形成塑封体；
对所述塑封体沿垂直于所述金属型材延伸方向进行间隔切割，得到多个基板框架；
对多个所述基板框架进行镀层处理，得到多个引线框架。
2.根据权利要求1所述的引线框架制备方法，其特征在于，对多个所述基板框架进行镀层处理的步骤之前，所述方法还包括：
将所述基板框架打磨至预设的厚度。
3.根据权利要求1所述的引线框架制备方法，其特征在于，对多个所述基板框架进行镀层处理的步骤，包括：
对所述基板框架的一侧表面进行镀银处理。
4.根据权利要求1所述的引线框架制备方法，多个所述金属型材包括金属柱和多个金属棒，其特征在于，在下模具上安装多个金属型材的步骤，包括：
在所述下模具上安装金属柱；
在所述下模具上安装多个围设在所述金属柱四周的金属棒；
其中，所述下模具上开设有用于安装所述金属柱的柱状定位孔和用于安装所述金属棒的棒状定位孔。
5.根据权利要求4所述的引线框架制备方法，其特征在于，所述金属柱为铜柱，所述金属棒为铜棒。
6.根据权利要求1所述的引线框架制备方法，其特征在于，在所述下模具和所述上模具之间塑封形成塑封体的步骤，包括：
在所述上模具和所述下模具之间设置多个塑封模板，以使所述上模具和所述下模具之间形成内腔；
在所述内腔内注入塑封料；
在所述塑封料固化后拆除所述塑封模板。
7.根据权利要求1所述的引线框架制备方法，其特征在于，在所述下模具和所述上模具之间塑封形成塑封体的步骤之后，所述方法还包括：
去除所述上模具和所述下模具。
8.根据权利要求1所述的引线框架制备方法，其特征在于，对所述塑封体沿垂直于所述金属型材延伸方向进行间隔切割的步骤之后，所述方法还包括：
去除位于顶端的基板框架和位于底端的基板框架。
9.一种引线框架制备模具，适用于如权利要求1-8任一项所述的引线框架制备方法，其特征在于，所述引线框架制备模具包括：
下模具，所述下模具用于安装由多个向上延伸的金属型材形成的金属芯框架；
上模具，所述上模具用于安装在所述金属芯框架的顶端，以使所述金属芯框架固定在所述下模具和所述上模具之间；
塑封模具，所述塑封模具用于设置在所述上模具和所述下模具之间，并与所述上模具和所述下模具共同形成用于供塑封料注入的内腔；
切割模具，所述切割模具用于沿垂直于所述金属型材延伸方向间隔切割所述上模具和所述下模具之间由所述塑封料形成的塑封体，以得到多个基板框架。
10.一种引线框架，其特征在于，其由如权利要求1-8任一项所述的引线框架制备方法制备而成。
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