CN219226285U - 半导体封装框架及半导体封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体封装框架及半导体封装结构，由一个金属片加工而成的第一区域和第二区域，第一区域设有基岛，第二区域设有引脚、连接部和边框部，连接部包括相接的第一连接部和第二连接部，引脚和第一连接部分别沿边框部的内侧边缘的不同位置向基岛和第二连接部延伸，第二连接部设于基岛的侧边，引脚与基岛间隔设置，边框部的内侧边缘设有切割线，沿切割线切割使引脚与基岛断开连接。该半导体封装结构包括芯片、塑封层以及上述的半导体封装框架，芯片贴装于基岛上，芯片与引脚之间通过引线连接，塑封层包覆住基岛、芯片、引线以及部分引脚，并裸露出另一部分引脚。该封装框架可简化制作工艺，提高框架的精密度及后续封装的气密性。

Description

半导体封装框架及半导体封装结构

技术领域

本实用新型涉及半导体封装领域，尤其涉及一种半导体封装框架及半导体封装结构。

背景技术

框架结构是半导体封装的基础材料，是集成电路的芯片载体，需借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝)实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，起到和外部导线连接的桥梁作用，主要功能是起到电路连接、散热、机械支撑等作用。

现有的大功率器件框架结构如图1-3所示，该框架结构主要分为基岛和引脚两部分，两者的厚度不相同，基岛部分铜片较厚，主要为了内部芯片的散热，引脚部分的厚度较薄，用于与引线和外部连接。目前基岛和引脚主要是采用分开加工，然后再将两者通过铆接的方式进行衔接在一起。此框架结构的制造工序较为繁琐，铆接工艺公差较大，不利于后续的封装，且在塑封后，铆接处在后期的可靠性测试后也容易出现分层等异常现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种半导体封装框架及半导体封装结构。

为了实现以上目的，本实用新型的技术方案为：

一种半导体封装框架，该半导体封装框架由一个金属片加工而形成有中间的第一区域以及所述第一区域外围的第二区域，所述第一区域设有基岛，所述第二区域设有边框部及通过所述边框部练级连接的引脚和连接部，所述连接部包括相接的第一连接部和第二连接部，所述引脚和所述第一连接部分别沿所述边框部的内侧边缘的不同位置向所述基岛和第二连接部延伸，所述第二连接部设于所述基岛的侧边，所述引脚与所述基岛间隔设置，所述边框部的内侧边缘设有切割线，沿所述切割线切割使所述引脚与基岛断开连接。

作为优选，所述第二连接部靠近所述引脚一侧设有凹槽，所述引脚一端朝向所述凹槽延伸，且在第一方向的投影上，所述引脚部分位于所述凹槽内，所述第一方向为所述金属片的俯视方向。

作为优选，所述引脚伸入所述凹槽的长度为0.7～1.5mm。

作为优选，所述引脚与所述凹槽底面之间的间隙为0.05～0.5mm。

作为优选，所述连接部设有冲压区，在所述冲压区上冲压后所述第一连接部和第二连接部上下错位，并使所述基岛和引脚位于不同的平面。

作为优选，所述引脚靠近所述基岛上用于安装芯片的一侧表面。

作为优选，所述引脚设于所述边框部上其中两个相对的内侧边缘，所述第一连接部设于所述边框部上另外两个相对的内侧边缘。

作为优选，所述第二区域为所述金属片上经过磨削加工的部分，所述第二区域的厚度小于所述第一区域的厚度，所述第二区域经过蚀刻或模切后得到所述引脚、连接部和边框部。

作为优选，所述基岛的厚度为0.7～2mm。

一种半导体封装结构，包括芯片、塑封层以及上述的半导体封装框架，所述芯片贴装于所述基岛上，所述芯片与所述引脚之间通过引线连接，所述塑封层包覆住所述基岛、芯片、引线以及部分引脚，并裸露出另一部分引脚。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本申请的实用新型提出的半导体封装框架的基岛和引脚采用一体成型的方式制成，由一个金属片切割形成，制作工序简单，方便后续的封装，可靠性高，避免出现分层等现象。

(2)本申请的实用新型的半导体封装框架从金属片的俯视看，引脚部分伸入凹槽内，使得塑封后的半导体封装结构更加牢固。

(3)本申请的实用新型的半导体封装框架的制作工艺去除铆接工艺，能够提高框架的精密度以及后续封装的气密性。

附图说明

图1为现有技术的框架结构的俯视图；

图2为现有技术的框架结构的侧视图一；

图3为现有技术的框架结构的侧视图二；

图4为本发明的实施例的金属片经磨削加工、蚀刻或模切后的俯视图；

图5为图4中金属片经过冲压的A-A剖面图；

图6为本发明的实施例的金属片的示意图；

图7为本发明的实施例的金属片经过磨削加工后的示意图；

图8为图7的剖面图；

图9为本发明的实施例一的半导体封装结构的示意图；

图10为图4中金属片未经过冲压的A-A剖面图；

图11为本发明的实施例二的半导体封装结构的示意图；

附图说明：1、基岛；2、引脚；3、金属片；31、第一区域；32、第二区域；321、第一连接部；322、第二连接部；323、边框部；324、冲压区；4、芯片；5、塑封层；6、引线。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步解释。本实用新型的各附图仅为示意以更容易了解本实用新型，其具体比例可依照设计需求进行调整。文中所描述的图形中相对元件的上下关系以及正面/背面的定义，在本领域技术人员应能理解是指构件的相对位置而言，因此皆可以翻转而呈现相同的构件，此皆应同属本说明书所揭露的范围。

实施例一

参考图4和图5，本申请的实施例提出了一种半导体封装框架，该半导体封装框架由一个金属片加工而成，金属片3包括中间的第一区域31以及第一区域31外围的第二区域32，第一区域31设有基岛1，第二区域32设有引脚2、连接部和边框部323，引脚2和连接部通过边框部323连接，连接部包括相接的第一连接部321和第二连接部322，引脚2和第一连接部321分别沿边框部323的内侧边缘的不同位置向基岛1和第二连接部322延伸，第二连接部322设于基岛1的侧边，引脚2与基岛1间隔设置，边框部323的内侧边缘设有切割线，沿切割线切割使引脚2与基岛1断开连接。基岛1位于金属片3中间的第一区域31上，引脚2、连接部和边框部323位于围设在第一区域31周围的第二区域32上。第二连接部322设有凹槽，引脚2一端朝向凹槽延伸，且在第一方向的投影上，引脚2部分位于凹槽内，第一方向为金属片3的俯视方向(即图4为金属片3的俯视视角)。引脚2部分伸入凹槽内的结构，使得在塑封后整体结构牢固。具体的，引脚2伸入凹槽的长度为0.7～1.5mm。作为优选，引脚2伸入凹槽的长度为1mm。具体的，基岛1的厚度为0.7～2mm。作为优选，基岛1的厚度为1.3mm。基岛1的厚度足够大，可提到散热效果。

在具体的实施例中，参考图4-8，基岛1和引脚2由一个完整的金属片3经过冲压和切割制作而成，将金属片3分为第一区域31和第二区域32两个部分，初始状态，第一区域31和第二区域32处于同一个平面。将一整片厚度为0.7～2mm的金属片3的第二区域32进行磨削加工，使第二区域32减薄，第二区域32的厚度小于第一区域31的厚度。作为优选，金属片3的材质为铜等导热导电性能好的金属。

具体的，经过磨削加工后，可在第二区域32上按照具体的需求进行蚀刻或模切，得到特定的金属图形。参考图8，经过蚀刻或模切后，在第二区域32上形成连接部、边框部323和引脚2，引脚2和第一连接部321分别从边框部323的内侧边缘向基岛1和第二连接部322延伸，引脚2设于边框部323上其中两个相对的内侧边缘，第一连接部321设于边框部323上另外两个相对的内侧边缘。第一连接部321和第二连接部322连接构成连接部，该连接部可连接基岛1和边框部323，而引脚2与基岛1间隔设置，由于引脚2与边框部323和连接部依次连接，因此此时引脚2和基岛1也处于连接状态。连接部设有冲压区324，该冲压区324作为冲压位置，在该冲压区324进行冲压，冲压区324发生形变，第一连接部321和第二连接部322上下错位，使得基岛1相对于引脚2下沉，引脚2与基岛1位于不同的平面上，最终得到如图5所示的框架结构。进一步的，边框部323内侧边缘设有切割线，切割线用虚线表示。在封装完成后，沿切割线进行切割后，边框部323分别与第一连接部321和引脚2断开连接，因此基岛1与引脚2也断开连接，在基岛1上的芯片4不会与引脚2形成短路连接。通过一体成型的金属片3经过简单加工便可得到框架结构，并且该框架结构中引脚2部分伸入凹槽内，使得该框架结构在塑封后的整体结构更加牢靠。

参考图9，本申请的实施例提出了一种半导体封装结构，包括芯片4、塑封层5以及上述的半导体封装框架，芯片4贴装于基岛1上，芯片4与引脚2之间通过引线6连接，塑封层5包覆住基岛1、芯片4、引线6以及部分引脚2，并裸露出另一部分引脚2。

本申请的实施例还提出了一种半导体封装结构的制作方法，包括以下步骤：

(1)参考图6-8，提供一个金属片3，该金属片3优选为铜片，金属片3的中间为第一区域31，第一区域31的周围为第二区域32，将第二区域32进行磨削加工，磨削加工后的第二区域32的厚度小于第一区域31的厚度。

(2)参考图4，在第二区域32按照具体的图案需求进行蚀刻或模切，得到特定的金属图案，该金属图案包括引脚2、边框部323和连接部，连接部包括第一连接部321和第二连接部322，第一连接部321和第二连接部322连接，引脚2和第一连接部321设于边框部323的内侧，第二连接部322设于基岛1的侧边，因此引脚2通过边框部323、连接部与基岛1连接，此时第一区域31与第二区域32处于相连状态，其上表面平齐。引脚2与第一区域31上的基岛1之间设有间距，具体的，第二连接部322靠近引脚2一侧设有凹槽，引脚2一端朝向凹槽延伸，且在第一方向的投影上，引脚2部分位于凹槽内，第一方向为金属片3的俯视方向，作为优选，引脚2伸入凹槽部分的长度为0.7～1.5mm。

(3)参考图5，由于第一区域31和第二区域32的上表面处于同一平面，可通过冲压成型的方式，使第一区域31的基岛1部分下沉，使得基岛1与引脚2分离。

(4)参考图9，提供芯片4，通过固晶、焊线、塑封形成封装结构，具体的，将芯片4贴装于基岛1上，使芯片4的焊盘裸露出，将芯片4的焊盘与引脚2之间通过引线6连接，引线6的两端分别焊接于芯片4的焊盘和引脚2上，再通过塑胶材料注塑形成塑封层5，将芯片4、引线6、基岛1和引脚2的一端包覆在塑封层5内，引脚2的另一端裸露出，便于与外部实现电连接。

实施例二

参考图10，本申请的实施例二中的半导体封装框架未经过冲压成型而使基岛1和引脚2分离。此时基岛1和引脚2的上表面平齐，引脚2与凹槽底面之间的间隙为0.05～0.5mm，保证两者之间彼此分离。经过固晶、焊线和塑封后得到的半导体封装结构如图11所示，由于引脚2与基岛1之间具有足够大的间隙，避免在塑封过程中相连，从而导致芯片4存在短路的风险，影响封装结构的可靠性。通过本申请的实施例二的结构使得制造加工工艺更加简单，并可有效提高产能，降低成本。

相比而言，本申请的实施例的半导体封装框架简化框架制造加工工艺，去除铆接工艺，提高框架的精密度以及后续封装的气密性。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的技术方案，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种半导体封装框架，其特征在于：该半导体封装框架由一个金属片加工而形成有中间的第一区域以及所述第一区域外围的第二区域，所述第一区域设有基岛，所述第二区域设有边框部及通过所述边框部连接的引脚和连接部，所述连接部包括相接的第一连接部和第二连接部，所述引脚和所述第一连接部分别沿所述边框部的内侧边缘的不同位置向所述基岛和第二连接部延伸，所述第二连接部设于所述基岛的侧边，所述引脚与所述基岛间隔设置，所述边框部的内侧边缘设有切割线，沿所述切割线切割使所述引脚与基岛断开连接。

2.根据权利要求1所述的半导体封装框架，其特征在于：所述第二连接部靠近所述引脚一侧设有凹槽，所述引脚一端朝向所述凹槽延伸，且在第一方向的投影上，所述引脚部分位于所述凹槽内，所述第一方向为所述金属片的俯视方向。

3.根据权利要求2所述的半导体封装框架，其特征在于：所述引脚伸入所述凹槽的长度为0.7～1.5mm。

4.根据权利要求2所述的半导体封装框架，其特征在于：所述引脚与所述凹槽底面之间的间隙为0.05～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的半导体封装框架，其特征在于：所述连接部设有冲压区，在所述冲压区上冲压后所述第一连接部和第二连接部上下错位，使所述基岛和引脚位于不同的平面。

6.根据权利要求5所述的半导体封装框架，其特征在于：所述引脚靠近所述基岛上用于安装芯片的一侧表面。

7.根据权利要求1所述的半导体封装框架，其特征在于：所述引脚设于所述边框部上其中两个相对的内侧边缘，所述第一连接部设于所述边框部上另外两个相对的内侧边缘。

8.根据权利要求1所述的半导体封装框架，其特征在于：所述第二区域为所述金属片上经过磨削加工的部分，所述第二区域的厚度小于所述第一区域的厚度，所述第二区域经过蚀刻或模切后得到所述引脚、连接部和边框部。

9.根据权利要求1所述的半导体封装框架，其特征在于：所述基岛的厚度为0.7～2mm。

10.一种半导体封装结构，其特征在于：包括芯片、塑封层以及权利要求1-9中任一项所述的半导体封装框架，所述芯片贴装于所述基岛上，所述芯片与所述引脚之间通过引线连接，所述塑封层包覆住所述基岛、芯片、引线以及部分引脚，并裸露出另一部分引脚。

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