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1、(10)申请公布号 CN 102610585 A (43)申请公布日 2012.07.25 C N 1 0 2 6 1 0 5 8 5 A *CN102610585A* (21)申请号 201110428025.8 (22)申请日 2011.12.19 H01L 23/495(2006.01) H01L 23/13(2006.01) H01L 21/50(2006.01) (71)申请人佛山市蓝箭电子有限公司 地址 528051 广东省佛山市禅城区古新路 45号 (72)发明人董安意 严向阳 袁凤江 张国光 杨全忠 陈杰尧 黄荣华 陈逸晞 王光明 代新鹏 张国俊 杨谱 (74)专利代理机构北京。
2、信慧永光知识产权代理 有限责任公司 11290 代理人艾持平 武玉琴 (54) 发明名称 硅芯片封装用引线框架、封装方法及其形成 的电子元件 (57) 摘要 本发明提出了一种硅芯片封装用引线框架， 其具有多个引脚，所述引脚构成硅芯片封装完毕 所形成的电子元件的管脚，在所述的多个引脚中， 至少有一个引脚连接着一块用于固定硅芯片的载 芯板，在所述载芯板的固定硅芯片的板面上设有 多个凹坑。本发明还提出了一种硅芯片的封装方 法，其主要步骤包括：制作上述硅芯片封装用引 线框架；将硅芯片固定在引线框架的载芯板上； 通过内引线将硅芯片的引脚和引线框架的相应引 脚连接起来；将塑封料粘结在引线框架的载芯板 上，。
3、用塑封料将硅芯片、内引线、引线框架的与内 引线连接的引脚端头密封起来；对密封后的产品 进行热处理和分离成型。以上述方法为基础，本发 明进一步提出了一种封装有硅芯片的电子元件。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/2页 2 1.一种硅芯片封装用引线框架，具有多个引脚，所述引脚构成硅芯片封装完毕所形成 的电子元件的管脚，在所述的多个引脚中，至少有一个引脚(2a)连接着一块用于固定硅芯 片的载芯板(3)，其特征是：在所述载芯板(3)的固定硅芯片的板面上设有多个凹。
4、坑(4)。 2.如权利要求1所述的硅芯片封装用引线框架，其特征是：所述凹坑(4)为楔形盲孔， 其坑口面积大于坑底面积。 3.如权利要求2所述的硅芯片封装用引线框架，其特征是：所述凹坑(4)的坑口和坑 底的形状都是矩形。 4.如权利要求3所述的硅芯片封装用引线框架，其特征是：所述凹坑(4)的坑口边长 为0.080.12毫米，所述凹坑(4)的坑底边长为0.040.07毫米，所述凹坑(4)的深度 为0.030.1毫米。 5.如权利要求1至4任一项所述的硅芯片封装用引线框架，其特征是：在所述载芯板 (3)的固定硅芯片的板面上，所述凹坑(4)均匀分布。 6.一种硅芯片的封装方法，依序包括以下步骤： 步骤。
5、1：制作引线框架(1)； 步骤2：粘片，将硅芯片(8)固定在引线框架(1)的载芯板(3)上； 步骤3：压焊，通过内引线将硅芯片(8)的引脚和引线框架(1)的相应引脚连接起来； 步骤4：密封，将塑封料(9)粘结在引线框架的载芯板(3)上，用塑封料(9)将硅芯片 (8)、内引线、引线框架的与内引线连接的引脚端头密封起来； 步骤5：对密封后的产品进行热处理，热处理的温度为200250，持续时间为23 小时； 步骤6：分离成型，将在引线框架上封装而成的电子元件切割分离出来，形成独立的电 子元件； 其特征在于： 所述步骤1制作的引线框架(1)是权利要求1至5任一项所述的硅芯片封装用引线框 架； 在所述步。
6、骤4中，使塑封料(9)进入到所述引线框架的载芯板上的凹坑(4)内。 7.如权利要求6所述的一种硅芯片的封装方法，其特征是：在所述步骤1之后，于所述 步骤2之前，对所述引线框架(1)进行预热处理，预热处理的温度在250350之间，持续 时间1530秒，预热处理后，保持引线框架(1)的温度至执行所述步骤2。 8.如权利要求6所述的一种硅芯片的封装方法，其特征是：所述引线框架(1)的材质 是铜或镀铜金属，所述塑封料(9)是环氧树脂，在所述步骤3之后，于所述步骤4之前，对所 述引线框架(1)进行加热，以促进所述引线框架(1)的表面所含铜材质的氧化。 9.如权利要求8所述的一种硅芯片的封装方法，其特征是。
7、：所述引线框架(1)进行加 热处理的温度在100180之间，持续时间为812分钟。 10.如权利要求6所述的一种硅芯片的封装方法，其特征是：在所述步骤6之后，对分 离成型后的电子元件进行热处理，热处理的温度是150200，持续时间为312小时。 11.一种封装有硅芯片的电子元件，包括多个管脚，其中至少一个管脚连接着一块载芯 板(3)，硅芯片(8)固定在载芯板(3)上，在所述载芯板(3)的固定硅芯片的板面上粘结有 塑封料(9)，所述硅芯片(8)包裹在所述塑封料(9)中，其特征是：所述载芯板(3)采用权 权 利 要 求 书CN 102610585 A 2/2页 3 利要求1-5任一项权利要求所述的。
8、硅芯片封装用引线框架的载芯板(3)。 权 利 要 求 书CN 102610585 A 1/4页 4 硅芯片封装用引线框架、 封装方法及其形成的电子元件 技术领域 0001 本发明涉及硅芯片封装技术领域，特别涉及硅芯片封装用的引线框架、封装方法 及封装完毕所形成的电子元件。 背景技术 0002 在电子元件的制造过程中，例如TO-252、TO-92或者TO-126封装的电子元件，通常 是先制造出引线框架，再将硅芯片固定在引线框架的载芯板上，然后通过内引线将硅芯片 的引脚和引线框架的相应引脚连接起来，再用塑封料将硅芯片、内引线、引线框架的与内引 线连接的引脚端头密封起来，最后从引线框架上切割分离出单。
9、个的电子元件，此过程即为 硅芯片的封装过程。 0003 采用上述封装工艺制作的电子元件主要依靠粘结在载芯板上的塑封料将硅芯片 与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降，并且为芯片提 供机械防护，以便于电子元件的安装和运输，因此，塑封料与载芯板的粘结牢固性对电子元 件质量的影响是至关重要的。 0004 然而，随着电子元件表面组装化和小型化的发展，电子元件在焊接组装时所承受 的高温冲击越来越大，以至于电子元件的塑封料与载芯板之间时常发生分层现象，例如 TO-252封装的电子元件，其在使用时必须采用波峰焊方式进行焊接组装，而波峰焊使用的 温度一般高达260，在如此高的温度冲击。
10、下，加上接触面积大，TO-252封装的电子元件极 容易发生包封用的塑封料和载芯板之间的分层，塑封料和载芯板的结合界面出现脱离和错 位，这种分层轻则会造成整个产品密封性异常，最终导致外部水汽入侵，造成产品性能异常 甚至失效，重则由于塑封料与载芯板分层而产生的拉升作用，造成电子元件内部引线与芯 片或者引脚脱离，造成虚焊和开路。 0005 针对以上问题，现有技术通常采用改选塑封料的方法，通过选用粘结能力更强的 高档塑封料，以期提高塑封料与载芯板之间的结合力。但选用高档塑封料的方法一是不能 彻底杜绝这种不良，二是大大增加了产品的成本，实际意义不大。 发明内容 0006 本发明的目的之一是提供一种硅芯片。
11、封装用引线框架，以提高引线框架与塑封料 的结合牢固性。 0007 本发明的目的之二是提供一种硅芯片的封装方法，以提高引线框架与塑封料的结 合牢固性。 0008 本发明的目的之三是提供一种封装有硅芯片的电子元件，以提高电子元件的载芯 板与塑封料的结合牢固性。 0009 为解决上述技术问题，本发明提供的一种硅芯片封装用引线框架，具有多个引脚， 所述引脚构成硅芯片封装完毕所形成的电子元件的管脚，在所述的多个引脚中，至少有一 个引脚连接着一块用于固定硅芯片的载芯板，在所述载芯板的固定硅芯片的板面上设有多 说 明 书CN 102610585 A 2/4页 5 个凹坑。 0010 作为进一步改进，上述的硅。
12、芯片封装用引线框架还可具有如下附属的技术方案： 0011 所述凹坑为楔形盲孔，其坑口面积大于坑底面积。 0012 所述凹坑的坑口和坑底的形状都是矩形。 0013 所述凹坑的坑口矩形边长为0.080.12毫米，所述凹坑的坑底矩形边长为 0.040.07毫米，所述凹坑的深度为0.030.1毫米。 0014 在所述载芯板的固定硅芯片的板面上，所述凹坑均匀分布。 0015 本发明还提供了一种硅芯片的封装方法，依序包括以下步骤： 0016 步骤1：制作引线框架； 0017 步骤2：粘片，将硅芯片固定在引线框架的载芯板上； 0018 步骤3：压焊，通过内引线将硅芯片的引脚和引线框架的相应引脚连接起来； 0。
13、019 步骤4：密封，将塑封料粘结在引线框架的载芯板上，由塑封料将硅芯片、内引线、 引线框架的与内引线连接的引脚端头密封起来； 0020 步骤5：对密封后的产品进行热处理，热处理的温度为200250，持续时间为 23小时； 0021 步骤6：分离成型，将在引线框架上封装而成的电子元件切割分离出来，形成独立 的电子元件； 0022 所述步骤1制作的引线框架是前述任一引线框架，而且在所述步骤4中，使塑封料 进入到所述引线框架的载芯板上的凹坑内。 0023 作为进一步改进，上述的硅芯片的封装方法还可采取如下附属的技术方案： 0024 在所述步骤1之后，于所述步骤2之前，对所述引线框架进行预热处理，预。
14、热处理 的温度在250350之间，持续时间1530秒，预热处理后，保持引线框架的温度至执行 所述步骤2。 0025 所述引线框架的材质是铜或镀铜金属，所述塑封料是环氧树脂，在所述步骤3之 后，于所述步骤4之前，对所述引线框架进行加热，以促进所述引线框架的表面所含铜材质 的氧化。 0026 为促进所述引线框架的表面所含铜材质的氧化，而对所述引线框架进行加热处理 的温度在100180之间，持续时间812分钟。 0027 在所述步骤6之后，对分离成型后的电子元件进行热处理，热处理的温度是150 200，持续时间312小时。 0028 在所述步骤1中，所述引线框架的载芯板上的凹坑采用机械冲压方式成型。。
15、 0029 本发明还提供了一种封装有硅芯片的电子元件，包括多个管脚，其中至少一个管 脚连接着一块载芯板，硅芯片固定在载芯板上，在所述载芯板的固定硅芯片的板面上粘结 有塑封料，所述硅芯片包裹在所述塑封料中，在所述载芯板的固定硅芯片的板面上设有多 个凹坑，所述塑封料嵌入并且粘结在所述凹坑中。 0030 作为进一步改进，上述的封装有硅芯片的电子元件还可具有如下附属的技术方 案： 0031 所述凹坑为楔形盲孔，其坑口面积大于坑底面积。 0032 所述凹坑的坑口和坑底的形状都是矩形。 说 明 书CN 102610585 A 3/4页 6 0033 所述凹坑的坑口矩形边长为0.080.12毫米，所述凹坑的。
16、坑底矩形边长为 0.040.07毫米，所述凹坑的深度为0.030.1毫米。 0034 在所述载芯板的固定硅芯片的板面上，所述凹坑均匀分布。 0035 本发明的有益技术效果是：由于塑封料注入到载芯板的凹坑内，因此大大增加了 塑封料与载芯板，也就是与引线框架的结合力，极大地减少了电子元件的塑封料与载芯板 之间的分层现象，提高了电子元件的质量和可靠性。 0036 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作详细说明。 附图说明 0037 图1是本发明所述引线框架的一种实施例的外形结构示意图； 0038 图2是图1的A部放大图； 0039 图3是图2的B-B局部剖视图； 0040 图4是本发明所述电子元件。
17、的一种实施例的外形结构示意图； 0041 图5是图4的C-C剖面图。 具体实施方式 0042 根据本发明提供的一种引线框架如图1所示，该引线框架1具有三个引脚2a、2b、 2c，该三个引脚构成硅芯片封装完毕所形成的电子元件的管脚。引脚的实际数量根据在引 线框架1上所要形成的电子元件的数量，以及每个电子元件所需的管脚数量而定。在图1 的示例中，仅画出引线框架1的局部部位，在该局部部位中，用虚线围成的部位可封装出一 个电子元件，该电子元件具有三个管脚，引线框架的其他未画出的部位是该虚线所围成部 位的重复，每重复多一个，就能在引线框架上多封装出一个电子元件。 0043 在三个引脚2a、2b、2c中，。
18、其中一个引脚2a连接着一块用于固定硅芯片的载芯板 3。载芯板3与三个引脚2a、2b、2c是整体成型的。载芯板3的固定硅芯片的板面上均匀分 布有多个凹坑4，凹坑4的数量越多，载芯板3与塑封料的结合力越好。凹坑4采用机械冲 压方式成型。实际上，所有引脚2a、2b、2c、载芯板3、凹坑4，包括将各引脚连成一体的连接 条5都是在同一块金属板上冲压形成的。引线框架1的材质可以是铜、铜合金或者铁、铁鎳 等。 0044 同时参见图1、图2和图3，凹坑4为楔形盲孔，其坑口面积大于坑底面积。凹坑的 坑口和坑底的形状都是矩形，坑口的矩形边长L1和L2为0.080.12毫米，坑底的矩形边 长L3和L4为0.040.。
19、07毫米，凹坑的深度H为0.030.1毫米。楔形盲孔具有较大的 表面积，有利于与塑封料的充分接触。 0045 利用图1所示的引线框架封装而成的电子元件如图4和图5所示。该电子元件包 括三个管脚6a、6b、6c，其中一个管脚6a连接着一块载芯板3。实际上，该电子元件的三个 管脚6a、6b、6c就是从图1中的引线框架的三个引脚2a、2b、2c切割而成，电子元件的载芯 板3就是图1中的引线框架的载芯板3。在电子元件的载芯板3上固定有硅芯片8，硅芯片 8包裹在塑封料9中。塑封料9直接与载芯板3粘结。塑封料9通常采用环氧树脂。在载 芯板3的固定硅芯片的板面上设有多个凹坑4，塑封料9嵌入并且直接粘结在凹坑。
20、4中。图 5中的凹坑4实际上就是图1中的凹坑4，此处不再赘述。 说 明 书CN 102610585 A 4/4页 7 0046 下面详细说明将硅芯片封装在图1所示的引线框架1上，进而形成图4所示电子 元件的方法。 0047 首先制作图1所示结构的引线框架1，引线框架1的材质最好是铜或镀铜金属。 0048 接下来可进行粘片，就是将硅芯片8固定在引线框架1的载芯板3上。但在粘 片之前，最好对引线框架1进行预热处理，预热处理的温度在250350之间，持续时间 1530秒，预热处理后，保持引线框架1的温度至执行粘片步骤。此步预热处理的有益效 果在于，一方面，粘片时的温度一般在300400，如果引线框架。
21、从室温骤然升到400， 其里面会积蓄大量的应力，这些应力一旦释放，就会将粘结在载芯板上的硅芯片撕裂，另一 方面，引线框架与硅芯片的热膨胀系数不一样，如果引线框架温升过快，也会造成硅芯片撕 裂，因此，在粘片之前对引线框架进行预热处理，可以显著提高封装质量。 0049 粘片的方法可以采用点焊料，或者通过融化硅芯片背面的金层来连接硅芯片与载 芯板。 0050 完成粘片之后可进行压焊，就是通过内引线将硅芯片8的引脚和引线框架1的相 应引脚2a、2b、2c连接起来，所连接的引脚2a、2b、2c就构成电子元件的管脚6a、6b、6c。 0051 接下来可进行密封，将引线框架放入模具中，用液压机(通常采用25。
22、0吨液压机) 将塑封料压入模具，使塑封料粘结到载芯板3上，以此将硅芯片8、内引线、引线框架的三个 引脚2a、2b、2c的端头密封起来。在往模具中注入塑封料的时候，塑封料进入到引线框架的 载芯板上的凹坑4内，从而大大增加塑封料与载芯板3，也就是与引线框架1的结合力。 0052 如果引线框架1的材质是铜或镀铜金属，而且塑封料是环氧树脂，那么在上述密 封步骤之前，最好先对引线框架1进行加热，以促进引线框架表面所含铜材质的氧化，加热 处理的温度在100180之间，持续时间812分钟。此步加热处理的有益效果在于，铜 氧化对铜和环氧树脂的结合有很大程度的促进作用，从而能进一步提高环氧树脂与载芯板 3的结合。
23、力。 0053 密封完毕后，对产品进行热处理，热处理的温度为200250，持续时间为23 小时。此步骤可以很好地释放产品的内部应力。 0054 接下来可根据实际需要对引线框架的引脚2a、2b、2c进行电镀，使各引脚均匀镀 上一层锡。 0055 接着进行分离成型，将在引线框架1上封装而成的电子元件切割分离出来，形成 独立的电子元件，就是将图1中的虚线所围成的部位切割出来，并且切断三个引脚2a、2b、 2c之间的连接条5，将各引脚2a、2b、2c切成想要的尺寸，从而得到图4所示的电子元件。 0056 由于切割引脚时会形成内应力，因此当用户对电子元件进行高温焊接时，管脚根 部的塑封料容易产生分层现象，而且管脚越短，分层现象越容易发生。为克服此缺陷，可在 上述的分离成型步骤之后，对电子元件进行热处理，热处理的温度是150200，持续时 间312小时。以此可释放管脚的内应力。 0057 以上实施例仅用以说明本发明，并非对本发明的限制，本领域的技术人员在不脱 离本发明的精神和范围的前提下，对本发明进行的修改或者等同替换都涵盖在本发明的权 利要求所限定的保护范围内。 说 明 书CN 102610585 A 1/2页 8 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102610585 A 2/2页 9 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102610585 A 。