一种封装框架结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体封装领域，尤其涉及一种高击穿电压的封装框架结构。
【背景技术】
[0002]集成电路(IC)产品由芯片、引线和引线框架、粘接材料、封装材料等几大部分构成。其中，引线框架的主要功能是为芯片提供机械支撑载体，并作为导电介质连接IC外部电路，传送电信号，以及与封装材料一起，向外散发芯片工作时产生的热量，成为IC中极为关键的零部件。
[0003]电介质在足够强的电场作用下将失去其介电性能成为导体，称为电介质击穿，所对应的电压称为击穿电压。电介质击穿时的电场强度叫击穿场强。不同电介质在相同温度下，其击穿场强不同。由Ul_U2 = Ed知，决定电容器的击穿电压的是击穿场强E和两极板的距离d。击穿场强通常又称为电介质的介电强度。在半导体封装领域，比如在竖直方向金属片与其下方的框架之间，水平方向芯片与芯片之间就形成了一个类似的电容器结构。所述金属片一般通过助焊剂与芯片焊接，同时金属片又与引脚电性连接，金属片实际上起到替代打线的作用。
[0004]如果对这一个类似的电容器结构控制不好，使得击穿电压过低，就很容易使得芯片被击穿，造成短路、器件损毁的严重后果。
[0005]现有技术中已有这方面的研究如专利CN 201420101959.X集成电路的双基岛引脚引线框结构，包括基板上设有基岛及引线框单元，所述基岛上设有芯片，所述芯片设有7个引线管脚，基岛之间的间隙距离为0.5mm，引线管脚与基岛之间间隙距离为0.4mm ;引线框单元8个为一列，分成若干列设置在所述基板上。该专利解决了在水平方向上微小间距电压击穿空气放电现象，克服传统SOP双基岛封装对微小间距电压击穿空气放电的不足。
[0006]但是现有技术中并没有对竖直方向上金属片与框架之间的击穿电压进行研究。竖直方向上仍然存在击穿电压低，安全性差，产品稳定性不高的问题。
【发明内容】
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电绝缘性好，安全性和稳定性高的封装框架结构，包括框架本体1、芯片2、金属片3，所述框架本体I包括载体4、切线槽5，所述载体4用来安放芯片2，所述芯片2下方与载体4固定连接，所述芯片2上方与金属片3固定连接，所述框架本体I上的载体4周围部分是切线槽5，所述框架本体I朝向金属片的一侧设置有与框架本体I 一体成型的凸起，所述凸起顶部与金属片3相抵。
[0008]优选地，所述框架本体为方形，所述凸起位于框架本体的四个边角。
[0009]进一步优选地，所述凸起位于切线槽的任一位置处。
[0010]更进一步优选地，所述凸起为圆柱体或者四棱柱。
[0011]优选地，所述凸起高度为100nm-800nm。
[0012]进一步，所述凸起还位于框架本体的四条边的中间位置和框架本体的中央位置。
[0013]更进一步，所述凸起为铜、铝、铝合金中一种。
[0014]非限制性的，所述凸起的从上到下直径逐渐增大。
[0015]本实用新型的封装技术与现有技术相比具有以下有益的技术效果:在本实用新型中，在框架本体一体设置了凸起，该凸起起到支撑金属片的作用，将芯片上方的金属片顶起，防止金属片与框架本体之间的距离过小从而使得两者间的击穿电压过小，容易短路损毁的问题，使得产品更加可靠安全。
[0016]所述凸起通过模具与框架本体一起成型，减少了工艺步骤，节约了成本。
[0017]在框架本体的四周边缘设置的凸起能有效托起金属片，以及框架本体中间部分的凸起能有效控制金属片与框架本体之间的距离基本保持一致。从而使得击穿电压保持在一个可控的范围内，提尚广品的稳定性。
【附图说明】
[0018]图1是一种封装框架的侧视图；
[0019]图2是一种封装框架的正视图；
[0020]框架本体1、芯片2、金属片3、载体4、切线槽5、凸起6。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]如图1所示一种封装框架结构，包括框架本体1、芯片2、金属片3，所述框架本体I包括载体4、切线槽5，所述载体4用来安放芯片2，所述芯片2下方与载体4固定连接，所述芯片2上方与金属片3固定连接，如图2所示，所述框架本体I上的载体4周围部分是切线槽5，所述框架本体I朝向金属片3的一侧设置有与框架本体I 一体锻压或者压铸成型的凸起6，所述凸起6顶部与金属片3相抵。
[0023]优选地，所述框架本体I为铜板或者铝板或者氧化铝或者氮化铝。
[0024]进一步优选的，所述框架本体I是通过例如将铜以及钼等的异种金属进行层叠加工而形成的，或者是通过使铜以及钨等的异种金属的粉末混合固化的粉末冶金法而形成的。
[0025]所述金属片3优选为为铜片或者银片或铝片。
[0026]所述框架本体I为方框或者矩形结构。所述框架本体I上的载体4周围部分是切线槽5。所述载体4为框架本体I上的方形的凹部，所述载体4也可以叫做基岛，所述框架本体I上有若干个载体4，所述载体4对齐排列，本实施例的框架本体I上有24个载体4，本实用新型并不限定载体4的数量。
[0027]框架本体I即引线框架，金属片3与框架本体I或者引线框架的引脚电性连接。
[0028]半导体芯片2由碳化娃(SiC)构成，但也可以由氮化镓(GaN)、娃(Si)等构成。
[0029]芯片2例如是采用氮化镓的高输出功率晶体管(GaN-HEMT)等的功率半导体芯片2，搭载在框架本体I的载体4上。此外，虽然如图2所示，在涉及实施例的框架中搭载有24个半导体芯片2，但是并不限定半导体芯片2的数量。另外，被搭载的半导体芯片2不限于功率半导体。
[0030]所述载体4与芯片2焊接，具体焊接时通过添加助焊剂，再采用回流焊工艺将载体4与芯片2焊接。
[0031]所述芯片2与其上方金属片3通过添加助焊剂，再采用回流焊工艺将芯片2与其上方的金属片3焊接。
[0032]所述框架本体I为矩形，所述凸起6位于框架本体I的至少三个边角。所述框架本体I上至少有3个地方设置凸起6，三点成面就可以起到支撑作用。
[0033]所述凸起6位于切线槽5或者框架本体I的边框的任一位置处。
[0034]所述凸起6为圆柱体或者四棱柱。
[0035]所述凸起6还位于框架本体I的四条边的中间位置和框架本体I的中央位置。
[0036]所述凸起6为铜、铝、铝合金中一种。
[0037]所述凸起6的从上到下直径逐渐增大，这样能承受更大的压力，抗压性能更好。
[0038]所述凸起6与框架本体为一体结构，由同一个模具冲压制成。
[0039]凸起6部分可以根据模具的不同有不同的数量和形状。该凸起6材质随着框架本体或者半导体基板变化而变化。该凸起6可以和框架本体或者半导体基板是一体的。
[0040]载体4配置于框架本体I上，横截面形状呈矩形状，载体4四边边缘部位沿厚度方向具有台阶式结构。
[0041]所述凸起6为柱形凸起6，凸起6具有矩形形状；不限制的凸起6可以具有诸如三角形形状、矩形形状、圆形形状等的各种形状。
[0042]所述封装框架结构的制作方法如下:
[0043]第一步骤:先将框架本体I以及载体4制作好，取一金属基板，金属基板材料与常规基板一样为铜材或铝材或氧化铝或氮化铝等材质，然后在金属基板上冲压出定位孔并通过冲压或锻压在金属基板正面形成凸起6。再通过冲压，化学蚀刻，激光蚀刻等技术处理成带有凸起6的框架。
[0044]第二步骤:通过减薄机、划片机以及清洗机将晶圆厚度减薄后切割成芯片2，并通过粘片机将芯片2用粘片胶粘贴到框架的载体4上；然后进行前固化，通过烘烤箱将粘片胶烘干，固定芯片2。
[0045]第三步骤:所述芯片2与其上方金属片3通过添加助焊剂，再采用回流焊工艺将芯片2与其上方的金属片3焊接。
[0046]本实用新型在框架本体一体设置了凸起6，该凸起6起到支撑金属片的作用，将芯片上方的金属片顶起，防止金属片与框架本体之间的距离过小从而使得两者间的击穿电压过小，容易短路损毁的问题，使得产品更加可靠安全。
[0047]所述凸起6通过模具与框架本体一起成型，减少了工艺步骤，节约了成本。
[0048]在框架本体的四周边缘设置的凸起6能有效托起金属片，以及框架本体中间部分的凸起6能有效控制金属片与框架本体之间的距离基本保持一致。从而使得击穿电压保持在一个可控的范围内，提尚广品的稳定性。
[0049]上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种封装框架结构，包括框架本体(1)、芯片(2)、金属片(3)，所述框架本体(I)包括载体(4)、切线槽(5)，所述载体(4)用来安放芯片(2)，所述芯片(2)下方与载体(4)固定连接，所述芯片(2)上方与金属片(3)固定连接，所述框架本体(I)上的载体(4)周围部分是切线槽(5)，其特征在于:所述框架本体(I)朝向金属片(3)的一侧设置有与框架本体(I)一体压铸成型的凸起(6)，所述凸起(6)顶部与金属片(3)相抵。2.如权利要求1所述的一种封装框架结构，其特征在于:所述框架本体(I)为矩形，所述凸起(6)至少位于框架本体(I)的三个边角。3.如权利要求1或2所述的一种封装框架结构，其特征在于:所述凸起(6)位于切线槽(5)或者框架本体(I)的边框的任一位置处。4.如权利要求1或2所述的一种封装框架结构，其特征在于:所述凸起(6)为圆柱体或者四棱柱。5.如权利要求2所述的一种封装框架结构，其特征在于:所述凸起(6)还位于框架本体⑴的四条边的中间位置和框架本体⑴的中央位置。6.如权利要求1所述的一种封装框架结构，其特征在于:所述凸起(6)为铜、铝、铝合金中一种。7.如权利要求1所述的一种封装框架结构，其特征在于:所述凸起(6)从上到下直径逐渐增大。
【专利摘要】本实用新型提供了一种封装框架结构，包括框架本体1、芯片2、金属片3，所述框架本体1包括载体4、切线槽5，所述载体4用来安放芯片2，所述芯片2下方与载体4固定连接，所述芯片2上方与金属片3固定连接，所述框架本体1上的载体4周围部分是切线槽5，所述框架本体朝向金属片的一侧固定连接有凸起，所述凸起6顶部与金属片3相抵。本实用新型的封装技术在框架本体制作中一体设置了凸起，该凸起起到支撑金属片的作用，将芯片上方的金属片顶起，防止金属片与框架本体之间的距离过小从而使得两者间的击穿电压过小，使得框架的安全性和稳定性更高。
【IPC分类】H01L23/495
【公开号】CN204809215
【申请号】CN201520461230
【发明人】石磊
【申请人】南通富士通微电子股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月30日