具有电连接结构的选择性腐蚀保护的封装体的制作方法

[0001]
本发明涉及一种封装体、一种装置、一种制造封装体的方法和一种使用方法。


背景技术：

[0002]
封装体可以包括安装在诸如引线框架的载体上的诸如半导体芯片的电子器件。封装体可以实施为安装在载体上的包封的电子器件，其中载体具有延伸出包封剂并与外围电子设备耦合的电连接结构。
[0003]
然而，在恶劣条件下使用时，封装体具有有限的使用寿命。


技术实现要素：

[0004]
可能需要一种即使在恶劣的条件下使用也具有增加的使用寿命的封装体。
[0005]
根据一个示例性实施例，提供了一种封装体，所述封装体包括：载体；安装在载体上的电子器件；以及包封剂，其包封电子器件的至少一部分和载体的仅一部分，使得载体的另一暴露部分相对于包封剂暴露，其中，载体的暴露部分包括电连接结构和腐蚀保护结构，所述电连接结构和所述腐蚀保护结构中的一个仅选择性地形成在所述电连接结构和所述腐蚀保护结构中的另一个的位于包封剂外的子部分上。
[0006]
根据另一个示例性实施例，提供了一种装置，其包括安装结构(例如印刷电路板，pcb)和具有上述特征并安装在所述安装结构上而使得电连接结构电连接到安装结构的封装体。
[0007]
根据另一示例性实施例，提供了一种制造封装体的方法，其中，所述方法包括：将电子器件安装在载体上；通过包封剂包封电子器件的至少一部分和载体的仅一部分，使得载体的另一暴露部分相对于包封剂暴露；以及形成载体的暴露部分而使其具有电连接结构和腐蚀保护结构，使得电连接结构和腐蚀保护结构中的一个选择性地仅形成在电连接结构和腐蚀保护结构中的另一个的位于包封剂外的子部分上。
[0008]
根据另一示例性实施例，具有上述特征的封装体用于腐蚀性环境中的户外应用。
[0009]
根据一个示例性实施例，提供了一种在载体上具有包封的电子器件的封装体，其中，载体以其暴露部分部分地延伸出包封剂。载体的暴露部分包括用于将封装体与电子环境电连接的电连接结构，并且包括用于保护电连接结构免受腐蚀，即用于抑制、防止或甚至消除电连接结构的腐蚀的腐蚀保护结构。电连接结构和腐蚀保护结构部分地形成在彼此之上，以便在空间上彼此紧密相关，从而实现电连接结构的高效腐蚀保护。然而，通过仅用另一结构仅选择性地覆盖所述结构中的一个的一部分，可以确保腐蚀保护结构和电连接结构都保持暴露于包封剂外的环境中。这可以简化和改善封装体相对于外围电子设备的电连接。因此，可以显著提高封装体的电可靠性，同时提供有效的腐蚀保护。
[0010]
因此，可以提供耐腐蚀的封装体。特别地，半导体封装体可以设有用作电连接结构的第一金属的金属引线，所述第一金属的金属引线与第二金属电接触，所述第二金属相对于第一金属用作电子给体，从而用作腐蚀保护结构。
[0011]
其它示例性实施例的描述
[0012]
在下面，将解释封装体、装置和方法的其它示例性实施例。
[0013]
在本申请的上下文中，术语“封装体”可以特别地表示这样一种电子装置，其包括安装在载体上并且可选地使用包封剂封装的一个或多个电子器件。进一步可选地，可以在封装体中实施一个或多个导电接触元件(例如接合导线或夹)，例如用于将电子器件与载体电耦合。
[0014]
在本申请的上下文中，术语“载体”可以特别地表示这样一种支撑结构(优选地，但不是必须是导电的)，所述支撑结构充当对所述一个或多个电子器件的机械支撑，并且还可以有助于电子器件与封装体的外围设备之间的电连接。换句话说，载体可以实现机械支撑功能和电连接功能。
[0015]
在本申请的上下文中，术语“电子器件”可以特别地包括半导体芯片(特别是功率半导体芯片)、有源电子装置(例如晶体管)、无源电子装置(例如电容或电感或欧姆电阻)、传感器(例如麦克风、光传感器或气体传感器)、执行器(例如扬声器)和微机电系统(mems：microelectromechanical system)。特别地，电子器件可以是在其表面部分具有至少一个集成电路元件(例如二极管或晶体管)的半导体芯片。电子器件可以是裸露的裸片，或者可以已经被封装或包封。
[0016]
在本申请的上下文中，术语“包封剂”可以特别地表示包围(例如气密地包围)电子器件和可选的载体的一部分以提供机械保护、电隔离和可选地有助于在操作期间热量去除。这种包封剂可以是例如模制化合物。当通过模制包封时，例如可以进行注射成型模制或传递模制。
[0017]
在本申请的上下文中，术语“腐蚀保护结构”可以特别地表示由一种材料制成的物理体，所述材料保护暴露的载体部分的另一种材料、即电连接结构免受腐蚀。这样的腐蚀保护可以归因于以下事实：与电连接结构的材料相比，腐蚀保护结构在腐蚀过程期间化学上更愿意给予电子。例如，腐蚀保护结构可以由比电连接结构的另一金属或合金次贵的金属或合金制成。
[0018]
在本申请的上下文中，术语“电连接结构”可以特别地表示载体的暴露部分的包封剂外引线部分的一部分，所述包封剂外引线部分被配置成并且旨在被电连接到外围电子设备，例如电连接到安装结构(例如印刷电路板)上。例如，封装体可以通过将电连接结构钎焊、烧结或熔接到安装结构上，或者通过将电连接结构压入到安装结构的被镀覆的孔中来安装在这种安装结构上。特别地，电连接结构可以用于建立封装体相对于电子环境的电连接，该电连接功能不应受到腐蚀的干扰。
[0019]
在本申请的上下文中，术语“选择性地仅形成在另一结构的子部分上的结构”可以特别地表示该结构覆盖另一结构的子部分，但是使另一结构的其余子部分保持自由或暴露。在一个替代性方案中，电连接结构可以形成在腐蚀保护结构的表面的一部分上，但是可以使腐蚀保护结构的另一表面部分保持暴露。在另一替代方案中，腐蚀保护结构形成在电连接结构的表面的一部分上，但是使电连接结构的另一部分保持暴露。因此，在一个实施例中，腐蚀保护结构选择性地仅形成在电连接结构的位于包封剂外的子部分上，例如参见图1。在另一实施例中，电连接结构选择性地仅形成在腐蚀保护结构的位于包封剂外的子部分上，例如参见图3。通过采取这种措施，可以确保形成暴露于包封剂的载体部分的一部分的
电连接结构和腐蚀保护结构都可以满足其功能，而不会因不期望的被相应的其它结构完全覆盖相应结构而恶化或削弱所述功能。
[0020]
在一个实施例中，腐蚀保护结构由被配置成能够用作用于电连接结构的电子给体的材料制成。换句话说，腐蚀保护结构的材料可以是比电连接结构的另一种金属或合金次贵的金属或合金。电连接结构的材料的电负性可以高于腐蚀保护结构的材料的电负性。在发生腐蚀攻击的情况下，腐蚀保护结构而不是电连接结构将被腐蚀。
[0021]
在一个实施例中，电连接结构包括或由以下组中的材料组成：铜、金、银、钯、铁、镍以及包括所述材料中的至少一种的合金。然而，电连接结构也可采用其它材料。优选的是由铜制造电连接结构，因为该材料与封装技术高度兼容。
[0022]
在一个实施例中，腐蚀保护结构包括或由以下组中的材料组成：铝、钛、钽、铌、镁、锡、锌以及包括所述材料中的至少一种的合金。然而，腐蚀保护结构也可采用其它材料。腐蚀保护结构的优选材料可以例如是铝，因为这种材料与封装技术高度兼容。
[0023]
在一个实施例中，腐蚀保护结构是条形的。条形腐蚀保护结构可以例如具有矩形形状。这样做的优点是，沿着条的大致延伸尺度、即条的整个延伸尺度提供了腐蚀保护。此外，可以基于双金属条制造条形腐蚀保护结构，该双金属条可以例如设置在卷上(参看图6和图7)。
[0024]
在一个实施例中，电连接结构形成载体的暴露部分的本体或主体，腐蚀防护结构以显著较小的体积、特别是以不超过电连接结构的体积的50％施加到电连接结构。从描述上来说，电连接结构可以由此形成提供可以在之上施加、例如沉积腐蚀保护结构的表面部分的基础结构。通过采取这种措施，可以确保低欧姆和高性能的电连接。
[0025]
在另一个实施例中，腐蚀保护结构形成载体的暴露部分的本体，电连接结构以显着较小的体积，特别是以不超过腐蚀保护结构的体积的50％施加到腐蚀保护结构上。在这样的实施例中，腐蚀保护结构可以形成提供可以在之上施加、例如沉积电连接结构的材料的表面部分的包封剂外载体部分的基体。在发生极强的腐蚀氛围或腐蚀攻击的情况下，这样的实施例可能是优选的。
[0026]
在一个实施例中，载体具有至少一个金属引线。所述至少一个引线可以包括由至少一种第一金属制成的电连接结构，并且可以包括由防止所述至少一种第一金属腐蚀的至少一种第二金属制成的腐蚀保护结构。特别地，可以提供例如可以彼此平行延伸的多个引线。在这样的实施例中，载体可以例如是引线框架。
[0027]
在一个实施例中，所述至少一种第一金属和所述至少一种第二金属沿着所述至少一个引线的一部分或者甚至沿着整个所述至少一个引线平行延伸。因此，可沿着第一和第二金属的平行延伸尺度保护第一金属免受腐蚀。第一金属与第二金属之间的平行延伸可以基本上沿着引线的整个包封剂外部分(例如参看图1)或仅沿着其一部分(例如参见图2)延伸。在前一实施例中，可以实现非常高效的腐蚀保护。在后一实施例中，特别地，相应引线的端部部分可以完全由第一金属提供，从而促进沿着足够大的连接区域的适当的电连接。在前一实施例中，可以实现非常高效的腐蚀保护。
[0028]
在一个实施例中，所述至少一种第二金属在所述至少一种第一金属的两个区段之间沿所述至少一个引线的延伸方向延伸。例如在图3和图4中示出了这样的实施例。例如，相应的引线的相反的端部部分可以由(特别是更贵的)第一金属提供，从而允许封装体与电子
环境以及包封的电子器件与引线的适当连接，例如通过导线接合进行。两者之间的区域可以由(特别是次贵的)第二金属形成，从而提供非常高效的腐蚀保护。电信号或电流也可以沿着第一金属和第二金属两者传导。
[0029]
在一个优选的实施例中，封装体包括腐蚀保护增强结构，所述腐蚀保护增强结构至少部分地覆盖腐蚀保护结构并且被配置用于增强对腐蚀保护结构的腐蚀保护。非常有利地，腐蚀保护结构又可以被腐蚀保护增强结构部分或完全覆盖，以进一步提高封装体的腐蚀保护能力。例如，这样的腐蚀保护增强结构可以是腐蚀保护结构的涂层，其增强腐蚀保护结构的腐蚀保护能力和/或保护腐蚀保护结构本身免受腐蚀。因此，可以显著增强电连接结构的总体腐蚀保护。
[0030]
在一个实施例中，腐蚀保护增强结构包括由阳极氧化涂层、由被配置成能够用作用于所述腐蚀保护结构的电子给体的材料制成的第二级腐蚀保护结构、钝化涂层、磷化涂层、堆焊涂层、等离子体氧化涂层和等离子体陶瓷转化涂层组成的组中的至少一个。然而，形成腐蚀保护增强结构的其它方法也是可能的。
[0031]
在一个实施例中，腐蚀保护增强结构选择性地覆盖腐蚀保护结构而不覆盖电连接结构。因此，电连接结构可以保持没有腐蚀保护增强结构(因此其可以仅选择性地施加在腐蚀保护结构上)，以便防止腐蚀保护增强结构对电连接结构的电连接功能的任何不利影响。这可以确保电连接结构的电连接功能不受腐蚀保护增强结构的影响。
[0032]
在一个实施例中，载体包括引线框架。特别地，这样的引线框架可以包括承载电子器件的器件安装区段(特别是裸片焊盘)和用于将电子器件与外围电子设备电耦合的一个或多个引线。更特别地，腐蚀保护结构可以形成在所述一个或多个引线中的至少一个上和/或形成为其一部分。例如，这种引线框架可以包括由铜制成的电连接结构和由铝制成的腐蚀保护结构。
[0033]
在一个实施例中，引线框架可以是片状金属结构，其可以被图案化以便形成用于安装封装体的所述一个或多个电子器件的一个或多个裸片焊盘或安装区段，以及当将电子器件安装在引线框架上时，用于封装体与电子环境的电连接的一个或多个引线区段。在一个实施例中，引线框架可以是金属板(特别是由铜制成)，所述金属板可以例如通过压印或蚀刻来图案化。将芯片载体形成为引线框架是具有成本效益的，且是机械上以及电气上有利的配置，其中，可以将所述至少一个电子器件的低欧姆连接与引线框架的坚固的支撑能力相结合。此外，由于引线框架的金属(特别是铜)材料的高热导率，引线框架可以有助于封装体的热导性并且可以去除在电子器件的操作期间产生的热量。引线框架可以包括例如铝和/或铜。在本申请的上下文中，术语“裸片焊盘”可以特别表示形状和尺寸被构造成接纳诸如半导体芯片的电子器件的引线框架的一部分。相应地，裸片焊盘的表面区域通常是平坦的和平面的，并且足够大以在其上完全接收芯片或裸片。与此相反，术语“引线”可以特别地表示引线框架的另一部分，所述另一部分可以至少部分地延伸出包封剂(如果存在的话)并且充当到封装体的外围电子设备的连接元件。例如可能的是，安装在裸片焊盘上的电子器件的一个或多个端子例如通过夹、接合导线或接合带电连接到引线中的相应的一个。例如，有可能的是，裸片焊盘被包封并且引线相对于包封剂部分或全部暴露。也有可能的是，裸片焊盘形成引线框架型载体的中央部分，而引线可以形成引线框架的外围部分。裸片焊盘和引线都可以至少部分地包括金属材料。更一般地，载体可以是部分或完全金属结构。
[0034]
在另一个实施例中，载体包括由中央电绝缘热导层(例如陶瓷层)、中央电绝缘热导层的两个相反的主表面上覆盖的相应的导电层(例如铜层或铝层)组成的堆叠体，其中，相应的导电层可以是连续的或图案化的层。特别地，载体可以被实施为直接铜接合(dcb)衬底或直接铝接合(dab)衬底。在这样的实施例中，导电层中的一个可以被另一种金属覆盖，所述另一种金属比金属层的材料更贵或次贵。因此，金属层可以充当电连接结构或充当具有选择性地仅施加在金属层的部分表面上的腐蚀保护结构或电连接结构的腐蚀保护结构。
[0035]
在一个实施例中，电子器件通过由焊料结构、烧结结构、熔焊结构和胶合结构组成的组中的至少一种安装在载体上。然而，其它连接方法也是可能的。
[0036]
在一个实施例中，载体被配置为用于机械地支撑所安装的电子器件和/或用于电接触所安装的电子器件的块体结构。因此，载体可以实现双重功能。一方面，载体可以支撑电子器件(例如在裸片焊盘上)，此外，载体还可以将所安装的电子器件(例如经由导电连接元件，如接合导线或夹)电连接到封装体的电子环境。
[0037]
在一个实施例中，可以通过提供双金属条、通过激光焊接或通过选择性镀覆来形成所连接的电连接结构和腐蚀保护结构。例如，可以通过轧制形成双金属条，从而连接两种不同的金属(特别是更贵金属和次贵金属)。这种双金属条特别可以形成为卷在卷上的载体引线的环形预成型件的一个区段。这允许高效地制造形成载体的一部分的引线，以提供所连接的电连接结构和腐蚀保护结构。替代性地，可以通过激光焊接将第一金属或合金与第二金属或合金焊接在一起，从而获得所连接的电连接结构和腐蚀保护结构。在这方面，激光焊接是特别有利的。此外，也可以在腐蚀保护结构上选择性地镀覆电连接结构，反之亦然。然而，应注意的是，镀覆工艺仅是选择性地，即用所述结构中的一个仅部分地覆盖所述结构中的另一个，使得电连接结构和腐蚀保护结构的暴露表面部分得到保持。例如，选择性镀覆可以通过用保护材料覆盖相应结构的不应被镀覆的表面部分并在完成镀覆之后去除所述保护材料来实现。
[0038]
在一个实施例中，封装体被配置为传感器封装体。由于它们的功能的性质，传感器封装体在许多情况下都暴露于高度腐蚀性的环境中。因此，作为封装体的电子器件的示例的传感器器件或传感器芯片需要位于具有高度腐蚀性影响的位置，以完成其感测任务。因此，提供腐蚀保护结构，特别是在封装体的载体的包封剂外引线部分上提供腐蚀保护，对于传感器应用可能是非常有利的。
[0039]
在一个实施例中，封装体可以用于户外应用，所述户外应用可以是汽车应用。特别地，将封装体用作车辆的排气系统中的传感器可能是有利的。在汽车应用中，通常存在高度腐蚀的环境。因此，通过封装体的腐蚀保护结构获得的优点在汽车领域中特别明显。
[0040]
在另一实施例中，户外应用是风能设备应用，特别是将封装体用作海上风能设备上的传感器。此外，在风能设备的领域中，特别是当其用作海上风能设备时，存在高度腐蚀性的环境。海水和海洋空气都含有高的盐浓度，因此可能起着高度腐蚀性环境的作用。因此，为风能设备应用提供在包封剂外引线部分上带有腐蚀保护结构的封装体(特别是传感器封装体)可能是非常有利的。
[0041]
在一个实施例中，封装体包括安装在载体上的多个电子器件。因此，封装体可以包括一个或多个电子器件(例如至少一个无源器件、如电容器，以及至少一个有源器件、如半导体芯片)。
[0042]
在一个实施例中，包封剂可以包括模制物、特别是塑料模制物。例如，可以通过将一个或多个结构体放置在上模具与下模具之间并将液态模制材料注入其中来提供相应的包封体(特别是带有载体的电子器件)。在模制材料凝固之后，完成包封剂的形成。如果需要，模制物可以填充有改善其性能、例如其散热性能的颗粒。在其它示例性实施例中，包封剂也可以是层合物或浇铸构件。
[0043]
在一个实施例中，封装体包括将安装的电子器件与载体电连接的导电连接结构。例如，导电连接结构可以包括由夹、导线接合结构和带接合结构组成的组中的至少一种。夹可以是三维弯曲的板型连接元件，其具有两个平坦区段以连接到相应的电子器件的上主表面和载体的上主表面，其中，所述的两个平坦区段由倾斜的连接区段连接。作为这种夹的替代方案，也可以使用导线接合结构或带接合结构，其是柔性导电导线或带状体，所述柔性导电导线或带状体的一端部部分连接到相应的电子器件的上主表面，另一相反端部部分电连接到载体。
[0044]
在一个实施例中，所述至少一个电子器件包括由控制器电路、驱动器电路和功率半导体电路组成的组中的至少一个。所有这些电路可以集成到一个半导体芯片中，或者分别集成在不同的芯片中。例如，可以通过一个或多个芯片来实现相应的功率半导体应用，其中，这种功率半导体芯片的集成电路元件可以包括至少一个晶体管(特别是mosfet，金属氧化物半导体场效应晶体管)、至少一个二极管等。特别地，可以制造实现半桥功能、全桥功能等的电路。
[0045]
作为用于半导体芯片的衬底或晶片，可以使用半导体衬底，即硅衬底。替代性地，也可以提供硅氧化物或另一绝缘体衬底。也可以实施锗衬底或iii-v族半导体材料。例如，示例性实施例可以以gan或sic技术实施。
[0046]
通过结合附图所作的以下描述和所附权利要求，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，其中，相同的部件或元件由相同的附图标记表示。
附图说明
[0047]
所包括的用于提供对本发明的示例性实施例的进一步理解并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施例。
[0048]
在附图中：
[0049]
图1至图5示出了根据示例性实施例的具有腐蚀保护结构的封装体的三维视图。
[0050]
图6和图7示出了根据示例性实施例的具有用于封装体的组合的电连接结构和腐蚀保护结构的预成型件的卷的三维视图。
[0051]
图8示出了具有根据一个示例性实施例的封装体的车辆的示意图。
[0052]
图9示出了具有根据一个示例性实施例的封装体的海上风能设备的示意图。
[0053]
图10示出了根据一个示例性实施例的封装体的引线框架型载体的引线的剖视图。
[0054]
图11示出了根据另一示例性实施例的封装体的引线框架型载体的引线的剖视图。
[0055]
图12示出了根据一个示例性实施例的装置的剖视图，该装置包括安装在安装结构上并电连接到安装结构的封装体。
具体实施方式
[0056]
附图中的图示是示意性的，并且不是按比例绘制的。
[0057]
在将参考附图更详细地描述示例性实施例之前，将基于已开发的示例性实施例来总结一些总体考虑。
[0058]
在许多应用情况下，集成电路和电子系统会暴露在潮湿或腐蚀性氛围中。在此，危险是会使集成电路或周围系统的金属结构或接触部损坏。例如，车辆防抱死制动系统中的传感器(可能暴露于盐雾中)、火车上的功率电子装置(可能暴露于潮湿环境中)、汽车排气系统中的压力传感器等会发生这种情况。
[0059]
防止腐蚀性介质侵蚀是困难的。在保护涂层的帮助下，可能会有所改善。但是由于几乎每种有机材料都具有一定的吸湿潜能，因此水性腐蚀介质也容易被这些材料吸收，并且不能长时间高效地保护集成电路。
[0060]
根据一个示例性实施例，提供了一种具有第一金属的金属引线的半导体封装体，所述第一金属的金属引线与相对于第一金属充当电子给体(或受体)的第二金属电接触。因此，第二金属可以用作用于第一金属的牺牲阳极，并且可以为第一金属提供高效的腐蚀保护。因此，示例性实施例将封装体与牺牲金属组合，牺牲金属比封装体中的金属腐蚀得更快，并且考虑到半导体暴露于腐蚀性氛围时的半导体的特定要求，可以将牺牲金属用作牺牲阳极。如果用户将电子系统暴露在潮湿或腐蚀性的氛围中，则腐蚀保护结构的配备可以通过提供具有集成腐蚀保护功能的封装的集成电路为用户提供帮助。这可以单独保护封装体，并在更复杂的电子系统中进一步保护封装体的接触部和紧邻周围装置。
[0061]
在一个实施例中，可通过提供电流阳极建立耐腐蚀传感器封装体。在一种应用中，这可以抑制由于硝酸和/或其它腐蚀性介质而导致的车辆排气道或排气系统中的压力传感器的腐蚀。
[0062]
封装体、特别是传感器封装体的问题是由于水、盐或其它腐蚀性介质而导致的(例如，磁体)传感器的腐蚀。
[0063]
为了克服这些缺点，示例性实施例在关键传感器封装体中增加了牺牲阳极。根据元素的电化学系列，这样的腐蚀保护结构与电连接结构之间的适当的材料组合通常是可能的。与电连接结相比，腐蚀保护结构通常由次贵的材料制成。
[0064]
在不同的实施例中，阴极腐蚀保护或者牺牲阳极设置是可能的。特别地，次贵的和更贵的金属或层的金属组合是可能的。在一种引线框架设计中，即，在载体是引线框架的设计中，可以这样做以便通过相应地提供牺牲阳极或阴极腐蚀保护来保护功能区域免受腐蚀侵害。
[0065]
作为阳极材料，非贵金属可以用作牺牲阳极，例如由铝、钛、钽、铌、镁或它们的合金制成。
[0066]
特别地，铜引线框架与一种或多种上述阳极材料的金属或合金的组合可能是有利的。
[0067]
在另一个实施例中，铝或铝合金引线框架可配备有局部铜沉积或附加的铜引线框架。除了提供铜之外或作为替代方式，也可以使用其它贵金属，例如金、银、钯等。
[0068]
在一个优选实施例中，腐蚀保护结构可被腐蚀保护增强结构覆盖，该腐蚀保护增强结构增强了腐蚀保护结构的腐蚀保护功能。可以基于阴极腐蚀保护或提供牺牲阳极等施
加这样的腐蚀保护增强结构。这种腐蚀保护增强结构的形成过程和材料可以如下：
[0069]
在第一实施例中，可以通过牺牲阳极的阳极氧化处理来形成腐蚀保护增强结构。这种处理特别是可以在与铜引线框架组合的铝或合金(例如铝合金或黄铜)上进行，并且可以省力地进行。铝本身可以被阳极氧化，从而转化为铝氧化物。这也保护了实际的牺牲阳极、即腐蚀保护结构。因此，形成腐蚀保护结构的牺牲阳极可以在其表面被氧化。表面上的氧化的腐蚀保护结构越厚，腐蚀保护增强结构延迟对腐蚀保护结构的腐蚀攻击的时间就越长。
[0070]
在第二实施例中，腐蚀保护增强结构可以由第二级腐蚀保护结构、即比下层的腐蚀保护结构次贵的涂层形成。作为腐蚀保护增强结构提供的第二级腐蚀保护结构(例如锌涂层)可以是腐蚀保护结构(例如由铁制成)上的无机或有机保护层。
[0071]
在第三实施例中，可通过密封层形成腐蚀保护增强结构。特别地，可增加牺牲阳极本身的腐蚀保护。提供作为腐蚀保护增强结构的密封层以密封腐蚀保护结构来抵抗腐蚀攻击，也可以改善整体腐蚀保护功能。
[0072]
在第四实施例中，可以通过磷化，即，形成磷化层来形成腐蚀保护增强结构。更特别地，可以通过附加的锌沉积来增加牺牲阳极本身的腐蚀保护，以进一步提高腐蚀保护。例如，可以将功能区域的导线接合和用户特定配置与这样的处理相结合，以施加贵金属(例如银、铜、金、钯等)。这样的处理可以有利地仅选择性地作用于铝。所述磷化层可以充当临时腐蚀层，该临时腐蚀层仅形成在次贵的腐蚀保护结构上，而不形成在更贵的电连接结构上。因此，可以例如在双金属带上形成选择性腐蚀保护。
[0073]
在第五实施例中，可以通过堆焊或覆层来形成腐蚀保护增强结构。许多金属本身可以作为牺牲层施加在铜上，也可以施加在(作为腐蚀保护结构的牺牲阳极的)铝或合金上，以增强那里的腐蚀保护。特别地，可以为导线接合和用户特定应用等施加一个或多个功能层。堆焊可以通过供应焊接材料来形成焊接连接，该焊接材料所施加的材料甚至比腐蚀保护结构的材料更次贵，而后者又比电连接结构的材料次贵。
[0074]
在第六实施例中，可以通过在铝等上进行等离子体氧化来形成腐蚀保护增强结构。因此，可以通过等离子体氧化来增加牺牲阳极或腐蚀保护结构本身的腐蚀保护。可以将导线接合和用户特定功能区域的配置与这样的处理相结合，以施加贵金属(例如银、铜、金、钯等)。这样的处理可以仅在铝上选择性地进行。因此，可以用等离子体处理具有低的贵度的腐蚀保护结构的材料，从而通过增加腐蚀保护结构的腐蚀保护功能来提高电连接结构的耐腐蚀性。此时，作为等离子体氧化的结果的腐蚀保护结构的改性表面可以形成腐蚀保护增强结构。
[0075]
在第七实施例中，可以通过形成等离子体陶瓷转化层来形成腐蚀保护增强结构。这可以增加对牺牲阳极或作为铝阳极的腐蚀保护结构本身的腐蚀保护。同样，可以将导线接合和用户特定功能区域的形成与这样的处理相组合，以施加贵金属(例如、银、铜、金、钯等)。同样，这种处理可以有利地仅在铝上选择性地进行。等离子体陶瓷转化层可以是覆盖成腐蚀保护结构的形式的牺牲阳极的单独的纳米陶瓷层。例如，作为铝氧化物的特定形式的刚玉可以在作为腐蚀保护结构的铝上形成为等离子体陶瓷转化层。有利地，这种等离子陶瓷转化层可以具有高延展性，即可以不脆，这也改善了封装体的机械性能。
[0076]
图1至图5示出了根据示例性实施例的具有腐蚀保护结构110的封装体100的三维
视图。
[0077]
参考图1，示出了半导体传感器封装体100，其包括引线框架型载体114、安装在载体114上的电子器件102(例如半导体芯片、特别是传感器芯片)以及包封电子器件102和载体114的仅一部分的模制型包封剂106。鉴于这仅是部分包封，载体114的另一暴露部分115(也可以表示为包封剂外载体部分)相对于包封剂106暴露并因此延伸到包封剂106外。
[0078]
如图所示，载体114的暴露部分115包括电连接结构117，该电连接结构117被配置为能够实现封装体100与诸如印刷电路板(pcb，未示出)之类的外围电子设备之间的电连接(例如，焊料焊接连接)。此外，暴露部分115还包括被配置成用于防止电连接结构117的腐蚀的腐蚀保护结构110。腐蚀保护结构110仅选择性地形成在电连接结构117的位于包封剂106外的子部分上。因此，电连接结构117的一部分保持暴露于环境，这显著提高了电连接结构117与外围电子设备之间的导电连接的质量。为了实现其腐蚀保护功能，腐蚀保护结构110也暴露于环境，并且由被配置成能在腐蚀攻击期间用作电连接结构117的电子给体的材料制成。例如，电连接结构117包括铜或由铜组成。与此相比，腐蚀保护结构110包括或由比铜次贵的铝组成。
[0079]
如图所示，引线框架型载体114具有多个平行延伸的金属引线126，每个金属引线126包括相应的由铜制成的电连接结构117以及相应的由比铜次贵的铝(或锌)制成的腐蚀保护结构110，因此可以防止铜腐蚀。如图所示，每个引线126的相应电连接结构117和相应腐蚀保护结构110沿着相应引线126的相应包封剂外部分彼此平行地延伸。
[0080]
如已经提到的，载体114被实施为引线框架，其包括作为承载电子器件102的器件安装区段124的裸片焊盘和用于将电子器件102与外围电子设备电耦合的三个平行引线126。如前所述，每个腐蚀保护结构110形成为所述多个引线126中的相应一个的一部分。同样如图1所示，每个腐蚀保护结构110位于包封剂106外。
[0081]
根据图1，电连接结构117形成载体114的暴露部分115的本体，相比电连接结构117的体积，腐蚀保护结构110仅以小得多的体积施加到电连接结构117的表面的子部分上。例如，每个腐蚀保护结构110可以通过选择性镀覆(或可选地基于如图6和图7所示的双金属带，或者通过激光焊接)形成在指定的电连接结构117上。
[0082]
因此，图1示出了将相应的牺牲阳极材料作为腐蚀保护结构110添加到成电连接结构117的形式的相应的ic(集成电路)封装体金属上。
[0083]
因此，可以将例如由铜制成的常规引线框架用作载体114。可以将附加的牺牲阳极金属、例如锌或铝添加到所述载体114的每个引线126上，以提供相应的腐蚀保护结构110。
[0084]
根据图1，电子器件102的上主表面通过接合导线180与引线框架型载体114的引线126电连接。作为接合导线180的替代方案，也可以使用其它导电连接元件(例如，夹或接合带)将电子器件102与载体114的引线126连接。
[0085]
图2的实施例与图1的实施例的不同之处在于，根据图2，每个引线126的腐蚀保护结构110仅沿着载体114的包封剂外引线区段的子部分延伸。因此，引线126的自由端仅由电连接结构117的材料形成，而不是由腐蚀保护结构110的材料形成。这简化并改善了引线116与电子环境(例如印刷电路板或其它安装基座)的电连接性。
[0086]
参考图3，腐蚀保护结构110形成载体114的引线126的铝本体。电连接结构117、119的铜材料仅被施加到腐蚀保护结构110的两个间隔开的子部分，与腐蚀保护结构110的体积
相比，两个间隔开的子部分的体积明显更小。电连接结构117暴露并延伸到包封剂106外，而电连接结构119被包封在包封剂106内。因此，每个引线126的腐蚀保护结构110在电连接结构117、119的两个贵金属区段之间沿着相应的引线126的延伸方向延伸。换句话说，图3的实施例在牺牲基材上添加了贵金属的区段。因此，可以基于常规的引线框架(例如，由铝制成)制造图3的实施例，在该引线框架上选择性地施加诸如铜的附加的贵金属，从而形成电连接结构117、119。在化学应力期间，腐蚀保护结构110的牺牲本体金属被侵蚀，而电连接结构117、119的贵的铜材料在电接触位置处保持稳定。因此，电连接结构117、119的电接触部得到保护。
[0087]
在图3的实施例中，本体型腐蚀保护结构110的大的暴露表面可以确保对特别是电连接结构117的高效腐蚀保护。此外，由于引线126的自由端仅通过电连接结构117、119形成，因此也可以实现与电子环境(例如pcb)的正确电连接。
[0088]
在图4的实施例中，示出了与图3类似的结构，其中，根据图4，与图3相比，引线126的电连接结构117、119的相对表面部分更高。从描述上来说，图4示出了表面安装装置(smd)型模制封装体100中的传感器。换句话说，传感器型电子器件102设有铜引线框架。通过激光焊接或覆层工艺将铝合金阳极材料作为腐蚀保护结构110添加到电连接结构117、119。
[0089]
图5的实施例与图1的实施例的不同之处在于，根据图5，腐蚀保护结构110被腐蚀保护增强结构150选择性地覆盖。这在局部放大182中示出，局部放大182示出了引线126的一部分的横截面。例如，腐蚀保护增强结构150可以是形成在构成腐蚀保护结构110的铝层上的铝氧化物层。因此，腐蚀保护增强结构150延迟了对腐蚀保护结构110的腐蚀攻击，因此改善了对封装体100的腐蚀保护。
[0090]
在图5的实施例中，铜引线框架设有附加的次贵结构(例如，由铝或铝合金或钛或镁制成)作为阳极材料。例如，这可以通过执行覆层工艺实现。牺牲阳极的形成可以在引线框架制造期间已经完成，或者可以在封装过程期间完成。在引线框架处，可以沿基材的轧制方向设置覆层材料。附加的腐蚀保护增强结构150是可选的，但是有利的。
[0091]
图6和图7示出了根据示例性实施例的具有用于封装体100的腐蚀保护结构110和电连接结构117的预成型件的卷184的三维视图。因此，根据图6和图7的腐蚀保护结构110与电连接结构117并排布置的双金属条可以形成为卷在卷184上的环形预成型件的区段。
[0092]
根据图6和图7，示出了双金属条，该双金属条包括并排且整体连接的电连接结构117(例如，由铜制成)和腐蚀保护结构110(例如，由铝制成)的环形条。所示材料可以通过轧制形成。可以将环形条的区段从卷184上展开并切下，用于形成相应的引线126。
[0093]
根据图6，单条电连接结构117与单条腐蚀保护结构110并排对正。
[0094]
然而，根据图7，两条(不同宽度的)电连接结构117在侧向包着在它们之间的平行延伸的腐蚀保护结构110的中央条。
[0095]
图8示出了根据一个示例性实施例的具有传感器封装体100的车辆160的示意图。因此，传感器封装体100可以用于户外应用，该户外应用可以是汽车应用。根据图8，封装体100被用作车辆160的排气系统166中的传感器。所述传感器可以例如是压力传感器。
[0096]
因此，传感器封装体100可以形成排气系统166的一部分，并且因此可以在使用期间暴露于高度腐蚀性的环境。传感器封装体100与控制器162电耦合，该控制器162控制车辆160的操作，特别是控制其电动机164的操作。
[0097]
图9示出了根据另一示例性实施例的具有传感器封装体100的海上风能设备170的示意图。更特别地，封装体100在这里用作海上风能设备170上的传感器。图9的海上应用将封装体100放置在高腐蚀性海洋环境中(参见附图标记172)。根据示例性实施例的传感器封装体100安装在风能设备170的不同部分处，用于检测某些数据。如上所述，当传感器封装体100暴露于腐蚀性海水或海上空气中时，为传感器封装体100提供腐蚀保护可显著增加传感器封装体100的使用寿命。
[0098]
图10示出了根据一个示例性实施例的封装体100的引线框架型载体114的引线126的剖视图。
[0099]
根据图10，封装体100包括腐蚀保护增强结构150，所述腐蚀保护增强结构150选择性地覆盖腐蚀保护结构110并且被配置为用于增强腐蚀保护结构110的腐蚀保护。例如，腐蚀保护增强结构150可以是阳极氧化涂层、由被配置为用作用于腐蚀保护结构110的电子给体的材料制成的第二级腐蚀保护结构、钝化涂层、磷化涂层、堆焊涂层、等离子体氧化涂层和/或等离子体陶瓷转化涂层。如图所示，腐蚀保护增强结构150仅选择性地覆盖腐蚀保护结构110，而不覆盖电连接结构117。
[0100]
因此，图10示出了一个实施例，其中，电连接结构117(例如由铜制成的)的两个区段布置成将由铝等制成的腐蚀保护结构110的中央区段包括在它们之间。此外可以看出，腐蚀保护结构110的暴露的表面部分又被腐蚀保护增强结构150、例如锌或铝氧化物层覆盖。腐蚀保护增强结构150可以仅选择性地施加在与腐蚀保护结构110有关的表面上。
[0101]
图11示出了根据另一示例性实施例的封装体100的引线框架型载体114的引线126的剖视图。
[0102]
图11的实施例示出了由电连接结构117制成的基体或本体，其中，一层腐蚀保护结构110仅施加到层状电连接结构117的上主表面的子部分上。同样，腐蚀保护结构110的表面可以由腐蚀保护增强结构150选择性地覆盖，例如由可以如上所述制造铝氧化物层覆盖。从描述上来说，腐蚀保护增强结构150可以增强腐蚀保护结构110的腐蚀保护功能。
[0103]
图12示出了根据一个示例性实施例的装置130的剖视图。装置130包括如上所述的具有腐蚀保护结构110的封装体100。所述封装体100被安装在安装结构132上并且电连接到安装结构132，安装结构132在这里被配置为印刷电路板(pcb)。如图所示，封装体100的电连接结构117的暴露部分电连接到被实施为安装结构132的通孔中的镀层的电接触部134。可替代地，电连接结构117也可以被焊接或烧结在安装结构132上，即可以用诸如焊膏或烧结膏的连接介质连接到安装结构132。腐蚀保护结构110保护电连接结构117免受腐蚀。
[0104]
应当注意，术语“包括”不排除其它元件或特征，并且“一”或“一个”不排除多个。而且，可以组合结合不同实施例描述的要素。还应注意，附图标记不应解释为限制权利要求的范围。而且，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的处理、机器、制造、物质组成、措施、方法和步骤的特定实施例。因此，所附权利要求旨在将这样的处理、机器、制造、物质组成、措施、方法或步骤包括在它们的范围内。