專利名稱：：蝕刻引線框結構的制作方法蝕刻引線框結構
背景技術：
：典型的半導體管芯封裝包含引線框結構、貼裝于該引線框結構的管芯附連焊盤上的半導體管芯、以及模制材料。該引線框結構通常被蝕刻成凹槽，以便使該模制材料鎖定到該引線框結構。在常規的引線框結構中，蝕刻凹槽互相面對。其一個例子如圖2(a)所示。這種常規的半導體管芯封裝是有用的。然而，減小半導體管芯封裝的尺寸或增大管芯附連焊盤的尺寸是令人期望的。通過將半導體管芯做得更小，該半導體管芯封裝可以被用在更小的電子器件中。通過增大管芯附連焊盤的尺寸，可使用大的半導體管芯。如果該半導體管芯包含功率晶體管，則該較大的半導體管芯可以比較小的半導體管芯具備更高的額度電流。本發明的實施例以單獨或集合方式解決這些問題。簡短概要本發明的各個實施方式涉及引線框結構，包括該引線框的半導體管芯封裝，及用于制造該引線框結構和該半導體管芯封裝的方法。本發明的一個實施方式涉及包括由第一薄部分及第一厚部分組成的第一引線框結構部分的引線框結構。該第一薄部分由第一凹槽部分地限定。該引線框結構也包括由第二薄部分及第二厚部分組成的第二引線框結構部分。該第二薄部分由第二凹槽部分地限定。第一薄部分朝向第二凹槽，且第二薄部分朝向第一凹槽。本發明的另一實施方式涉及包括引線框結構的半導體管芯封裝，該引線框結構包括由第一薄部分和第一厚部分組成的第一引線框結構部分。該第一薄部分由第一凹槽部分地限定，而該第一引線框結構部分是引線。該引線框結構具有由第二薄部分和第二厚部分組成的第二引線框結構部分。該第二薄部分由第二凹槽部分地限定。該第二引線框結構部分是管芯附連焊盤。第一薄部分朝向第二凹槽，且第二薄部分朝向第一凹槽。半導體管芯是位于管芯附連焊盤上的，且模制材料至少在該引線框結構的一部分及該半導體管芯周圍形成。本發明的又一實施方式涉及一種方法，包括獲得包括第一引線框結構前驅體部分及第二引線框結構前驅體部分的引線框結構前驅體；在第一引線框結構前驅體部分形成第一凹槽，藉此該第一引線框結構前驅體部分此后具有第一厚部分及第一薄部分；以及在第二引線框結構前驅體部分中形成第二凹槽。該第二引線框結構前驅體部分此后具有第二厚部分及第一薄部分。第一薄部分朝向第二凹槽，且第二薄部分朝向成形的引線框結構中的第一凹槽。然而本發明的再一實施方式涉及用于形成半導體管芯封裝的方法。該方法包括根據該上述方法形成引線框結構，且將半導體管芯附連至該第二引線框結構部分。模制材料也可能在該引線框結構及該半導體管芯周圍澆鑄。下文對本發明的這些及其它實施方式進行進一步詳細描述。附圖簡要說明圖1示出根據本發明實施方式的引線框結構的一部分的橫截面側視圖。圖2(a)示出常規的引線框結構的一部分的橫截面側視圖。圖2(b)示出根據本發明實施方式的引線框結構的一部分的橫截面側視圖。圖3(a)示出常規的引線框結構的一部分的橫截面側視圖。圖3(b)示出常規的引線框結構的俯視圖。圖4(a)示出根據本發明實施方式的引線框結構的一部分的橫截面側視圖。圖4(b)示出根據本發明實施方式的引線框結構的俯視圖。圖5(a)-5(c)分別示出引線框結構的俯視圖、仰視圖及側視圖。圖6(a)-6(e)示出可在形成根據本發明實施方式的引線框結構時使用的工藝步驟。圖7示出半導體管芯封裝的橫截面側視圖。在附圖中，相同附圖標記指示相同元件，且對相同元件的描述可以或可以不重復。詳細說明公開了一種引線框結構。該引線框結構包括具有第一薄部分和第一厚部分的第一引線框結構部分，其中該第一薄部分由第一凹槽部分地限定。它還包括具有第二薄部分和第二厚部分的第二引線框部分，其中該第二薄部分由第二凹槽部分地限定。第一薄部分朝向第二凹槽，且第二薄部分朝向第一凹槽。圖1示出了引線框結構10的一部分，包括通過間隙14互相分離的第一引線框結構部分10(a)及第二引線框結構部分10(b)。該間隙14在本發明的一些實施方式中優選地至少是約6密耳。該第一引線框結構部分10(a)可以是一根引線，諸如柵極或源極引線，而該第二引線框結構部分10(b)可包括用于支撐半導體管芯(未示出)的管芯附連焊盤。該第二引線框結構部分10(b)也可包含漏極引線。該間隙14使第一和第二引線框結構部分10(a)、10(b)互相電絕緣。該第一引線框結構部分10(a)包括第一表面10(a)-l和與該第一表面10(a)-l相反的第二表面10(a)-2。第一表面10(a)-l可連接到導線或導電夾，該導線或導電夾又連接到將被貼裝于第二引線框結構部分10(b)的第一表面10(b)-l上的半導體管芯(未示出)。該第一表面10(b)-l可能是管芯附連焊盤，且可容納一個半導體管芯。該第一引線框結構部分10(a)還包括第一內凹槽10(a)-3及外凹槽10(a)-4。它還包括第一厚部分10(a)'及由該內凹槽10(a)-3部分地限定的第一薄部分10(a)"。第一薄部分10(a)"的厚度約可小于第一厚部分10(a)'的厚度的50%。在較佳實施方式中，第一薄部分10(a)"的厚度約在第一厚部分10^)'的厚度的20%-50%之間。此外，第一薄部分10(a)"的長度在本發明的實施方式中約可小于20密耳，或甚至12密耳。第一薄部分10(a)"的長度在一些實施方式中也可約大于1密耳。該第二引線框結構部分10(b)包括第一表面10(b)-l及與該第一表面10(b)-l相反的第二表面10(b)-2。該第二引線框結構部分10(b)還包含第二內凹槽10(b)-3。它還包括第二厚部分10(b)'及由該內凹槽10(b)-3部分地限定的第二薄部分10(b)"。第二薄部分10(b)"的厚度約可小于第二厚部分10(b)'的厚度的50%。在較佳實施方式中，第二薄部分10(b)"的厚度約在第二厚部分10(b)'的厚度的20%-50%之間。此外，第二薄部分10(b)"(或懸垂物)的長度在本發明的實施方式中約可小于20密耳，或甚至12密耳。第二薄部分10(b)"的長度在一些實施方式中也可約大于1密耳。如圖1所示，第一引線框結構部分10(a)中的第一薄部分10(a)"朝向(例如，在與表面10(a)-l及10(b)-l平行的水平方向上)第二引線框結構部分10(b)的第二內凹槽10(b)-3。第二引線框結構部分10(b)的第二薄部分10(b)"朝向(例如，在與表面10(a)-l及10(b)-l平行的水平方向上)第一引線框結構部分10(a)的第一內凹槽10(a)-3。由圖1顯然可見，這種構造可使第一引線框結構部分10(a)與第二引線框結構部分10(b)相對其它構造情況下互相靠得更近。雖然圖1中的例子示出第一引線框結構部分10(a)中的第一薄部分10(a)"相對于第二引線框結構部分10(b)的第二薄部分10(b)"處于非重疊位置，但在其它實施方式中該第一與第二薄部分10(a)"與10(b)"可以垂直重疊且仍可以互相電學絕緣。這可使第二引線框結構部分10(b)中的管芯附連焊盤相對其它情況下更大。該第二引線框結構部分10(b)中的管芯附連焊盤可任選地包括許多孔(未示出)。如同凹槽10(a)-3、10(b)-3、10(a)-4—樣，它們可被用來將引線框結構IO鎖定到模制材料(未示出)。在需要時，該引線框結構IO可以被涂覆一層或更多層材料。例如，引線框IO可包括諸如銅或銅合金的基底金屬。該基底金屬可被涂覆一層或更多層錫球下金屬薄膜(underbumpmetallurgy)。例如，可在銅引線框結構上預鍍NiPd。該引線框結構的總厚度可以變化。例如，在一些實施方式中，該引線框結構的厚度可以是約8密耳(或比這多或比這少)。圖2(a)示出包括第一引線框結構部分18(a)與第二引線框結構部分18(b)的常規引線框結構18。如圖所示，第一與第二薄部分18(a)-l與18(b)-2互相面對。因此，最小間隔可以是dl，且該間隙可以是引線框結構18的厚度的80%。相比之下，圖2(b)示出根據本發明的一個實施方式的引線框結構10。它包括如上所述的第一引線框結構部分10(a)及第二引線框結構部分10(b)。如圖2(b)所示，與圖2(a)中的引線框結構IO相比，第一及第二引線框結構部分10(a)、10(b)上的點10(a)-5和10(b)-5之間的間隔可以分別被減小。例如，將圖2(a)中的間隔dl與圖2(b)中的間隔d2作比較。這種特殊的構造可使得第二引線框結構部分lO(b)中的DAP(管芯附連焊盤)的尺寸增大，或者可制造更小的半導體管芯封裝。圖3(a)和圖3(b)分別示出常規的引線框結構的一部分以及該引線框結構18的俯視圖。圖4(a)和圖4(b)分別示出根據本發明的實施方式的引線框結構10的一部分以及該引線框結構10的俯視圖。與圖3(a)和圖3(b)相比，圖4(a)中第二引線框結構部分10(b)中的管芯附連焊盤比圖3(a)中示出的第二引線框結構部分18(b)中的管芯附連焊盤大。該相對管芯附連焊盤尺寸也在分別示出常規引線框結構及根據本發明實施方式的引線框結構的俯視圖的圖3(b)和圖4(b)中示出。圖5(a)-5(b)分別示出引線框結構10的仰視圖和俯視圖。圖5(c)示出圖5(a)-5(b)中示出的引線框結構IO的橫截面側視圖。制造上述引線框結構10的方法可以參考圖6(a)-6(e)進行說明。圖6(a)示出兩側都涂覆光致抗蝕劑層104的銅框112(即，引線框結構前驅體的一個示例)。該銅框112可以用任何適當的方式獲得(例如，沖壓、蝕刻,)。此外，任何適當的光致抗蝕劑材料(例如，負性光致抗蝕劑)及任何適當的光致抗蝕劑沉積工藝(例如，旋轉式涂覆、滾筒式涂覆等)可用來形成光致抗蝕劑層104。圖6(b)示出光致抗蝕劑層104被穿過掩模106的光108曝光。該掩模106包括光能夠穿過以照射到光致抗蝕劑104的光透射區110以及光不能夠穿過的不透射區。光致抗蝕劑層104中的曝光區102對應于掩模106中的光透射區110。曝光區102此后可呈現為可在顯影溶液或顯影材料中溶解。圖6(c)示出被顯影后的光致抗蝕劑層104。如圖所示，間隙114在光致抗蝕劑層104被顯影的位置被示出。圖6(d)示出如何使用蝕刻方法來蝕刻該銅框以形成引線框結構10。任何適當的蝕刻工藝可用于本發明的實施方式中。例如，常規的濕法或干法蝕刻工藝可用于本發明的實施方式中。蝕刻可在該銅框的兩側同時或順序地形成u型槽或凹槽。較佳地，蝕刻深度比該銅框厚度的50%大(例如60%)。圖6(e)示出在光致抗蝕劑層104被剝離后具有第一和第二引線框結構部分10(a)、10(b)的引線框結構10。任何適當的剝離溶液可以用來從該引線框結構上剝離該光致抗蝕劑層104。引線框結構10形成后，它可被如上所述任選地鍍膜，形成鍍膜引線框結構。該引線框結構IO此后可用來支撐半導體管芯封裝中的半導體管芯。圖7示出包括先前描述的引線框結構10的半導體管芯封裝100，其中半導體管芯40貼裝于第二引線框結構部分10(b)上。焊料或其它粘合材料可用來將半導體管芯40貼裝到第二引線框結構部分10(b)。該半導體管芯40可包括可通過接線44引線接合到第一引線框結構部分10(a)的接觸區40(a)(例如，MOSFET中的源極區，或柵極區)。如圖所示，該第二引線框結構部分10(b)可包括管芯附連焊盤及一個或更多個輸出引線(例如，漏極引線)，且該第一引線框結構部分10(a)可包括一個或更多個輸入引線(例如，源極或漏極引線)。該管芯40的底部可與第二引線框結構部分10(b)電耦合，而該管芯40的頂部可與第一引線框結構部分10(a)電耦合。模制材料42可至少在引線框結構10的一部分及該半導體管芯40周圍形成。該模制材料42可包括基于環氧樹脂的模制材料或其它適當的模制材料。常規的模制過程可用來對模制材料42進行定形。該半導體管芯封裝100可能是MLP(微引線封裝)或有引線封裝的形式。圖7示出在引線框結構10中的引線不延伸超過模制材料42的橫向表面的MLP類型封裝。該引線框結構10的底表面和橫向表面可與半導體管芯封裝100中的鄰近模制材料表面基本共面。用于根據本發明較佳實施方式的半導體管芯封裝中的半導體管芯包括垂直功率晶體管。例如在與本申請一樣被轉讓給同一個受讓人且為了所有目的被完整納入于此以供參考的美國專利No.6,274,905及6,351,018中對示例性垂直功率晶體管進行描述。垂直功率晶體管包括VDMOS晶體管。VDMOS晶體管是具有兩個或更多個由擴散形成的半導體區域的MOSFET。它具有一個源極區、一個漏極區、以及一個柵極。因為源極區和漏極區位于半導體管芯的相反表面，所以該器件是垂直的。柵極可以是溝槽柵極結構或平面柵極結構，且與源極區在同一個表面上形成。溝槽柵極結構是優選的，因為溝槽柵極結構比平面柵極結構更窄且占據更少空間。在運行期間，VDMOS器件中從源極區流向漏極區的電流與管芯表面基本正交。其它類型的器件可能只具有在管芯一個表面上的輸入和在管芯另一個相反表面上的輸出。其它適當的垂直器件可包括二極管。如圖7所示，該半導體管芯封裝100可被貼裝到電路襯底90(例如電路板)以形成電氣組件。電氣組件可包括無線電話系統、膝上型計算機、服務器計算機、電源等。本發明的各個實施方式具有許多優點。例如，具有偏移的頂部和底部部分蝕刻區的引線框結構可對優質金屬創建至少50%材料厚度的開口以供在鄰近引線框結構部分之間形成金屬空隙。這可使在維持相同的覆蓋區域和封裝尺寸下實現相對于常規的引線框結構更大的管芯附連焊盤尺寸。這可使更大的管芯能在更小的半導體管芯封裝中提供。此外，由于有更多空間來附連管芯，由于管芯附連焊盤邊緣與管芯邊緣之間的距離增大了，更大的管芯附連焊盤改進了可制造性。此外，通過提供更大的管芯附連焊盤，對分立器件而言，這可由于能夠使用更大的管芯而導致RDSon性能被改進。使用現存MLP2X2雙DAP封裝來執行計算。該計算結果如下表l示出。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如以下表2所示，使用在此描述的本發明的引線框結構，更大的管芯可以導致Rdson改進約20-22%。因而，本發明的各個實施方式提供了使用常規的引線框結構無法達到的有益效果。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>任何"一"、"一個"或"該"的敘述旨在表示"一個或更多個"除非具體指定為相反情況。任何"第一"、"第二"等的敘述也可包括其它要素。以上描述是示例性的而非限制性的。許多本發明的變體對本領域的技術人員在仔細查看本
發明內容后是顯而易見的。因此，本發明的范圍不應參考以上說明來確定，而是應參考所附權利要求及它們的全部范圍或等效方案來確定。最后，任何一個或更多個實施方式的一個或更多個特征可在不背離本發明的精神和范圍的情況下與來自其它實施方式的特征進行組合。權利要求1.一種引線框結構，包括由第一薄部分和第一厚部分組成的第一引線框結構部分，其中所述第一薄部分由第一凹槽部分地限定；以及由第二薄部分和第二厚部分組成的第二引線框結構部分，其中所述第二薄部分由第二凹槽部分地限定；其中所述第一薄部分面對所述第二凹槽，且所述第二薄部分面對所述第一凹槽。2.如權利要求l所述的引線框結構，其特征在于，所述第一引線框結構部分包括一引線，且所述第二引線框結構部分包括一管芯附連焊盤。3.如權利要求l所述的引線框結構，其特征在于，所述引線框結構含銅。4.如權利要求l所述的引線框結構，其特征在于，所述第一薄部分的厚度小于所述第一厚部分的厚度的50%。5.如權利要求l所述的引線框結構，其特征在于，所述第二薄部分的厚度小于所述第二厚部分的厚度的50%。6.如權利要求l所述的引線框結構，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽通過蝕刻形成。7.—種半導體管芯封裝，包括如權利要求1所述的引線框結構；以及貼裝于所述第二引線框結構部分的半導體管芯。8.—種半導體管芯封裝，包括引線框結構，包括由第一薄部分和第一厚部分組成的第一引線框結構部分，其中所述第一薄部分由第一凹槽部分地限定，其中所述第一引線框結構部分是一引線；以及由第二薄部分和第二厚部分組成的第二引線框結構部分，其中所述第二薄部分由第二凹槽部分地限定，并且其中所述第二引線框結構部分是一管芯附連焊盤，其中所述第一薄部分面對所述第二凹槽，且所述第二薄部分面對所述第一凹槽；位于所述管芯附連焊盤上的半導體管芯；以及至少在所述引線框結構的一部分和所述半導體管芯周圍形成的模制材料。9.如權利要求8所述的半導體管芯封裝，其特征在于，所述半導體管芯包括一功率晶體管。10.如權利要求8所述的半導體管芯封裝，其特征在于，所述半導體管芯包括一垂直功率晶體管。11.如權利要求8所述的半導體管芯封裝，進一步包括在所述半導體管芯與所述引線之間形成的引線接合。12.—種電氣組件，包括如權利要求ll所述的半導體管芯封裝。13.—種形成引線框結構的方法，所述方法包括獲得包括第一引線框結構部分和第二引線框結構部分的引線框結構前驅體；在所述第一引線框結構部分中形成第一凹槽，籍此所述第一引線框結構部分此后具有第一厚部分和第一薄部分；在所述第二引線框結構部分中形成第二凹槽，籍此所述第二引線框結構部分此后具有第二厚部分和第二薄部分；其中在已形成的引線框結構中，所述第一薄部分面對所述第二凹槽，且所述第二薄部分面對所述第一凹槽。14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一和第二凹槽通過蝕刻形成。15.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一和第二凹槽在相同的蝕刻過程中形成。16.如權利要求13所述的方法，進一步包括對所述引線框結構鍍膜。17.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一引線框結構部分包括一引線，且所述第二引線框結構部分包括一管芯附連焊盤。18.—種形成半導體管芯封裝的方法，包括根據如權利要求13所述的方法形成引線框結構；以及將半導體管芯附連到所述第二引線框結構部分。19.如權利要求18所述的方法，包括至少在所述引線框結構的一部分和所述半導體管芯周圍形成模制材料。.20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述半導體管芯包括一垂直功率MOSFET。全文摘要公開了一種引線框結構。該引線框結構包括具有第一薄部分和第一厚部分的第一引線框結構部分，其中第一薄部分由第一凹槽部分地限定。該引線框結構還包括具有第二薄部分和第二厚部分的第二引線框結構部分，其中第二薄部分由第二凹槽部分地限定。第一薄部分面對第二凹槽，且第二薄部分面對第一凹槽。文檔編號H01L23/495GK101299425SQ200810095218公開日2008年11月5日申請日期2008年4月18日優先權日2007年4月19日發明者L·Y·林申請人:費查爾德半導體有限公司