[发明专利]一种具有万用型封装金属片的半导体封装件及打线工艺

说明书

本发明提供了一种具有万用型封装金属片的半导体封装件，所述万用型封装金属片一端与芯片漏极、源极的焊接，另一端与封装外引脚焊接；其特征在于：所述万用型封装金属片为铜片、铜铝合金片、铜钨合金片中的一种，且覆盖半导体的漏极、源极、栅极。其打线工艺包括以下步骤：1)引线与栅极的引脚焊盘对准，在引线端头形成球体；2)将球体与栅极的引脚焊盘接触，通过劈刀将引线球体与焊盘键合，形成第一焊点；3)引导劈刀向上移动，带动引线移向芯片上的栅极，形成线弧；4)劈刀带动引线与芯片栅极的焊盘接触，通过键合形成第二焊点；5)折断引线，劈刀离开第二焊点；6)通过万用型封装金属片将芯片的漏极、源极与封装外引脚焊接起来。

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种具有万用型封装金属片的半导体封装件及打线工艺。

背景技术

半导体封装工艺中，用导线将半导体芯片上的电极与外部引脚焊接起来，即完成芯片与封装外引脚间的电路通路。电晶体这类半导体，具有三个极：漏极(drain)、源极(source)、栅极(gate)。它们与封装外引脚都是通过金属导线连接的。金属导线连接方式共有三种：1是丝线键合，即wire bond，所用的多为Au、Cu、Al线；2是金属锻带，如Al带；3是金属片焊接，即Clip bond，如采用Cu片焊接等。栅极(gate)是采用丝线焊接的，漏极(drain)、源极(source)可以采用上述三种连接方式。附图1为wire bond焊接方式结构示意图，图1所示，1-1为连接漏极(drain)、源极(source)的丝线，1-2为连接栅极(gate)的丝线；1-4为栅极。附图2为金属片为Clip bond的连接方式结构示意图，图中2-1为连接漏极(drain)、源极(source)的铜片clip，2-4为栅极，2-3为封装外引脚，2-2为连接栅极(gate)和封装外引脚的丝线。上述三种方法中普遍采用丝线焊接，这种方法因性能稳定、效率高而被广泛应用，但缺点是不能适用大电流大功率的封装；应用最少的是采用金属片封装金属片进行焊接，因为在现有技术中每种Clip只能适用于一种芯片，即每个芯片的设计不同，所适用的Clip形状也会不同，制备Clip的模具也不同，这样，每一种芯片设计就需要设计一套模具，无形中增大了芯片封装的成本，因而Clip bond在实际应用中很少。所以，如何解决现有封装金属片应用的局限性是一个待解决的就是问题。

中国专利201210243588.4公开了一种半导体打线接合结构及方法，该打线接合结构包括一半导体元件及一焊线，该半导体元件的焊垫具有一中心凹部及一环状突部，该焊线具有一连接部，接合于该中心凹部，但该打线方法不适用于具有封装金属片的芯片的封装。中国专利200710128216.6公开了一种具铜线的半导体封装件及其打线方法，半导体封装件包括:具有多个焊结点的承载件,以及接置于承载件上的芯片,且于芯片上形成有多个焊垫,复于承载件的焊结点上植设凸块,并且利用多条铜线,用以分别端接承载件上的凸块及芯片上的焊垫,从而通过铜线电性连接芯片与承载件,接着,于承载件上形成封装胶体,以包覆芯片、铜线及凸块。该技术方案不能满足大功率封装芯片的工艺要求，也不适用于具有封装金属片的芯片封装。

上述现有技术虽然都涉及半导体封装件及打线工艺，但未解决现有技术中封装金属片应用局限性的问题。

发明内容

为克服现有封装技术中存在的封装金属片金属片不能广泛适用的问题，本发明提供了一种具有万用型封装金属片的半导体封装件，同时也提供了这种半导体封装件的打线工艺。

本发明的技术方案是：一种具有万用型封装金属片的半导体封装件，所述半导体封装件从下至上包括集成电路层、硅层、铝层、万用型封装金属片，所述集成电路层与所述硅层之间通过焊料层连接；所述铝层与所述硅层邻接；所述万用型封装金属片与所述铝层之间通过焊料层连接；所述万用型封装金属片一端与芯片漏极、源极的焊盘焊接，另一端与封装外引脚焊盘焊接；其特征在于：所述万用型封装金属片为铜片、铜铝合金片、铜钨合金片中的一种，且覆盖半导体的漏极、源极、栅极。

进一步，所述万用型封装金属片的厚度为25-1000μm。