[发明专利]用于半导体器件的铝合金引线框以及相对应的制造方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及一种用于特别是功率半导体器件的半导体器件 的铝合金引线框；本公开内容进一步涉及一种相对应的制造工艺。

背景技术

本领域内已知半导体器件，尤其是功率类型的半导体器件，例如 功率MOSFET，其包括塑料封装件，该塑料封装件被设计为密封包括 半导体材料并且集成相对应的集成电子组件的裸片，其中塑料封装件 通常通过模塑(molding)来获得。

例如，图1示出了密封在例如环氧树脂的塑料材料的封装件2中 的半导体器件1(特别地，功率器件)。

半导体器件1包括裸片3以及引线框4，裸片3包括半导体材料， 特别地为硅，引线框架4布置为至少部分地位于封装件2之内并且设 计为在封装件2之内支撑裸片3且提供朝向裸片3中出现的集成组件 的外部的电连接。

引线框4包括：金属材料的支撑板(通常称为“裸片焊垫”或“裸 片焊盘”)5，布置在封装件2之内并且具有顶部表面5a，裸片3例 如经由粘合材料层6的插入耦合到该顶部表面5a；以及多个引线7， 例如数目上为三个，其从封装件2出来。

按照这里未图示的方式，裸片焊盘5可以由采用引线7中的一个 引线的单一件制成(特别地采用布置在中间位置的引线)，由此构成 了半导体器件1的电极(例如，功率MOSFET的漏极电极)。进一 步，裸片3由电键合接线8电连接到剩余的引线7，所述电键合接线 8从各自的接触焊垫开始延伸，由裸片3的顶部表面相承载且不与裸 片焊盘5相接触，朝向各自的引线7(剩余的引线被设计为例如限定 功率MOSFET的源极电极和栅极电极)。

引线框4的引线7接着例如通过焊接而电耦合到由印刷电路板 (PCB)10的顶部表面所承载的相对应的电焊垫9，该电焊垫9具有 已知的类型并且在此不再详细描述。

与图1中所图示的不同，裸片焊盘5可以用作封装件2的基础， 在这种情况下布置为在与裸片3耦合到的顶部表面5a相对的其底部 表面5b处与外部环境相接触，或者如相同的图1中所图示的，裸片 焊盘5还可以在下方由封装件2的密封材料的部分进行涂敷。

在任何情况下，裸片焊盘5还可以用作热传送元件，用于将在集 成在裸片3中的组件的使用中生成的热朝向外部散热器(未示出)传 送。

半导体器件1以及相对应的引线框4和例如朝向印刷电路板10 的朝向外部的电连接的制造于是利用了关于引线框4而提供的多个分 立的电连接接口，即为：

用于封装件2内部的引线7的第一端7a和电键合接线8之间的 连接的接口，其例如提供在铜(作为构成引线7的材料)和铝、铜或 金(作为构成电键合接线8的材料)之间的耦合；

用于封装件2外部的引线7的第二端7b和在印刷电路板10上的 各自的电焊垫9之间的连接的接口，其例如可以提供在铜(作为构成 引线7的材料)和金(作为构成电焊垫9的材料)之间的耦合；以及

用于通过粘合材料层6的在裸片焊盘5和裸片3之间的连接的接 口，其可以例如提供在铜(作为构成裸片焊盘5的材料)和例如SAC 或SnPb的锡合金之间的耦合。

如果前述的材料组合中的一些彼此不相容，或者在任何情况下可 能不能实现达到电耦合的期望质量，则使用一个或多个中间层，例如 金属耦合层，其通常通过在待耦合的材料中的一个或多个上并且特别 地是在引线框4上进行电沉积来形成。这个中间耦合金属层可以例如 包括锌、镍、铜、银、锡、或者这些或其他材料的适当组合。

例如，US2013/0221507A1公开了铝合金引线框的制造，其在相 对应的封装件和相对应的半导体器件的制造工艺期间利用了通过电 沉积在构成引线框的金属层上方形成多个金属层。

然而，前述中间耦合金属层的存在引起了制造工艺和相对应半导 体器件的复杂度的增加，以及相应的成本的增加；进一步，很显然地， 在所生成的半导体器件中发生故障或本征缺陷的可能性也增加。

发明内容

本公开内容的一个或多个实施例提供一种用于半导体器件的铝 合金引线框，其使得前述的与现有解决方案相关联的问题和劣势得以 全部或者部分克服。

根据本公开内容，接下来提供半导体器件和相对应的制造工艺。