專利名稱：用于mosfet bga的折疊框架載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
封裝半導(dǎo)體是在所述半導(dǎo)體準備投入使用之前所采取的最后步驟。因為需要個別 地處理半導(dǎo)體電路小片，所以封裝是昂貴的。雖然許多人已提出將多種功能集于一個 電路小片中的芯片上系統(tǒng)解決方案，但絕大多數(shù)半導(dǎo)體裝置仍將被個別地封裝。
電子系統(tǒng)將集成電路裝配到印制電路板上。其提供操作發(fā)動機、揚聲器及其他現(xiàn) 實裝置所需要的必要的高電壓及高電流。在典型的電子裝置中，功率半導(dǎo)體及集成電
路釬焊到印制電路板。所述板上的電路電跡提供所述裝置之間的連接及向外界的連接。 一種用于功率半導(dǎo)體的流行的封裝技術(shù)是用于源極區(qū)域及柵極的觸點的球柵陣列
(BGA)以及連接到所述功率半導(dǎo)體漏極側(cè)以使漏極觸點與所述源極及柵極觸點位于 相同平面的載體蓋。以那種方式，功率裝置的所有觸點均在一個平面中且可將那些觸 點容易地釬焊到印制電路板。
一種可用于形成BGA封裝的方法是焊料球附裝過程。在焊料球附裝過程中，將 焊料球以機械方式放置在半導(dǎo)體載體中導(dǎo)電區(qū)域的球焊盤模板以及半導(dǎo)體襯底上。在 將所述焊料球放置在指定的球焊盤模板上之后，將半導(dǎo)體電路小片翻轉(zhuǎn)過來并安裝在 電路襯底上。
所述焊料球通常具有以鉛為主的釬焊合金。例如，所述釬焊合金可以是約在183 攝氏度下熔化的近似共熔錫-鉛(Sn-Pb)合金。當焊料球出現(xiàn)于所述半導(dǎo)體電路小片 與所述電路襯底之間時，將所述球加熱到或低于所述釬焊合金的熔融溫度。將球加熱 到低于所述熔點的目的是確保所述焊料球不坍縮。熔融并回流所述焊料球以將電路襯 底接合到半導(dǎo)體電路小片。在熔融期間，移除焊料中的氧氣并用熔融焊料潤濕半導(dǎo)體 電路小片及電路襯底的導(dǎo)電表面。在熔融及回流之后，半導(dǎo)體電路小片與電路襯底之 間形成焊料互連。形成的焊料互連將電路襯底與半導(dǎo)體電路小片電耦合到一起。
圖8顯示一種現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體電路小片封裝。在所述電路小片封裝中，載體IOO 提供有容納半導(dǎo)體電路小片102的矩形腔100-1。在這個實例中，半導(dǎo)體電路小片包括垂直金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)且在球柵陣列型封裝(BGA)中。焊料 球陣列108位于半導(dǎo)體電路小片102表面上及載體100的邊緣表面106上。焊料球陣 列可劃分為兩組。第一外部焊料球陣列108-2連接到載體邊緣表面106且內(nèi)部焊料球 陣列108-1連接到電路小片表面。焊料球陣列108可安裝并耦合到電路襯底，例如電 路板。
外部焊料球陣列108-2提供到MOSFET漏極端子的連接，而內(nèi)部焊料球陣列108-1 提供到所述MOSFET源極端子及柵極端子的連接。角焊料球108-3可專用于柵極端子 且內(nèi)部陣列108-1中的剩余焊料球108-1提供到BGAMOSFET的源極端子的分布式低 電阻連接。
可增強并改進焊料球技術(shù)以提供更穩(wěn)健的設(shè)計。例如，可改進所述球互連的粘附 強度。使用球附裝過程所形成的焊料互連可在不牢固時斷裂。如果在電路小片封裝中 的一個或多個焊料互連斷開，則整個封裝都將會不起作用。此外，在處理期間(例如， 在回流期間)，焊料球發(fā)生變形。所述變形可導(dǎo)致陣列中的焊料球具有不同高度。因此， 所述焊料球的端部可不彼此共面。如果(例如)導(dǎo)電墊陣列上的某些焊料球高于所述 陣列中的其他焊料球，則較低的焊料球可不與半導(dǎo)體電路小片及電路襯底兩者接觸。
形成的電路小片封裝可由于有缺陷的焊料互連而不起作用。同樣，焊料球在處理期間 可以移動。如果所述焊料球從其既定位置移動，則于半導(dǎo)體電路小片封裝中可能不能 形成所需互連。最后，許多焊料球均含有鉛。鉛并不是環(huán)保型物質(zhì)。如果不能消除半 導(dǎo)體電路小片封裝中所使用的鉛的量，將其減少也是需要的。
美國專利第6，893，901號中存在改進發(fā)明，其具有形成于引線框的金屬層中的金 屬凸起，所述引線框同樣具有用于攜載功率半導(dǎo)體的電路小片墊。其整體揭示內(nèi)容以 引用方式并入本文中?？赏ㄟ^沖壓金屬層來形成所述凸起?？墒褂萌魏芜m當?shù)臎_壓設(shè) 備來形成所述凸起，例如具有多個沖壓元件(有時稱作沖壓工具)及對應(yīng)的沖壓模具 的沖壓機器。所述沖壓模具具有經(jīng)配置以容納所述多個沖壓元件的凹陷。在實例性過 程中，將金屬層放置在所述沖壓模具上。當金屬層在沖壓模具上時，所述沖壓元件對 所述金屬層打孔。在打孔期間，沖壓元件將部分金屬層推到?jīng)_壓模具的凹陷中且不穿 透所述金屬層。施加到金屬層的壓力使部分金屬層發(fā)生變形以在所述金屬層中形成多 個沖壓而成的凸起?？芍貜?fù)這個沖壓過程以在金屬層中形成多組凸起。在沖壓所述多 組凸起后，形成多個載體。在將半導(dǎo)體電路小片裝配到個別載體之后，形成的載體可 彼此分離以形成個別封裝?？蓪⒎蛛x的封裝安裝到電路襯底，例如電路板。在某些實 施例中，可將所述載體看作可將半導(dǎo)體電路小片電耦合到電路襯底(例如，電路板)
的"引線框"。參見圖9。
所述申請案中顯示的結(jié)構(gòu)及過程需要用于精壓電路小片墊且用于向載體外圍中
的觸點栓柱打孔的雙規(guī)格引線框及重金屬加工設(shè)備。因此，現(xiàn)有技術(shù)及現(xiàn)有發(fā)明仍有 相當大的改進空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供比現(xiàn)有技術(shù)方法及經(jīng)封裝電路小片更廉價且更可靠的一種用于封裝 半導(dǎo)體電路小片的方法及經(jīng)封裝半導(dǎo)體電路小片。其提供一種具有折疊的栓柱連接邊
緣的單規(guī)格折疊引線框，以承擔從功率MOSFET背側(cè)到與所述MOSFET前表面上的 球柵陣列的平面平行的漏極觸點。所述球柵陣列具有接觸到源極區(qū)域和柵極區(qū)域的觸 點。所述方法從向引線框提供單一厚度的平面部分開始。所述引線框具有電路小片墊 及一個或多個將電路小片墊固定到側(cè)軌的系桿。所述方法沿引線框平面部分的一個邊 緣形成栓柱。所述栓柱將電連接并機械連接到功率MOSFET的漏極。特定來說，切割 電路小片墊的一個或多個邊緣以形成具有在與所述電路小片墊相同的平面中從所述電 路小片墊延伸的平坦凸出部分的邊緣。然后將所述平坦凸出部分整形為具有錐形尖端 的栓柱，優(yōu)選地為具有梯形形狀的尖端。由常規(guī)金屬加工或沖壓機器將所述栓柱整形。 接下來，在與每一栓柱連接邊緣相鄰的電路小片墊表面中形成彎曲凹槽。所述彎曲凹 槽相對較淺。然后，將所述栓柱連接邊緣豎直折疊以使所述栓柱橫切于電路小片墊的 平面而延伸。為使引線框材料中的應(yīng)力達到最小，可用兩個或多個步驟實施所述彎曲 操作。當所述栓柱連接邊緣處于其豎直位置時，拍擊所述栓柱的尖端以將所述尖端設(shè) 置在共用平面中。
因此，上述歸納的方法向折疊倒裝芯片封裝半導(dǎo)體裝置提供具有用于保持功率 MOSFET或其他類似裝置的平面表面的電路小片附裝墊。所述平面表面上的粘合劑層 或焊料層將電路小片保持在所述電路小片墊上。至少一個沿所述電路小片附裝墊一個
邊緣的壁具有多個橫切地所述電路小片附裝墊的平面延伸的栓柱，以承載功率 MOSFET背側(cè)到包含源極觸點及柵極觸點球柵陣列的功率半導(dǎo)體的另一側(cè)的平面的 電連接。每一栓柱連接壁均具有能夠使所述壁豎直彎曲的緩沖凹槽。


圖1顯示形成具有三個栓柱連接側(cè)邊的折疊引線框的一系列步驟。 圖2顯示用于將在折疊引線框中的平坦凸出部分的尖端金屬加工成豎直梯形栓柱 的一系列步驟。
圖3為顯示如何移除將電路小片墊連接到側(cè)軌的系桿的一系列步驟。 圖4(a)及圖4(b)為現(xiàn)有技術(shù)單側(cè)引線框與根據(jù)本發(fā)明制作的單側(cè)引線框的比較平 面圖。
圖5(a)及圖5(b)為單側(cè)折疊封裝的平面圖及剖面圖。
圖6 (a)、 (b)及(c)是具有栓柱連接邊緣的折疊引線框的視圖，所述邊緣有三個角 度中的一個角度。
圖7(a)及7(b)分別地顯示一個栓柱的部分平面圖及栓柱的剖面圖。 圖8為一個現(xiàn)有技術(shù)封裝的透視圖。圖9為另一現(xiàn)有技術(shù)封裝的透視圖。 圖10為針對圖9封裝的處理流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，圖中顯示電路小片附裝墊(DAP) 30。通常將其連接到引線框， 但為了更好地圖解說明金屬形成過程省略所述連接結(jié)構(gòu)。所述過程從步驟20開始，其 中DAP30提供有上表面31、下表面32，及四個邊緣32、 33、 34、 35。
在下一步驟21中，修剪所述邊緣以形成若干由間隔37彼此隔開的平坦凸出部分 36。在圖1的實施例中，三個邊緣32、 34及35形成為平坦凸出部分36。剩余邊緣33 同樣修剪為將DAP30連接到引線框(未圖示)的一對系桿41、 42。所述平坦凸出部 分中的一者更詳細地顯示于圖2的步驟50中。凸出部分36具有堅固的矩形細長結(jié)構(gòu)， 其終止于大致橫切于DAP 30的上表面及下表面31 、 32的平面表面60。
返回到圖l，下一步驟22在凸出部分36的頂部形成梯形尖端。圖2更詳細地顯 示所述梯形尖端。由機器制成緊挨尖端60的凸出部分各側(cè)邊的邊緣以呈現(xiàn)內(nèi)向安置且 向凸出部分36的中心軸傾斜的角度。這個步驟更詳細地顯示為圖2中的步驟51。應(yīng) 注意，緊挨頂端60的凸出部分36的每一壁均偏斜到朝平行于栓柱36長度的軸傾斜的 角度。步驟51顯示靠近尖端65的上表面和下表面61、 63如何傾斜，且所屬技術(shù)領(lǐng)域 的技術(shù)人員將了解，另外兩個表面62、 64以同樣的方式傾斜。傾斜的表面61、 62、 63、 64終止于減小的尖端表面65上，由此形成梯形形狀的柱狀尖端。在優(yōu)選實施例 中，栓柱36具有位于垂直于其中心軸截取的平面中的正方形橫截面。當然，所述栓柱 可具有矩形橫截面且仍提供梯形形狀的尖端。如果所述栓柱具有其他形狀的橫截面，
則所述栓柱仍可提供傾斜的平面表面以將所述栓柱的細長壁削細到尖端。因此，將三 個、四個、五個或更多圓栓柱表面均視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，所述梯形栓柱尖端形成于電路小片墊30的邊 緣中。所述形成操作使用金屬加工工具及模具來將所述栓柱的尖端整形為合意的梯形 形狀。同樣地，僅有極小部分的電路小片墊30的金屬將受到所述整形操作。此外，所 述整形操作將所述栓柱整形到與電路小片墊30的平面相同的平面中。這種金屬加工操 作比現(xiàn)有技術(shù)操作更容易實施，在現(xiàn)有技術(shù)操作中將金屬擠壓到橫切于電路小片墊30 的平面的模具腔中。
在尖端形成步驟期間，將尖端60及所述梯形的四個角均變圓。參見圖5(a)及圖 5(b)。實例性栓柱202具有下列特征。栓柱202可具有約為0.25x0.25 mm的正方形基 座215或約為0.20x 0.25 mm的矩形基座。系桿具有約為0.23 mm的長度212且其初 始寬度214約為0.15 mm且其最終寬度218約為0.25 mm。緩沖寬度213約為0.20 mm 且緩沖深度211約為0.05到0.075 mm。系桿角度217約為45度。
前文給出所量得的各尺寸彼此之間相互關(guān)系的至少一個特定實例。因此，所述栓柱的高度為引線框厚度的一到兩倍之間。所述栓柱的基座為正方形或矩形且至少兩個
側(cè)邊的長度與引線框的厚度相同。緩沖凹槽的深度與寬度均約為引線框厚度的2 %。 尖端的平坦部分203為正方形區(qū)域，其周長約為所述尖端基座周長的一半且其面積為 所述基座面積大小的20%與40%之間。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地確定上述及 其他相關(guān)的關(guān)系。
栓柱209的高度約為0.450，允許其在電路小片墊30上的正"零"mm及負0.035-mm 的公差。梯形角度201約為60度。梯形表面各面的角變圓，優(yōu)選地以0.05mm的曲率 半徑202的圓形。折疊栓柱角度56在85度與95度之間。角緩沖深度208及寬度207 約為0.05 mm。所述栓柱的尖端具有每一側(cè)均近似為0.13 mm的正方形平坦表面。在 拍擊操作期間形成所述平坦表面。同樣地，栓柱尖端202呈現(xiàn)錐形輪廓，從而導(dǎo)致很 小的平坦表面以使其容易地釬焊到電路板。
在所述形成步驟之后，DAP30經(jīng)歷第一與第二彎曲步驟23、 24。在彎曲之前， 將凹槽(優(yōu)選地為v形凹槽66)機器加工到DAP 30的表面31中。由圖2的步驟52 可見凹槽66的更多細節(jié)。在所述第一彎曲步驟(圖1中為23;圖2中為53)中將梯 形尖端彎曲到第一角度67。所述角度約為45度。步驟24、 54的第二角度68約為90 度。優(yōu)選地，為了給栓柱36中的金屬適應(yīng)由彎曲所致張力的時間，可用兩個或更多步 驟彎曲栓柱36。如果用一個步驟將所述栓柱彎曲到90度的角度，則所述栓柱在彎曲 時可能會斷裂。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，隨著栓柱36的彎曲，那些緊挨所述 v形凹槽的部分受到擠壓且在所述v形凹槽遠端且靠近下表面63的部分將受到拉力。 這將在金屬中形成內(nèi)應(yīng)力且過于迅速地彎曲到90度可導(dǎo)致金屬在彎曲時斷開。
將栓柱折疊到90度是困難的。引線框的金屬具有一定彈力且在彎曲過程期間往 往會回彈。同樣地，針對接受標稱的至少90度范圍內(nèi)的彎曲而采取措施。在優(yōu)選實施 例中，所述標稱彎曲選擇為90度。參見圖6(b)中的角度56.2。由于制造時有6度的自 由度，所述角度可在如圖6(a)中角度56.1所示的95度與如圖6(c)中角度56.3所示的 85度之間。
回到圖1，最終步驟25為拍擊步驟。作為這個步驟的一部分，輕打梯形尖端36 的頂部65來移除其上任何殘余毛口且將所述栓柱的尖端布置在共用平面中。拍擊是得 到良好控制的過程。其不向豎直栓柱施加過多的應(yīng)力。然而，如果所述栓柱在拍擊期 間確實往往會彎曲，則所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉對所述栓柱的至少兩個相對側(cè)面 提供支撐以使所述栓柱在拍擊期間受到支撐。這些支撐(未圖示)將減少或防止所述 栓柱壓曲。
可對形成為栓柱的DAP 30的一個、兩個或三個邊緣采用本發(fā)明。有可能形成四 個具有栓柱的邊緣。然而，人們應(yīng)該記住，栓柱連接邊緣的目的是向半導(dǎo)體電路小片 60底部上的電極提供電接觸。對幾乎所有應(yīng)用而言，三個栓柱連接邊緣足以向電路小 片60的背側(cè)提供良好的電接觸。在許多應(yīng)用中，單個栓柱連接邊緣便足夠。下文說明 將解釋如何使用本發(fā)明來得到三個邊緣的栓柱連接封裝及一個邊緣的栓柱連接封裝。
9可通過使用三側(cè)方法來制作兩個邊緣的栓柱連接封裝且不在一個側(cè)邊上形成邊緣或通 過修改所述單側(cè)封裝來形成第二栓柱連接邊緣。
轉(zhuǎn)向圖3.1-3.4，圖中顯示具有有一個或多個DAP30的引線框70的本發(fā)明一個實 施例。每一DAP30均具有三個含有彎曲栓柱36的邊緣。DAP30附裝到側(cè)軌71、 72。 一對系桿73、 74將DAP30的兩個角連接到側(cè)軌72。應(yīng)注意，邊緣30.1與側(cè)軌72之 間存在間隔。相對邊緣30.4與另一側(cè)軌71共同延伸。針對一系列DAP30重新制造連 接在側(cè)軌71、 72之間的DAP 30的模板且可將多達六個或更多的DAP 30定位在引線 框70中的一對側(cè)軌71、 72之間。半導(dǎo)體裝置60固定到DAP30的中心部分31。半導(dǎo) 體裝置60的表面65包含共用觸點。通常所述共用觸點是MOSFET的漏極或是雙極晶 體管的集流器。裝置60的另一表面包含球或栓柱61陣列。在所述裝置為MOSFET的 情況下，大多數(shù)球或栓柱連接到源極區(qū)域且至少一個球或栓柱連接到柵極。對雙極裝 置來說，大多數(shù)球或栓柱將連接到發(fā)射極區(qū)域且至少一個球或栓柱將連接到裝置60 表面上的基座區(qū)域。
圖3.2是對應(yīng)于圖3.1的部分視圖，但其中未顯示側(cè)軌。在顯示于圖3.3中的下一 步驟中，殘余的DAP及裝置60識別于外廓80中。在下面的步驟中，適當?shù)男藜魴C器 將系桿73、 74從側(cè)軌72切下且將側(cè)軌71不必要的部分從DAP30切下，只留下具有 裝置60的單個的DAP 30，如圖3.4中所示。單個的DAP 30及裝置60準備用于在印 制電路板上安裝倒裝芯片或可個別地進行封裝。
轉(zhuǎn)向圖4(a) -4(b),圖中將引線框103上的現(xiàn)有技術(shù)單側(cè)凸起與另一引線框70.1 上的本發(fā)明中的單個栓柱連接邊緣封裝進行比較?，F(xiàn)有技術(shù)組合具有DAP 104且在 DAP 104的一個邊緣上具有已打孔的凸起60。現(xiàn)有技術(shù)裝置具有整體軌且所述DAP 通過連續(xù)的DAP 104之間的間隔而彼此隔開。本發(fā)明封裝具有兩個截然不同的側(cè)軌 71.1與72.1,其中DAP 30在所述兩個側(cè)軌之間延伸并由四個系桿支撐。在將電路小 片固定到DAP30之后，單個化機器切下側(cè)軌71.1、 72.1與DAP30之間的系桿。然后 拾取及放置機器找回DAP30并將其放置在印制電路板上且將其釬焊在適當?shù)奈恢谩?br> 圖7(a)及圖7(b)中顯示具有電路小片314及單側(cè)梯形邊緣310的已完成折疊框架 300。折疊栓柱壁301具有約1.45 mm的寬度且整個封裝寬度311約為1.550 mm。焊 膏形成物302將電路小片360保持在電路小片墊325上。封裝300具有約為1.550 mm 的長度303。電路小片墊314的長度308約為1.25 mm。封裝300具有約為1.55mm的 寬度305。所述栓柱的尖端到DAP表面的距離312約為0.42 mm且封裝321的總高度 約為0.67 mm。所述栓柱尖端具有約為0.05mm的曲率313。焊料凸起315具有約為 300pm的直徑?？偡庋b高度317約為0.71 mm。電路小片314及球柵陣列的結(jié)合高度 約為0.46 mm。
一般來說，單側(cè)折疊封裝對例如圖5(a)及圖5(b)中顯示的較小電路小片是足夠的。 然而，較大尺寸的電路小片通常需要兩側(cè)或三側(cè)栓柱連接折疊壁來提供所述電路小片 后端到電路板的可靠電連接并將折疊封裝可靠地機械附裝到電路板上。當與用來產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)封裝的沖壓、精壓及打孔方法進行比較時，本發(fā)明的方法 和設(shè)備具有優(yōu)良的經(jīng)濟利益。下文的論述將現(xiàn)有技術(shù)過程與本發(fā)明所示設(shè)備進行比較。
圖10中顯示實例性現(xiàn)有技術(shù)沖壓操作。沖壓設(shè)備可包括具有多個沖壓元件(有 時稱作沖壓工具(未圖示))的沖壓機器及對應(yīng)的沖壓模具120。所述沖壓模具具有經(jīng) 配置以容納所述多個沖壓元件的凹陷。在實例性過程中，將金屬層100放置在沖壓模 具上。當所述金屬層位于沖壓模具上時，所述沖壓元件對金屬層進行打孔。在打孔期 間，沖壓元件將部分金屬層推入沖壓模具的凹陷中而不穿透所述金屬層。施加在金屬 層的壓力使部分金屬層發(fā)生變形以在所述金屬層中形成多個沖壓凸起。可重復(fù)這個沖 壓過程以在所述金屬層中形成多組凸起。具體來說，現(xiàn)有技術(shù)引線框100具有兩個規(guī) 格:栓柱剖面的101部分約為0.75 mm且最終電路小片墊厚度的102部分約為0.33 mm。 深層精壓所述0.75 mm材料以形成具有0.33 mm的厚度的電路小片墊部分及具有原始 厚度的邊緣部分102。接下來對較厚部分101進行打孔以形成突出在引線框較厚部分 101表面上方的圓栓柱104。那樣可產(chǎn)生最終產(chǎn)物109。
相反，本發(fā)明可以不足0.75mm且可薄至0.25mm的引線框開始。因此，本發(fā)明 既提供整個引線框的均勻厚度且又需要較少的材料。對既存在于現(xiàn)有技術(shù)中又存在于 本發(fā)明中的對應(yīng)的引線框而言，本發(fā)明僅需要現(xiàn)有技術(shù)所需材料的三分之一。只在材 料成本方面，本發(fā)明就使材料成本減少了 66%。雖然任何一個封裝的材料成本都很小， 但當將所述材料成本乘以由即使小制造商通常每年所生產(chǎn)的數(shù)百萬個封裝時，對制造 商而言成本節(jié)省是非常顯著的。
本發(fā)明同樣更容易制造。對現(xiàn)有技術(shù)引線框操作的深層精壓過程需要高噸位精壓 及沖壓設(shè)備。相反，較輕重量的修剪及制作機器足以形成本發(fā)明的折疊引線框。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是不用沖壓或另外薄化或接觸其電路小片墊。單規(guī)格材料的使 用提供比現(xiàn)有技術(shù)裝置更穩(wěn)固的已完成已安裝的半導(dǎo)體裝置。相反，現(xiàn)有技術(shù)使現(xiàn)有 技術(shù)引線框的相對較大區(qū)域發(fā)生變形以制作比邊緣栓柱薄的電路小片墊。對現(xiàn)有技術(shù) 電路小片墊的沖壓和精壓可使所述墊破裂。
據(jù)信，沖壓和精壓在電路小片墊材料中形成內(nèi)應(yīng)力。在進一部過程或檢驗步驟期 間，可加熱或冷卻引線框且那樣可釋放內(nèi)應(yīng)力。在釋放應(yīng)力時，電路小片可脫離電路 小片墊。對某些斷開部分的分析顯示，電路小片破裂或剝離電路小片墊。據(jù)信，由沖 壓和精壓引起的內(nèi)部機械應(yīng)力導(dǎo)致電路小片墊伸展及/或收縮且由此將電路小片從電 路小片墊脫離。相反，本發(fā)明不精壓或沖壓電路小片墊且因此電路小片墊中不存在不 必要的應(yīng)力。電路小片從電路小片墊的剝離在使用本發(fā)明時最終被消除。
當系桿從電路小片墊切離時，現(xiàn)有技術(shù)雙規(guī)格引線框會遇到麻煩。因為系桿比電 路小片墊厚，所以切下系桿的步驟可對電路小片墊強加扭力。因為電路小片墊比系桿 薄，所以電路小片墊往往會扭曲且所述扭曲動作可使電路小片墊破裂或?qū)㈦娐沸∑瑥?電路小片墊分離或兩種情況均發(fā)生。相反，本發(fā)明的單規(guī)格引線框不具有這種扭力及 扭曲，因為所述引線框的所有部分均為相同規(guī)格。形成雙規(guī)格引線框比形成單規(guī)格引線框更困難。本發(fā)明的單規(guī)格引線框具有較薄 的栓柱連接邊緣。因此，本發(fā)明可沿邊緣形成比現(xiàn)有技術(shù)可形成的多的栓柱，因為本 發(fā)明的栓柱只在其尖端被切割及整形。相反，現(xiàn)有技術(shù)的栓柱是通過迫使金屬進入電 路小片空腔中而制成的。使用那種技術(shù)可通過需用于防止金屬斷開的支撐來限制柱狀 尖端之間的間距或間隔。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是其以最小復(fù)雜度在一個、兩個或三個邊緣上形成栓柱的能 力。由于最主要的金屬加工步驟是材料移除而不是變形，本發(fā)明過程不需要很深的電 路小片空腔和很大的支撐區(qū)域來防止金屬斷開。而是，本發(fā)明移除金屬來形成所述栓 柱并移除更多金屬來為彎曲步驟做準備。僅加工所述栓柱的尖端且將其加工為梯形尖 端。只有當本發(fā)明中的金屬處于水平位置中時才對其進行加工。相反，現(xiàn)有技術(shù)使用
金屬變形通過將金屬從一個面擠壓到垂直于所述金屬所述面的面來形成整個栓柱。
根據(jù)本發(fā)明，人們可容易地將所述栓柱凸起延伸到兩個或三個邊緣且也可容易地 移除所述系桿，因為所述引線框的所有元件均具有相同規(guī)格。然而，現(xiàn)有技術(shù)引線框 具有針對栓柱連接邊緣的較厚規(guī)格。那樣將很難將栓柱安放到兩個或三個邊緣上。應(yīng)
記住，現(xiàn)有技術(shù)邊緣的厚度為0.75mm且因此那些邊緣的系桿將具有相近的厚度。這 樣厚的系桿很難切割及修剪。
權(quán)利要求
1、一種用于封裝半導(dǎo)體電路小片的方法，其包括以下步驟提供引線框，其具有用于容納及保持所述半導(dǎo)體電路小片的平面部分；沿所述引線框的所述平面部分的一個邊緣形成一個或多個栓柱；在所述平面部分的所述表面中形成凹槽，所述平面部分平行于具有栓柱的所述邊緣而安置且與所述栓柱間隔開；繞所述凹槽將所述具有栓柱的邊緣相對于所述引線框的所述平面部分彎曲到一角度。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述角度在84度與90度之間。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形成一個或多個栓柱的步驟包括從所述 邊緣移除材料以沿所述邊緣留下一個或多個材料栓柱。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其進一步包括削細所述栓柱的尖端的表面的步驟。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其進一步包括拍擊所述栓柱的所述末端以形成具 有梯形形狀尖端的尖端的步驟。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形成凹槽的步驟包含將v形凹槽機器加 工到所述引線框的所述平面部分的所述表面中。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括 向半導(dǎo)體電路小片提供電路小片附裝表面及球柵陣列表面， 將所述半導(dǎo)體電路小片的所述電路小片附裝表面附裝到所述引線框的所述平面部分以使所述球柵陣列遠離所述引線框的所述平面部分面向，及繞平行于所述凹槽的軸彎曲所述邊緣，直到所述栓柱的所述末端與安置在所述半 導(dǎo)體電路小片的所述表面上的所述球陣列共面。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括以下步驟提供半導(dǎo)體電路小片，其中一個表面上僅有一個端子且其其他表面上有一個或多 個端子；在僅有一個端子的表面上形成平面觸點且在其他表面上形成觸點的球柵陣列； 將所述半導(dǎo)體電路小片的所述平面觸點表面附裝到所述引線框的所述平面部分； 繞平行于所述凹槽的軸彎曲具有栓柱的所述邊緣，直到所述栓柱的所述末端與所 述球柵陣列共面。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述半導(dǎo)體為mosfet且僅有一個端子的所述 表面載攜漏極端子，另一表面載攜源極和柵極端子。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其進一步包括將所述半導(dǎo)體電路小片附裝到印制 電路板的步驟。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，其進一步包括沿所述引線框的所述平面部分的第二邊緣形成一個或多個栓柱；在所述平面部分的所述表面中形成第二凹槽，所述平面部分平行于具有栓柱的所 述第二邊緣而安置且與所述栓柱間隔開；將具有栓柱的所述第二邊緣相對于所述引線框的所述平面部分彎曲到一角度。
12、 如權(quán)利要求10所述的方法，其進一步包括 沿所述引線框的所述平面部分的第三邊緣形成一個或多個栓柱； 在所述平面部分的所述表面中形成第三凹槽，所述平面部分平行于具有栓柱的所述第二邊緣而安置且與所述栓柱間隔開；將具有栓柱的所述第三邊緣相對于所述引線框的所述平面部分彎曲到一角度。
13、 一種倒裝芯片封裝半導(dǎo)體裝置，其包括電路小片附裝墊，其包括用于容納半導(dǎo)體電路小片的平面部分； 粘合劑層或焊料層，其在所述平面部分上用于保持半導(dǎo)體電路小片；半導(dǎo)體電路小片，其具有一個面向所述電路小片附裝墊的所述平面部分且通過粘合劑或焊料附裝到所述平面部分的表面；壁，其沿所述電路小片附裝墊的一個邊緣延伸且橫切于所述電路小片附裝墊而安 置；及多個栓柱，其從所述壁延伸且彼此間隔開。
14、 如權(quán)利要求13所述的倒裝芯片封裝半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體進一步包 括位于與面向所述電路小片附裝墊的所述平面部分的所述表面相對的表面上的凸起或 球陣列。
15、 如權(quán)利要求13所述的倒裝芯片封裝，其中所述栓柱的尖端與所述凸起或球 的尖端位于共同的平面中。
16、 如權(quán)利要求13所述的倒裝芯片封裝，其中所述栓柱具有錐形尖端。
17、 如權(quán)利要求13所述的倒裝芯片封裝，其中所述尖端具有梯形錐形。
18、 如權(quán)利要求13所述的倒裝芯片封裝，其中所述電路小片附裝墊及壁由銅或 銅合金片形成。
19、 一種倒裝芯片封裝半導(dǎo)體裝置，其包括電路小片附裝墊，其包括用于容納半導(dǎo)體電路小片且被一個或多個邊緣圍繞的平 面部分；粘合劑層或焊料層，其在所述平面部分上用于保持半導(dǎo)體電路小片； 半導(dǎo)體電路小片，其具有一個面向所述電路小片附裝墊的所述平面部分且通過粘合劑或焊料附裝到所述平面部分的表面及具有凸起或球觸點的另一表面；一個或多個壁，每一壁均沿所述電路小片附裝墊的邊緣延伸且橫切于所述電路小片附裝墊而安置；及多個栓柱，其從每一壁延伸且彼此間隔開。
20、 如權(quán)利要求19所述的倒裝芯片封裝半導(dǎo)體，其中1ff述電路小片附裝墊具有四個邊緣及至少一個具有栓柱的壁。
21、 如權(quán)利要求19所述的倒裝芯片封裝半導(dǎo)體，其中所述電路小片附裝墊具有 四個邊緣及至少兩個具有栓柱的壁。
22、 如權(quán)利要求19所述的倒裝芯片封裝半導(dǎo)體，其中所述電路小片封裝墊具有 四個邊緣及至少三個具有栓柱的壁。
23、 如權(quán)利要求19所述的倒裝芯片封裝半導(dǎo)體，其中所述栓柱與所述凸起或球 觸點大致共面。
24、 如權(quán)利要求19所述的倒裝芯片封裝半導(dǎo)體，其中由已移除的電路小片附裝 材料制成的凹槽來界定所述壁的所述基座與所述電路小片附裝墊的接口。
25、 如權(quán)利要求19所述的倒裝芯片封裝半導(dǎo)體，其中繞由所述凹槽界定的軸彎 曲所述壁。
26、 如權(quán)利要求19所述的倒裝芯片封裝半導(dǎo)體，其中所述電路小片附裝墊與所述壁包括共用材料且所述壁的所述基座與所述電路小片附裝墊的所述接口進一步由所 述材料的彎曲來界定。
27、 一種用于封裝半導(dǎo)體電路小片的方法，其包括以下步驟向弓I線框提供平面電路小片附裝墊，其用于容納及保持所述半導(dǎo)體電路小片； 將栓柱推到所述電路小片附裝墊的一個或多個邊緣中以形成從每一已打孔邊緣伸出的一個或多個栓柱；在緊挨每一已打孔邊緣的所述電路小片附裝墊的表面中切割凹槽-, 沿朝向每一已打孔邊緣各自的切割凹槽的方向繞其各自切割凹槽彎曲每一已打孔邊緣以相對于所述電路小片附裝墊成一角度安置所述具有栓柱的己打孔邊緣。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其進一步包括以下步驟向半導(dǎo)體電路小片提供一個具有平面觸點的平面表面及具有凸起觸點的相對表面；將所述半導(dǎo)體電路小片的所述平面表面附裝到所述平面電路小片附裝墊； 繞平行于每一具有栓柱的已打孔邊緣各自的凹槽的軸彎曲所述已打孔邊緣，直到所述栓柱的末端與所述半導(dǎo)體表面的所述凸起的尖端共面。
全文摘要
一種折疊框架載體具有電路小片附裝墊(DAP)(30)及一個或多個折疊邊緣(32、33、34、35)。每一折疊邊緣均具有一個或多個栓柱(36)且每一栓柱均具有梯形尖端。所述折疊框架載體可由單規(guī)格銅或銅合金制成。在引線框的相對軌之間可形成多個折疊框架載體。所述折疊邊緣切割有緩沖凹槽。將所述尖端形成于DAP的邊緣中且然后豎直地折疊起所述尖端。所述尖端提供到安裝于DAP上的功率半導(dǎo)體的后表面上的端子的電連接。
文檔編號H01L23/495GK101553908SQ200680033219
公開日2009年10月7日 申請日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者保羅·阿爾曼德·卡洛, 埃爾溫·維克托·R·克魯茲, 羅梅爾·N·馬納塔德, 阿尼爾·堯德, 馬文·格斯托爾, 魯賓·P·馬德里 申請人:飛兆半導(dǎo)體公司