本實用新型的實施例涉及無引線半導體封裝件和電子器件。

背景技術：

諸如方形扁平無引線(QFN)封裝件的平坦無引線封裝件通常被用于期望小尺寸封裝件的應用。通常，平坦無引線封裝件提供了近芯片規(guī)模密封封裝件，其包括平面的引線框。在許多情況下，位于封裝件底面上的平臺(land，也稱為引線)以及封裝件的側(cè)面提供與另一器件或板(諸如印刷電路板(PCB))的電連接。具體地，使用表面安裝技術(SMT)，封裝件直接安裝在PCB的表面上。

盡管使用SMT安裝的無引線封裝件允許更小的封裝件，但其還產(chǎn)生了一些缺陷。具體地，封裝件與PCB之間的焊料接頭會由于PCB和封裝件具有不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)而弱化。因此，封裝件的可靠性在一些情況下取決于焊料接頭的完整性。

隨著封裝件尺寸的減小，進一步限制了用于焊料接頭的可用空間。因此，期望封裝件的平臺和板的焊盤之間的強焊料接合。此外，一些應用指定對焊料接頭的視覺檢查的要求。

技術實現(xiàn)要素：

本公開的實施例的目的在于提供一種半導體封裝件，包括：裸片焊盤；半導體裸片，耦合至所述裸片焊盤；引線，與所述裸片焊盤隔開并且具有第一厚度和第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度；導線，所述半導體裸片通過所述導線電耦合至所述引線；包封材料，位于所述半導體裸片和所述導線周圍以及所述裸片焊盤和所述引線之上，其中所述引線的側(cè)表面和底表面保持被所述包封材料暴露；以及可潤濕導電層，位于所述引線的側(cè)表面和所述包封材料上。

在一個實施例中，所述可潤濕導電層位于所述引線的底表面上。

在一個實施例中，所述可潤濕導電層位于所述引線的底表面和側(cè)表面之間的所述包封材料的邊緣上。

在一個實施例中，所述可潤濕導電層具有1.5微米和50微米之間的厚度。

在一個實施例中，還包括：多個引線，與所述裸片焊盤隔開，所述多個引線中的每個引線均具有第一厚度和第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度；多個導線，所述半導體裸片通過所述導線分別電耦合至所述多個引線；其中所述包封材料位于所述多個導線周圍和所述多個引線之上，其中所述引線的側(cè)表面和底表面保持被所述包封材料暴露；以及多個可潤濕導電層，每層均位于所述多個引線的側(cè)表面上，以及位于所述包封材料的在所述引線的側(cè)表面和底表面之間的部分上。

在一個實施例中，所述可潤濕導電層位于所述引線的側(cè)表面上方和下方的所述包封材料上。

此外，還提供了一種電子器件，包括：印刷電路板，具有接觸焊盤；接合材料，位于每個所述接觸焊盤上；以及半導體封裝件，通過所述接合材料安裝至所述印刷電路板，所述半導體封裝件包括：半導體裸片，電耦合至多個引線；包封材料，位于所述半導體裸片周圍以及所述多個引線之上，其中所述引線的側(cè)表面保持暴露并且與所述包封材料形成至少一個共面表面；以及可潤濕導電層，位于由所述多個引線的側(cè)表面和所述包封材料形成的至少一個共面表面上。

在一個實施例中，所述可潤濕導電層在所述多個引線的側(cè)表面上方延伸到所述包封材料上。

在一個實施例中，所述可潤濕導電層位于所述多個引線的底表面上。

在一個實施例中，所述可潤濕導電層位于具有在所述多個引線的側(cè)表面上的第一部分、在所述多個引線的底表面上的第二部分和在所述包封材料上的所述多個引線的側(cè)表面和底表面之間的第三部分的所述封裝件的邊緣處。

在一個實施例中，所述接合材料是焊料。

在一個實施例中，包括導線，其中所述導線將所述半導體裸片電耦合至所述多個引線。

可潤濕導電層為焊料提供了可潤濕側(cè)面，以在使用SMT將封裝件安裝至襯底(諸如PCB)時依靠毛細作用向上(wick up)。具體地，用于接合PCB和封裝件的焊料沿著封裝件的側(cè)表面在可潤濕導電層的側(cè)面依靠毛細作用向上。關于這點，焊料在可潤濕導電層處暴露并耦合至封裝件的側(cè)表面，從而允許焊料接頭的視覺檢查。在各個實施例中，在形成封裝件本體之后，可潤濕導電層形成在封裝件上。在一個實施例中，可潤濕導電層通過Aerosol 技術被印刷在封裝件本體和引線上。

附圖說明

圖1A是根據(jù)一個實施例的半導體封裝件的截面圖。

圖1B是圖1A的半導體封裝件的底視平面圖。

圖2是附接至印刷電路板的圖1A的半導體封裝件的截面圖。

圖3A至圖3E是根據(jù)一個實施例的半導體封裝件的組裝的各個階段的截面圖。

具體實施方式

圖1A示出了根據(jù)本公開的一個實施例的QFN引線框封裝件100的截面圖。圖1B是封裝件100的底視平面圖。封裝件100包括具有內(nèi)和外表面104、106的裸片焊盤102。封裝件100還包括多個引線110，每一個都具有內(nèi)表面、底表面和側(cè)面112、114、116。裸片焊盤102和引線110由引線框形成，其由導電材料制成，通常為銅或銅合金。

引線110位于裸片焊盤102周圍并且在封裝件100的邊角(封裝件100的側(cè)表面與封裝件100的底表面在此處相遇)處形成凹部。由于凹部，引線110的第一部分(鄰近引線110的側(cè)面116)具有第一厚度，而引線110的第二部分(鄰近引線110的底表面114)具有第二不同的厚度。引線的第一部分的第一厚度小于引線的第二部分的第二厚度，從而形成凹部。引線110的底表面114可以表示封裝件的平臺，并且被配置為將封裝件100電耦合至另一設備或板(諸如PCB)。

如圖1B所示，封裝件100在封裝件100的每側(cè)上包括三個引線110。然而，應該理解，任何數(shù)量的引線可位于裸片焊盤的任何數(shù)量的側(cè)面上，包括位于封裝件的一側(cè)上的僅一個引線。

包括一個或多個電部件(諸如集成電路)的半導體裸片120通過粘合材料(未示出)固定至裸片焊盤102的內(nèi)表面104。半導體裸片120由諸如硅的半導體材料制成，并且包括形成集成電路的有源表面。集成電路可以是模擬或數(shù)字電路，其實施為形成在半導體裸片120內(nèi)的有源器件、無源設備、導電層和介電層，并且根據(jù)半導體裸片的電設計和功能電互連。粘合材料可以是被配置為將半導體裸片120固定至裸片焊盤102的任何材料，諸如膠、膏、帶等。

導線122將半導體裸片120電耦合至引線110。例如，導線122的第一端124耦合至半導體裸片120的接合焊盤，并且導線122的第二端126耦合至引線110。盡管未示出，但本領域技術人員應該理解，在另一實施例中，半導體裸片120可以如本領域已知地倒裝耦合至引線110。關于這點，半導體裸片120被引線110機械地支持，并且通過焊球直接電耦合至引線110。因此，在這種實施例中，封裝件可以不包括裸片焊盤。

包封材料130位于裸片焊盤102和引線110之上，覆蓋半導體裸片120和導線122以形成封裝件本體。包封材料130還位于引線110和裸片焊盤102之間，并且形成封裝件的底表面，以及裸片焊盤102的外表面106和引線110的底表面114。此外，包封材料130在封裝件100的底部邊緣處填充引線110的凹部。包封材料130是保護電部件和材料免受損傷(諸如腐蝕、物理傷害、濕氣損傷或?qū)﹄娖骷筒牧系钠渌麚p傷)的絕緣材料。在一個實施例中，包封材料是塑料材料，諸如聚合樹脂。

引線110的底表面114和裸片焊盤102的外表面106可以包括鍍導電層132。鍍導電層132可以是一種或多種導電材料的納米層或微米層。例如，鍍導電層是一種或多種金屬材料，諸如Ni/Pd/Ag、Ni/Pd/Au-Ag合金或Ni/Pd/Au/Ag。鍍導電層132由防止引線框被氧化的材料制成。盡管未示出，但引線110的內(nèi)表面112和裸片焊盤102的內(nèi)表面104也可以包括鍍導電層。

在包封材料130和引線110的暴露表面(諸如底表面114和側(cè)面116)之上，可潤濕導電層140位于封裝件100的邊角處。具體地，每個可潤濕導電層140都覆蓋引線110的側(cè)面和底表面116、114以及它們之間的包封材料130的部分。在一個實施例中，可潤濕導電層140覆蓋引線110的整個側(cè)面116和/或底表面114。在所示實施例中，可潤濕導電層140在引線110上方的包封材料130上延伸到引線110的側(cè)面116之外，以提供用于結(jié)合材料(諸如焊料)的更大表面積，從而如以下所解釋的依靠毛細作用向上。

可潤濕導電層140可以是一種或多種導電材料的納米層或微米層。具體地，可潤濕導電層140由任何導電材料制成，其提供用于在封裝件100與另一器件或板的表面安裝期間使用的結(jié)合材料(諸如焊料)的可潤濕表面。更具體地，可潤濕導電層140能夠使焊料在封裝件100的側(cè)表面上向上流動可潤濕導電層140，從而在封裝件100與板之間提供焊料接頭。在一個實施例中，可潤濕導電層140由一種或多種金屬材料形成，諸如金、鉑、銀、鎳或鋁。

可潤濕導電層140的尺寸(諸如厚度)可以是適合于提供用于焊料的可潤濕表面的任何尺寸。在一個實施例中，可潤濕導電層140的厚度在1.5微米和4微米之間。然而，應該理解，可以使用更大的厚度，諸如在4和10微米之間。可潤濕導電層140的寬度可以與引線110的寬度基本相同(如圖1B所示)或者可以大于或小于引線110的寬度。

圖2是圖1A的封裝件100通過焊料接頭146耦合至印刷電路板(PCB)144的截面圖。盡管未示出PCB 144的細節(jié)，但應該理解，如本領域已知的，PCB 144包括絕緣和導電材料的一層或多層。

如圖2所示，可潤濕導電層140是用于焊料接頭146的接合材料(諸如焊料)的可潤濕側(cè)面，以在封裝件100安裝在PCB 144上時在封裝件100的側(cè)面上依靠毛細作用向上。具體地，圖2示出了焊料接頭146的焊料在位于引線110的側(cè)面116和包封材料130上的可潤濕導電層140的側(cè)面上依靠毛細作用向上。通過焊料接頭146的一部分在其側(cè)表面處粘合至封裝件100，從而容易實現(xiàn)封裝件100與PCB 144之間的焊料接頭146的視覺檢查。即，由于可潤濕導電層140在封裝件的側(cè)面上較高并由此遠離PCB 144，所以檢查者(inspector)沿著封裝件100的側(cè)表面具有更大的表面積來檢查焊料接頭146。因此，不僅用于將封裝件100接合至PCB 144的表面積較大從而增加引線110和PCB 144之間的機械和電連接，而且與現(xiàn)有技術相比可以更容易地完成焊料結(jié)構146的視覺檢查。

圖3A至圖3E是根據(jù)一個實施例的半導體封裝件(諸如圖1A和圖1B的半導體封裝件100)的組裝的各個階段的截面圖。

如圖3A所示，半導體裸片120耦合至引線框帶或陣列的裸片焊盤102。盡管未示出，但引線框帶或陣列包括連接條，其將引線框帶或陣列的各個部件(諸如引線110和裸片焊盤102)耦合到一起。引線框帶或陣列可以包括位于引線框帶的引線110和裸片焊盤102上的預鍍導電層132。

半導體裸片120可以通過在一個或兩個半導體裸片120和裸片焊盤102上放置粘合材料(諸如膠、膏或帶)并且將半導體裸片120耦合至裸片焊盤102來耦合。此外，半導體裸片120通過將導線122的第一端124耦合至半導體裸片120的接合焊盤并且導線122的第二端126耦合至引線110來電耦合至引線110。

如圖3B所示，包封材料130形成在半導體裸片120和導線122周圍以及引線110和裸片焊盤102之上。包封材料130通過傳統(tǒng)技術形成，其可以是模制工藝。例如，模制工藝可以包括將模制材料(諸如樹脂模塑料)注射到模具中。模制材料被硬化，這可以包括固化步驟。在硬件包封材料130時，包封材料130可以放置在柔性襯底(諸如帶150)上。

如圖3C所示，在包封材料130放置在帶150上之后，封裝件被分割為各個封裝件100。具體地，通過由箭頭所示切割穿過相鄰引線110之間的包封材料130來分割封裝件100。引線110的第一部分也被切割以確保引線110的側(cè)面116在封裝件100的側(cè)表面處從包封材料130暴露。切割不延伸穿過帶150。

切割工藝可以包括用于將封裝件分為各個封裝件的任何適當?shù)募夹g，諸如鋸切或激光切割。在鋸切工藝中，鋸片用于切割穿過包封材料130，并且引線110將具有大于相鄰封裝件的相鄰引線110之間的包封材料130的寬度，以確保引線110的第一部分也被切割以露出引線110的側(cè)面116。

應該理解，通過使包封材料130環(huán)繞引線110的第一部分(較薄部分)，可以改善分割工藝。首先，切割穿過包封材料130比切割穿過引線框材料(上面提到其典型為銅或銅合金)更為簡單。因此，通過切割穿過引線110的第一部分的較小厚度而不是引線110的第二部分的較大厚度，可以延長鋸切工藝的鋸片壽命。此外，由于鋸切速度會增加，鋸切的產(chǎn)量也會提高。

此外，通過不切割穿過延伸到封裝件的邊角邊緣的引線，可以減少或消除鋸切毛邊。典型地，當鋸切穿過延伸到封裝件邊角邊緣的引線時，可以形成延伸到封裝件的底表面外的鋸切毛邊。延伸到封裝件底部之外的鋸切毛邊會在表面安裝期間引起困難，在焊料接頭中產(chǎn)生空隙。通過在引線的兩側(cè)上切割穿過包封材料，基本消除或顯著減少鋸切毛邊。因此，與現(xiàn)有技術相比，分割工藝可以更加有效并且成本更低。

如圖3D所示，可以伸展帶150，以進一步如箭頭所示將各個封裝件100相互分離。

如圖3E所示，可潤濕導電層140形成在封裝件100上。具體地，可潤濕導電層140被印刷在封裝件100的側(cè)表面和底表面上。更具體地，可潤濕導電層140印刷在引線110的側(cè)面116、引線110的底表面114以及引線110的側(cè)面116與底表面114之間的包封材料130上。在所示實施例中，可潤濕導電層140在引線110的側(cè)面116上方的包封材料130上延伸到引線110的側(cè)面116外。這比由引線110的側(cè)面116所提供的具有更大的可潤濕表面積。如上所述，可潤濕導電層140提供了用于焊料的可潤濕表面以在將封裝件100表面安裝至另一器件或板期間依靠毛細作用向上。

可潤濕導電層140通過噴墨印刷技術來印刷(諸如Aerosol技術)，其是可以制造具有小尺寸的部件的無掩模和不接觸直接印刷技術。Aerosol技術允許精確地沉積具有小尺寸的導電材料。一般來說，Aerosol技術涉及原子化的導電墨。氣溶膠和原子化墨被提供給撞擊器。在撞擊器中，墨被致密并提供給印刷噴嘴，從而印刷在一個或多個表面上。導電墨通過噴嘴印刷在封裝件100上以形成可潤濕導電層140。導電墨可以在單個印刷步驟中印刷在封裝件的邊緣處，使得導電墨在同一步驟中印刷在封裝件的側(cè)表面和封裝件的底表面上。印刷的導電墨形成上述可潤濕導電層140。在印刷導電墨140之后，完成封裝件100并且可以從用于如圖2所示安裝至另一器件或PCB的帶150去除。

上述各個實施例可以組合來提供又一些實施例。本說明書中參考和/或申請數(shù)據(jù)表面中列出的所有美國專利、美國專利申請公開、美國專利申請、外國專利、外國專利申請和非專利公開都結(jié)合于此作為參考。如果需要采用各個專利、申請和公開的概念來提供又一些實施例，則可以修改實施例的方面。

基于上文的詳細描述來對實施例進行這些和其他變化。通常，在以下權利要求中，所使用的術語不應將權利要求限于說明書和權利要求中公開的具體實施例，而是應該理解為包括所有可能的實施例以及要求這些權利要求的等效物的全部范圍。此外，不通過本公開來限制權利要求。