共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料封裝工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著政府刺激內(nèi)需政策效應(yīng)的逐漸顯現(xiàn)以及國際經(jīng)濟(jì)形勢的好轉(zhuǎn)，半導(dǎo)體封裝下游行業(yè)進(jìn)入新一輪景氣周期，從而帶來半導(dǎo)體市場需求的膨脹，半導(dǎo)體封裝發(fā)展能力穩(wěn)步提升。同時，在國家“十二五”規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的大方針下，半導(dǎo)體面臨巨大的市場投資機(jī)遇，前途一片光明。但目前的產(chǎn)品普遍都是共陰極，缺少共陽極封裝，無法滿足高可信賴性需求客戶使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種共陽極半導(dǎo)體的封裝工藝，采用普通的肖特基芯片實現(xiàn)共陽極封裝，滿足市場對共陽極封裝產(chǎn)品的需求，提高產(chǎn)品的可靠性及封裝穩(wěn)定性。
[0004]為此，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，共陽極肖特基半導(dǎo)體引線框架由雙載體部分和散熱片部分通過絕緣陶瓷燒結(jié)粘合在一起，所述雙載體部分是由N個雙載體單元依次排列組成的長條，散熱片部分是由N個散熱片單元依次排列組成的長條，每個雙載體單元包括兩個獨(dú)立設(shè)置的基島和三個I/O管腳，每個基島上焊接有一個肖特基芯片，兩個肖特基芯片的陽極通過焊線鍵合共聯(lián)方式與雙載體單元的框架陽極相連，所述框架陽極居中設(shè)置在兩個肖特基芯片的正下方，使得位于左右兩側(cè)的I/O管腳為陰極，位于中間的I/O管腳為陽極，其特征在于，所述共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝包括以下步驟:
[0005](A)使用絕緣陶瓷燒結(jié)粘合工藝完成雙載體部分與散熱片部分的粘合
[0006]將雙載體部分與散熱片部分在360?400°C的高溫軌道中加熱，并通有氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體，再將雙載體部分與散熱片部分通過絕緣陶瓷燒結(jié)粘合在一起構(gòu)成引線框架；
[0007](B)使用高導(dǎo)熱軟焊料芯片焊接工藝完成上芯
[0008]將引線框架在330?380°C高溫的軌道中加熱，并通有氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體，再通過高導(dǎo)熱軟焊料將兩個肖特基芯片焊接在各自對應(yīng)的基島上；
[0009](C)通過焊線鍵合共聯(lián)技術(shù)，將芯片陽極與框架陽極通過導(dǎo)線相連并完成導(dǎo)線壓焊
[0010]通過導(dǎo)線將兩個肖特基芯片的陽極分別與框架陽極相連，并使用超聲波壓焊工藝完成導(dǎo)線壓焊；
[0011 ] (D)塑封、去溢料、電鍍、切筋分粒成型、測試及包裝。
[0012]有益效果:相比特殊芯片實現(xiàn)共陽極封裝，本發(fā)明使用普通肖特基芯片，采用雙載體部分和散熱片部分加陶瓷絕緣的方法，實現(xiàn)了散熱片與陰極絕緣，雙基島式載體區(qū)實現(xiàn)陰極分離，陽極共用;利用現(xiàn)有設(shè)備，普通芯片實現(xiàn)了共陽極封裝，滿足了市場需求，降低了生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品可靠性得到保障，解決了普通肖特基芯片難以實現(xiàn)共陽極封裝的難題。
【附圖說明】
[0013]圖1為引線框架的雙載體部分。
[0014]圖2為引線框架的散熱片部分。
[0015]圖3為雙載體單元。
[0016]圖4為雙載體部分、散熱片部分通過陶瓷焊接的示意圖。
[0017]圖5為上芯、壓焊、切筋分粒成型后的效果圖。
[0018]圖6為封裝后的外形圖。
【具體實施方式】
[0019]下面通過實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0020]首先介紹共陽極肖特基半導(dǎo)體引線框架，由雙載體部分(如圖1所示)和散熱片部分(如圖2所示)通過絕緣陶瓷燒結(jié)粘合在一起(如圖4所示)。從圖中可以看出，該共陽極肖特基半導(dǎo)體引線框架采用分體式單排排列，一條引線框架包含20個引線材料單元，每個引線材料單元能封裝成一只共陽極肖特基半導(dǎo)體(如圖6所示)。
[0021]雙載體部分是由20個雙載體單元依次排列組成的長條，散熱片部分是由20個散熱片單元依次排列組成的長條，雙載體單元、散熱片部分的數(shù)量不限于20個，但最好是，雙載體單元與散熱片部分的數(shù)量相等。
[0022]結(jié)合圖3、圖5所示，每個雙載體單元包括兩個獨(dú)立設(shè)置的基島I和三個I/O管腳2，每個基島I上焊接有一個肖特基芯片3，兩個肖特基芯片3的陽極通過焊線鍵合共聯(lián)方式與雙載體單元的框架陽極4相連，框架陽極4居中設(shè)置在兩個肖特基芯片3的正下方。肖特基芯片3安裝時，正面朝上，背面朝下，且兩個肖特基芯片3通過框架陽極4上，使得位于左右兩側(cè)的I/O管腳2為陰極，位于中間的I/O管腳2為陽極。
[0023]下面介紹上述的共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，包括以下步驟:
[0024](A)使用絕緣陶瓷燒結(jié)粘合工藝完成雙載體部分與散熱片部分的粘合
[0025]為配合燒結(jié)，首先將雙載體部分與散熱片部分在360?400°C的高溫軌道中加熱，并通有氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體，再將雙載體部分與散熱片部分通過絕緣陶瓷燒結(jié)粘合在一起構(gòu)成引線框架;通氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體，是為了減少燒結(jié)氣泡的產(chǎn)生，防止框架在高溫環(huán)境下氧化，保證分體式框架雙載體部分與散熱片部分的絕緣性，同時又具有良好的導(dǎo)熱性。
[0026](B)使用高導(dǎo)熱軟焊料芯片焊接工藝完成上芯
[0027]為配合焊料熔化，將引線框架在330?380°C高溫的軌道中加熱，并通有氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體，可提高焊料的浸潤性，減少焊料氣泡的產(chǎn)生，防止引線框架在高溫環(huán)境中氧化，提高芯片的可靠性，再通過高導(dǎo)熱軟焊料將兩個肖特基芯片焊接在各自對應(yīng)的基島上。
[0028]最好是，所述步驟(A)、步驟(B)中使用的氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體中的含氮量為10%?14%。
[0029](C)通過焊線鍵合共聯(lián)技術(shù)，將芯片陽極與框架陽極通過導(dǎo)線相連并完成導(dǎo)線壓焊
[0030]通過導(dǎo)線將兩個肖特基芯片的陽極分別與框架陽極相連，并使用超聲波壓焊工藝完成導(dǎo)線壓焊。根據(jù)芯片對電學(xué)性能的不同需求可選擇不同的焊線與引線框架連接，為提高不同焊線的拉力值，引線框架可選擇裸銅、管腳局部鍍鎳、點(diǎn)式鍍銀、全鍍銀四種框架類型，來滿足不同焊線共聯(lián)鍵合易焊性。
[0031](D)塑封、去溢料、電鍍、切筋分粒成型、測試及包裝，與采用傳統(tǒng)半導(dǎo)體的封裝工藝接近。
[0032]最好是，所述步驟(D)中的塑封，先將引線框架預(yù)熱到165?175°C，在引線框架預(yù)熱溫度與塑封模具的溫度相差±5°C時進(jìn)行上料，再合模注塑，脫模后進(jìn)行固化處理。在合模注塑前要保證引線框架定位準(zhǔn)確，與模具配合要緊密，開模后脫模要順暢;進(jìn)料流道要使用沖流道模具，讓沖流道凸模穿過沖流凹槽，沖壓掉粘附在框架和進(jìn)澆口的進(jìn)料流道
[0033]所述步驟(D)中的去溢料，先進(jìn)行去溢料軟化，再用高壓水清除掉塑封過程留下的溢料。
[0034]所述步驟(D)中的電鍍，電鍍前首先要去除引線框架表面的雜質(zhì)及氧化物，再對引線框架表面進(jìn)行輕微腐蝕，最后在引線框架表面鍍上錫層，再次清洗電鍍后框架表面的殘留藥水，電鍍結(jié)束后進(jìn)行烘烤。
[0035]所述步驟(D)中的切筋分粒成型，使用級進(jìn)模多工位沖切分離法，沖切掉引線框架邊框及中筋連結(jié)部位，形成單只產(chǎn)品，再裝入包裝管中。在切筋成型中為了避免軌道傳送中引線框架變形及鍍層劃傷，在輸料前要修整在塑封或傳遞過程中造成的框架壓邊及框架變形，框架在切筋模具軌道傳送過程中要使框架在軌道中懸浮。沖切凸模與凹模的單邊間隙要控制在0.05_左右，防止毛刺和拉錫現(xiàn)象。
【主權(quán)項】
1.一種共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，共陽極肖特基半導(dǎo)體引線框架由雙載體部分和散熱片部分通過絕緣陶瓷燒結(jié)粘合在一起，所述雙載體部分是由N個雙載體單元依次排列組成的長條，散熱片部分是由N個散熱片單兀依次排列組成的長條，每個雙載體單兀包括兩個獨(dú)立設(shè)置的基島(I)和三個I/O管腳(2)，每個基島(I)上焊接有一個肖特基芯片(3)，兩個肖特基芯片(3)的陽極通過焊線鍵合共聯(lián)方式與雙載體單元的框架陽極(4)相連，所述框架陽極(4)居中設(shè)置在兩個肖特基芯片(3)的正下方，使得位于左右兩側(cè)的I/O管腳(2)為陰極，位于中間的I/O管腳(2)為陽極，其特征在于，所述共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝包括以下步驟: (A)使用絕緣陶瓷燒結(jié)粘合工藝完成雙載體部分與散熱片部分的粘合 將雙載體部分與散熱片部分在360?400 °C的高溫軌道中加熱，并通有氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體，再將雙載體部分與散熱片部分通過絕緣陶瓷燒結(jié)粘合在一起構(gòu)成引線框架； (B)使用高導(dǎo)熱軟焊料芯片焊接工藝完成上芯 將引線框架在330?380°C高溫的軌道中加熱，并通有氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體，再通過高導(dǎo)熱軟焊料將兩個肖特基芯片焊接在各自對應(yīng)的基島上； (C)通過焊線鍵合共聯(lián)技術(shù)，將芯片陽極與框架陽極通過導(dǎo)線相連并完成導(dǎo)線壓焊 通過導(dǎo)線將兩個肖特基芯片的陽極分別與框架陽極相連，并使用超聲波壓焊工藝完成導(dǎo)線壓焊； (D)塑封、去溢料、電鍍、切筋分粒成型、測試及包裝。2.按照權(quán)利要求1所述的共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，其特征在于:所述引線框架選用裸銅、管腳局部鍍鎳、點(diǎn)式鍍銀、全鍍銀四種類型中的一種。3.按照權(quán)利要求1所述的共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，其特征在于:所述步驟(A)、步驟(B)中使用的氮?dú)浠旌媳Ｗo(hù)氣體中的含氮量為1 %?14 %。4.按照權(quán)利要求1所述的共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，其特征在于:所述步驟(D)中的塑封，先將引線框架預(yù)熱到165?175°C，在引線框架預(yù)熱溫度與塑封模具的溫度相差土 5 V時進(jìn)行上料，再合模注塑，脫模后進(jìn)行固化處理。5.按照權(quán)利要求1所述的共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，其特征在于:所述步驟(D)中的去溢料，先進(jìn)行去溢料軟化，再用高壓水清除掉塑封過程留下的溢料。6.按照權(quán)利要求1所述的共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，其特征在于:所述步驟(D)中的電鍍，電鍍前首先要去除引線框架表面的雜質(zhì)及氧化物，再對引線框架表面進(jìn)行輕微腐蝕，最后在引線框架表面鍍上錫層，再次清洗電鍍后框架表面的殘留藥水，電鍍結(jié)束后進(jìn)行烘烤。7.按照權(quán)利要求1所述的共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，其特征在于:所述步驟(D)中的切筋分粒成型，使用級進(jìn)模多工位沖切分離法，沖切掉引線框架邊框及中筋連結(jié)部位，形成單只產(chǎn)品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種共陽極肖特基半導(dǎo)體的封裝工藝，包括以下步驟：(A)使用絕緣陶瓷燒結(jié)粘合工藝完成雙載體部分與散熱片部分的粘合；(B)使用高導(dǎo)熱軟焊料芯片焊接工藝完成上芯；(C)通過焊線鍵合共聯(lián)技術(shù)，將芯片陽極與框架陽極通過導(dǎo)線相連并完成導(dǎo)線壓焊；(D)塑封、去溢料、電鍍、切筋分粒成型、測試及包裝。使用普通肖特基芯片，采用雙載體部分和散熱片部分加陶瓷絕緣的方法，實現(xiàn)了散熱片與陰極絕緣，雙基島式載體區(qū)實現(xiàn)陰極分離，陽極共用；利用現(xiàn)有設(shè)備，普通芯片實現(xiàn)了共陽極封裝，滿足了市場需求，降低了生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品可靠性得到保障，解決了普通肖特基芯片難以實現(xiàn)共陽極封裝的難題。
【IPC分類】H01L23/495
【公開號】CN105609483
【申請?zhí)枴緾N201610006518
【發(fā)明人】馬紅強(qiáng), 王興龍, 王強(qiáng)
【申請人】重慶平偉實業(yè)股份有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月4日