[发明专利]具有引脚侧壁爬锡功能的半导体封装结构及其制造工艺

说明书

本发明涉及一种具有引脚侧壁爬锡功能的半导体封装结构及其制造工艺，所述结构包括基岛和引脚，所述引脚包括平面部分和侧壁部分，所述侧壁部分包括多个侧壁面，所述平面部分与侧壁部分的多个侧壁面之间通过弧形部分过渡连接，所述基岛正面通过粘结物质或焊料设置有芯片，所述基岛、引脚以及芯片外围区域包封有塑封料，所述侧壁部分的多个侧壁面和弧形部分通过包覆塑封料形成波状突出部，所述平面部分、弧形部分和侧壁部分的外表面暴露于塑封料之外。本发明在焊接PCB时焊锡可以沿竖直侧壁爬升到较高的高度，从而增加焊锡与引脚的结合面积，同时可以使引脚处的空气沿外凸弧形排出，从而提高产品的焊接性能和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种具有引脚侧壁爬锡功能的半导体封装结构及其制造工艺，属于半导体封装技术领域。

背景技术

随着现代科技的发展，半导体封装得到了广泛应用。它在雷达、遥控遥测、航空航天等的大量应用对其可靠性提出了越来越高的要求。而因半导体焊接不良造成的失效也越来越引起了人们的重视，因为这种失效往往是致命的，不可逆的。因此，在半导体行业得到一个好的焊接可靠性是非常重要的，半导体焊接面的锡层可以使得焊接更加牢固，特别是汽车电子。

众所周知，QFN(Quad Flat No-lead Package，四侧无引脚扁平封装)和DFN (DuadFlat No-lead Package，双侧无引脚扁平封装)为无引脚封装，其中央位置有一个大面积裸露的焊盘，具有导热作用，在大焊盘的封装外围有实现电气连接的导电焊盘。通常散热焊盘与导电焊盘一起贴装在电路板上，但在现有技术中存在了塑封体切割后金属引脚的侧面因无锡层界面，导致PCB板上的锡膏无法爬上塑封体侧面的金属区域，可能会造成金属引脚侧面虚焊或冷汗。而虚焊或冷焊的问题是无法在外观上清楚地检视出来的。尤其是应用在汽车电子中的一级安全与二级安全上，塑封体的侧面金属引脚的爬锡尤为重要。

为解决这个问题，业内常规做法是对引线框引脚背面外端进行切割(参见图1A)，形成阶梯状的台阶，后续再进行切割作业(参见图1B)，这样就可以得到在引脚侧面具有台阶的封装结构(参见图1C)，从而提高其焊接PCB时的可靠性。

但是此种引脚具有台阶的封装结构底部的裸露焊盘和导电焊盘与PCB上的热焊盘进行焊接时，如图1D中A处所示，引脚台阶处容易残留有空气无法排出，造成焊锡结合性不好。特别是在产品工作时，残留在台阶内处的空气会因为产品受热产生空气膨胀，可能会引起PCB焊盘与塑封体引脚间的锡层开裂，导致产品电性功能接触不良，严重时还会直接造成电性功能停止工作。

另外，此种引脚具有台阶的封装结构的制造过程中，需要先对引线框引脚背面外端进行切割，后续再对完成封装的引线框正面进行切割作业，其需要进行两次切割作业，其会导致切割效率降低，也容易加速切割刀具的耗损，增加了制造成本。

业内还有另外的做法是对引线框引脚背面外端半蚀刻，形成水滴状的凹槽（参见图1E），由于蚀刻特性，通过此种方法形成的凹槽会是内凹的圆弧，此种结构的引脚凹槽处同样容易残留有空气无法排出(参见图1F)，造成焊锡结合性不好。

另外业内还有一种具有L形外引脚（见图1G）或J形外引脚（见图1H）封装结构，其利用传统的外引脚封装的引线框架进行装片、打线、包封作业，在冲切制程前其具有一定长度的外引脚（见图1I），在冲切制程时需要将成型模具伸入外引脚与塑封体之间，并将外引脚朝塑封体侧面进行弯折而制得L形外引脚或C形的外引脚，此种L形外引脚或C形外引脚封装，会因为其外引脚具有相当的高度，所以在该封装结构贴装在PCB板时，会使焊锡沿外引脚因毛细现像爬升到一定的高度，使其焊接PCB时具有较高的焊接强度。