TWI761116B - 半導體封裝結構及導線架 - Google Patents

Abstract

一種半導體封裝結構，包括導線架、晶片、封裝膠體以及導電材料層。導線架包括承載座以及環繞承載座的多個引腳。每一引腳具有彼此相對的頂面與底面以及傾斜地連接頂面與底面的周圍表面。晶片配置於導線架的承載座上並電性連接於引腳。封裝膠體覆蓋導線架與晶片。封裝膠體與每一引腳的周圍表面之間具有容置空間。導電材料層至少包覆每一引腳以及容置空間。

Description

半導體封裝結構及導線架

本發明是有關於一種半導體結構，且特別是有關於一種半導體封裝結構及導線架。

一般來說，現有的四方扁平無引腳（Quad flat no-lead, QFN）封裝結構中，引腳的底面及側面皆為一平面並且受到封裝膠體的包覆而局部外露引腳的底面，透過封裝膠體底部外露的引腳來與外部電路板接觸做為電性連接的途徑。因此，當引腳的底面與外部電路接合時，由於電性連接的引腳位於封裝膠體底部，難以透過外觀檢查來確認其與電路板的連接狀況，容易因銲料與基板之間的接合面積不夠或連接狀況不佳而影響電性。再者，於封裝膠體單體化分割時，刀具切割導線架時會產生金屬毛邊，而導線架也容易因刀具切割後所產生的金屬毛邊而產生短路，進而影響四方扁平無引腳封裝結構的可靠度。

本發明提供一種半導體封裝結構，其具有較佳的結構可靠度，可方便且快速地完成後續與外部電路接合後的外觀檢查。

本發明另提供一種導線架，其引腳具有較大的接合面積，可增加電性連接的可靠度。

本發明提供一種半導體封裝結構，其包括一導線架、一晶片、一封裝膠體以及一導電材料層。導線架包括一承載座以及環繞承載座的多個引腳。每一引腳具有彼此相對的一頂面與一底面以及傾斜地連接頂面與底面的一周圍表面。晶片配置於導線架的承載座上並與導線架的引腳電性連接。封裝膠體覆蓋導線架與晶片。封裝膠體與每一引腳的周圍表面之間具有一容置空間。導電材料層至少部分包覆每一引腳以及容置空間。

在本發明的一實施例中，上述的周圍表面包括一平滑曲面、一粗糙曲面或一傾斜面。

在本發明的一實施例中，上述的半導體封裝結構更包括一電路板。電路板包括至少一接墊以及位於至少一接墊上的一銲料。導線架配置於電路板上。每一引腳透過導電材料層以及銲料而電性連接至至少一接墊。

在本發明的一實施例中，上述的半導體封裝結構還包括一導電覆層，配置於每一引腳的頂面上。

在本發明的一實施例中，上述的半導體封裝結構更包括多條導線，電性連接於晶片與位於引腳上的導電覆層上。

在本發明的一實施例中，上述的封裝膠體的一第一下表面與導電材料層的一第二下表面之間具有一高度差。

在本發明的一實施例中，上述的每一引腳的底面與封裝膠體的一第一下表面之間具有一高度差。

本發明還提供一種導線架，其包括一承載座以及環繞承載座的多個引腳。每一引腳具有彼此相對的一頂面與一底面以及傾斜地連接頂面與底面的一周圍表面。周圍表面包括一平滑曲面、一粗糙曲面或一傾斜面。

在本發明的一實施例中，上述的每一引腳的周圍表面與底面的一外表面包覆有一導電材料層。

在本發明的一實施例中，上述的每一引腳的頂面設置有一導電覆層。

基於上述，在本發明的導線架的設計中，引腳具有傾斜地連接頂面與底面的周圍表面，其中周圍表面包括平滑曲面、粗糙曲面或傾斜面。在後續所形成的半導體封裝結構中，引腳的形狀可提高與導電材料層的接合面積。此外，由於引腳的形狀是由外側向內側漸縮而形成一傾斜面或弧面，因此在外觀檢查上，可輕易檢查出引腳的底面是否有與外部電路接合在一起。簡言之，本發明的半導體封裝結構具有較佳的結構可靠度，可方便且快速地完成後續與外部電路接合後的外觀檢查。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下將參考圖式來全面地描述本發明的例示性實施例，但本發明還可按照多種不同形式來實施，且不應解釋為限於本文所述的實施例。在圖式中，為了清楚起見，各區域、部位及層的大小與厚度可不按實際比例繪製。為了方便理解，下述說明中相同的元件將以相同之符號標示來說明，圖式繪製上為方便繪製及說明，主要是繪製成圓弧面。

圖1是本發明的一實施例的一種半導體封裝結構的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的半導體封裝結構10a包括一導線架100、一晶片200、一封裝膠體300、一導電材料層400以及多條導線700。導線架100包括一承載座110以及環繞承載座110的多個引腳（示意地繪示兩個引腳120）。此處，承載座110與引腳120的材質例如是相同，例如金屬或金屬合金，如銅或銅合金，但不以此為限。如圖1所示，導線架100的承載座110具有一底表面110b與相對底表面110b的一頂表面110a。晶片200配置於導線架100的承載座110上，且位於頂表面110a上，並與導線架100的多個引腳120電性連接。於本實施例中，電性連接的方式例如是以導線700為例，於其它可行的實施例中，亦可採用錫球、凸塊做為電性連接的途徑。此處，晶片200可藉由一黏著層（未繪示）而固定於承載座110的頂表面110a上，但不限於此。

再者，導線架100的每一引腳120具有彼此相對的一頂面120a與一底面120b以及一周圍表面120c。周圍表面120c傾斜地連接頂面120a與底面120b。特別是，每一引腳120的周圍表面120c由頂面120a兩外側向底面120b漸縮，最終形成例如是一平滑曲面、一粗糙曲面或一傾斜面。此處，周圍表面120c以平滑曲面進行繪示，但不以此為限。在製程上，可透過蝕刻程序來形成引腳120的底面120b及周圍表面120c，因此可避免刀具切割而產生金屬毛邊的問題，同時亦可增加引腳120的表面積及形成粗糙面。

請再參考圖1，封裝膠體300覆蓋導線架100與晶片200，其中封裝膠體300與每一引腳120的周圍表面120c之間具有一容置空間S。也就是說，封裝膠體300沒有直接接觸引腳120的周圍表面120c。更進一步來說，封裝膠體300具有一第一下表面300b，而承載座110的底表面110b切齊於封裝膠體300的第一下表面300b。意即，封裝膠體300的第一下表面300b與承載座110的底表面110b實質上共平面，因此本實施例的半導體封裝結構10a可視為一種四方扁平無引腳（Quad flat no-lead, QFN）封裝結構。此處，封裝膠體300的材質例如是環氧樹脂或其他適合的封裝材料，但不限於此。

再者，請再參考圖1，本實施例的導電材料層400至少包覆每一引腳120周緣以及部分的容置空間S。意即，導線架100的每一引腳120的周圍表面120c與底面120b包覆有導電材料層400，且導電材料層400部分填滿容置空間S，使得導電材料層400與傳統結構相較之下，不僅引腳周緣具有導電材料層400，且透過容置空間S聚集形成較多容量之導電材料層400，有助於後續迴焊接合。此處，導電材料層400的材質例如是金屬或金屬合金，如錫或錫合金，但不限於此。在製程上，可選擇地，可先行在引腳120的底部進行蝕刻，而形成粗糙面（如粗糙曲面），再以沾覆或印刷的方式而塗覆導電材料層400於引腳120的底面120b及周圍表面120c上。之後，在進行封裝程序，以封裝膠體300來包覆導線架100與晶片200，而形成底部預先形成沾覆導電材料層400的半導體封裝結構10a，導電材料層400是以沾覆方式為例，因此，引腳120於進行沾覆製程後，導電材料層400將部分包覆於引腳120周圍，並配合貼膜(Tape)貼覆於導線架100底部進行模封，由於導電材料層400佔據了一定的體積，而使得封裝膠體300對應導電材料層400體積而形成了一容置空間S，圖式繪製上為方便繪製及說明，主要是繪製成傾斜面，但不以此為限，實際上，該容置空間S是順應導電材料層400沾覆形狀而定，可為弧形或其它不規則形狀均可。於其它實施例中，導電材料層400亦可採用電鍍製程電鍍於引腳120表面，並不侷限於採用沾覆或印刷製程，因此容置空間S的形狀會隨著所採用之製程不同而有所改變，且附著於引腳120表面的外觀形狀亦會隨著採用之製程方式而有所不同。

此外，如圖1所示，本實施例的引腳120及包覆引腳120的導電材料層400皆沒有切齊於封裝膠體300的第一下表面300b。詳細來說，封裝膠體300的第一下表面300b與導電材料層400的一第二下表面400b之間具有一高度差H1。每一引腳120的底面120b與封裝膠體300的第一下表面之300b間具有一高度差H2。此處，高度差H1大於高度差H2。

可選擇地，本實施例的半導體封裝結構10a可包括一導電覆層600，其中導電覆層600配置於每一引腳120的頂面120a上。此處，導電覆層600例如是一表面處理層，其材質例如是鎳、鈀、金及其組合，以保護引腳120的頂面120a，以及可供導線700電性連接於晶片200與位於每一引腳120上的導電覆層600上。

在本實施例的導線架100的設計中，引腳120具有傾斜地連接頂面120a與底面120b的周圍表面120c，其中周圍表面120c例如是平滑曲面、粗糙曲面或傾斜面。在後續所形成的半導體封裝結構10a中，導電材料層400除了可包覆引腳120的底面120b之外，還可以包覆引腳120的周圍表面120c，甚至可填滿位於封裝膠體300與周圍表面120c之間的容置空間S。如此一來，透過引腳120周緣的形狀為漸縮的設計，可提高與導電材料層400的接合面積。此外，由於引腳120的形狀為上自下漸縮設計，且封裝膠體300外側緣與引腳120上緣切齊，露出了引腳120周圍表面120c，因此在外觀檢查上，可輕易檢查出引腳120是否有與外部電路接合在一起。簡言之，本實施例的半導體封裝結構10a具有較佳的結構可靠度，可方便且快速地完成後續與外部電路接合後的外觀檢查。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參照前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2是本發明的另一實施例的一種半導體封裝結構的剖面示意圖。請同時參照圖1與圖2，本實施例的半導體封裝結構10b與圖1的半導體封裝結構10a相似，兩者的差異在於：本實施例的半導體封裝結構10b還包括一電路板500，例如是銅箔基板、BT基板、軟性基板(Polyimide film)、印刷電路板(PCB)等等。此處，電路板500的種類例如是單面板（Single sided board）、雙面板（Double sided board）或多層板（Multi layer board），但不限於此。電路板500包括至少一接墊（示意地繪示兩個接墊510）以及位於接墊510上的一銲料520。導線架100配置於電路板500上，其中每一引腳120透過導電材料層400及銲料520而電性連接至接墊510上。此處，接墊510的材質例如金屬或金屬合金，如銅或銅合金，但不以此為限。導電材料層400以及銲料520的材質例如是相同，例如是金屬或金屬合金，如錫或錫合金，但不以此為限。由於導電材料層400以及銲料520的材質可為相同，因此在導線架100與電路板500接合後，導電材料層400以及銲料520會融合為一銲料層，較佳地，導電材料層400以及銲料520所使用的材料可為相同材料，但不以此為限。此時，導電材料層400及銲料520將填滿整個容置空間S及引腳120周圍。

由於本實施例的導線架100於引腳120的底面120b及周圍表面120c已有預先沾覆導電材料層400，因此可直接透過導電材料層400與電路板500電性連接。意即，引腳120透過導電材料層400及銲料520與電路板500的接墊510電性連接，因而使得導線架100固定且電性連接至電路板500上。由於引腳120的形狀為自上而下漸縮的設計，因此在外觀檢查上可輕易檢查出導電材料層400是否有電路板500上的銲料520接合在一起。另外，由於引腳120的外形是以蝕刻方式來形成，因此可避免刀具切割時所產生的金屬毛邊而造成短路的問題，進而可提高本實施例的半導體封裝結構10b的結構可靠度。再者，本實施例的半導體封裝結構10b與現有的四方扁平無引腳（Quad flat no-lead, QFN）封裝結構相較之下，本實施例的每一個引腳120都具有傾斜表面，可增加接合面積，有助於後續迴焊上板接合。

綜上所述，在本發明的導線架的設計中，引腳具有傾斜地連接頂面與底面的周圍表面，其中周圍表面包括平滑曲面、粗糙曲面或傾斜面。在後續所形成的半導體封裝結構中，引腳的形狀可提高與導電材料層的接合面積。此外，由於引腳的形狀為漸縮設計並不是傳統的矩形設計，因此在外觀檢查上，可輕易檢查出引腳是否有與外部電路接合在一起。簡言之，本發明的半導體封裝結構具有較佳的結構可靠度，可方便且快速地完成後續與外部電路接合後的外觀檢查。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10a、10b:半導體封裝結構 100:導線架 110:承載座 110a:頂表面 110b:底表面 120:引腳 120a:頂面 120b:底面 120c:周圍表面 200:晶片 300:封裝膠體 300b:第一下表面 400:導電材料層 400b:第二下表面 500:電路板 510:接墊 520:銲料 600:導電覆層 700:導線 H1、H2:高度差 S:容置空間

圖1是本發明的一實施例的一種半導體封裝結構的剖面示意圖。 圖2是本發明的另一實施例的一種半導體封裝結構的剖面示意圖。

10a:半導體封裝結構

100:導線架

110:承載座

110a:頂表面

110b:底表面

120:引腳

120a:頂面

120b:底面

120c:周圍表面

200:晶片

300:封裝膠體

300b:第一下表面

400:導電材料層

400b:第二下表面

600:導電覆層

700:導線

H1、H2:高度差

S:容置空間

Claims (9)

1. 一種半導體封裝結構，包括：一導線架，包括一承載座以及環繞該承載座的多個引腳，其中各該引腳具有彼此相對的一頂面與一底面以及傾斜地連接該頂面與該底面的一周圍表面，其中該周圍表面包括一平滑曲面、一粗糙曲面或一傾斜面，自該頂面兩外側向該底面漸縮；一晶片，配置於該導線架的該承載座上，並與該導線架的該些引腳電性連接；一封裝膠體，覆蓋該導線架與該晶片，其中該封裝膠體與各該引腳的該周圍表面之間具有一容置空間；以及一導電材料層，至少部分包覆各該引腳以及該容置空間。
2. 如請求項1所述的半導體封裝結構，更包括：一電路板，包括至少一接墊以及位於該至少一接墊上的一銲料，該導線架配置於該電路板上，其中各該引腳透過該導電材料層以及該銲料而電性連接至該至少一接墊。
3. 如請求項1所述的半導體封裝結構，更包括：一導電覆層，配置於各該引腳的該頂面上。
4. 如請求項3所述的半導體封裝結構，更包括：多條導線，電性連接於該晶片與位於各該引腳上的該導電覆層上。
5. 如請求項1所述的半導體封裝結構，其中該封裝膠體的一第一下表面與該導電材料層的一第二下表面之間具有一高度差。
6. 如請求項1所述的半導體封裝結構，其中各該引腳的該底面與該封裝膠體的一第一下表面之間具有一高度差。
7. 一種導線架，包括：一承載座；以及多個引腳，環繞該承載座，其中各該引腳具有彼此相對的一頂面與一底面以及傾斜地連接該頂面與該底面的一周圍表面，其中該周圍表面包括一平滑曲面、一粗糙曲面或一傾斜面，自該頂面兩外側向該底面漸縮。
8. 如請求項7所述的導線架，其中各該引腳的該周圍表面與該底面的一外表面包覆有一導電材料層。
9. 如請求項7所述的導線架，其中各該引腳的該頂面設置有一導電覆層。

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