[发明专利]基于铝合金引线框架的半导体器件及制备方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种引线框架，更确切的说，本发明旨在提供一种应用在功率半导体元器件中的铝合金引线框架。 

背景技术

因传统功率半导体器件的功耗较大，所以通常需要同时具备较小的尺寸和较好的散热性能，所采用的引线框架Lead-frame大多数都是金属铜或铁镍等合金材料所制备的。在一些与此对应的封装方式中，有采用全塑封的器件（典型的如附图1A所示的TO220F或TO262F等，功率器件10的芯片和用于支撑芯片的引线框除了引脚其他的部分被完全密封在塑封体18内），也有采用部分塑封的器件（如附图1B所示的TO220，功率器件20的芯片被完全密封，但引线框21的一个底面裸露在塑封体28之外用于散热）。因功率器件10这类封装的散热效果极差所以趋于淘汰，而功率器件20的引线框21虽然有暴露的底面作为散热路径，但却不适宜应用在高压场所，在引线框21上通常具有较大的电压值，作为金属材质的引线框21的底面直接暴露会对其周围其他的元器件带来负面影响或造成潜在的人身危险。 

在当前已经公开的技术条件下，利用铝合金材质作为引线框架还很难批量应用于实际生产中。最大的问题在于，铝及铝合金在空气环境中极易氧化，一旦铝合金的表面存在着氧化物，就很容易导致电气连接芯片的引线很难键合在引线框架上，或容易造成塑封料与引线框间出现分层而无法密封。正是基于这些棘手的问题，本发明提出了利用铝合金引线框架来实现生产半导体器件的方法。 

发明内容

本发明提供一种半导体器件的制备方法，提供一包含有多个芯片安装单元的引线框架，并且每个芯片安装单元至少包含一基座及设置在基座附近的多个引脚，包括以下步骤： 

在所述基座和引脚各自的表面上均形成一金属层；将一芯片粘贴在所述基座的正面；利用互连结构将设置所述芯片正面的各焊垫分别相对应地电性连接到至少一部分引脚各自的靠近基座的端部；形成一至少包覆在基座正面的塑封体，并且该塑封体将所述芯片、互连结构和所述的端部包覆在内，其中基座背面带有的所述金属层暴露于塑封体之外；移除所述基座背面的所述金属层；在所述基座的背面形成一层钝化层。

上述的方法，还包括利用湿法刻蚀移除基座背面的金属层的步骤，并在该步骤中避免引脚延伸到塑封体之外的部分的表面所覆盖的金属层接触刻蚀液以防止其被刻蚀掉。 

上述的方法，还包括利用湿法刻蚀移除基座背面的金属层的步骤，并在该步骤之前，先在引脚的延伸到塑封体之外的部分的表面上所覆盖的金属层上镀一层抗蚀剂层，用以隔离该部分金属层和刻蚀液。 

上述的方法，在基座的背面形成一层所述的钝化层之后，在引脚延伸至塑封体之外的部分的表面所覆盖的金属层之上再形成一层电镀层。 

上述的方法，所述基座上还连接有一散热片，在形成所述金属层的步骤中同时在散热片的表面形成有金属层；以及在形成所述塑封体的步骤中，所述散热片未被塑封体包覆在内；并且在移除基座背面的金属层的同时还将散热片表面的金属层一并移除；以及在基座背面形成钝化层的同时还在散热片的表面生成一层钝化层。 

上述的方法，所述引线框架的材质为铝合金，以及所述钝化层是利用铝合金硬质阳极氧化法处理所形成的氧化铝钝化层。 

在一种实施方式中，本发明提供一种半导体器件的制备方法，提供一包含有多个芯片安装单元的引线框架，并且每个芯片安装单元至少包含一基座及设置在基座附近的多个引脚，包括以下步骤： 

在所述基座的除了背面以外的余下表面和所述引脚的表面上形成金属层；将一芯片粘贴在所述基座的正面；利用互连结构将设置所述芯片正面的各焊垫分别相对应地电性连接到至少一部分引脚各自的靠近基座的端部；形成一至少包覆在基座正面的塑封体，并且该塑封体同时将所述芯片、互连结构和各端部包覆在内，其中基座背面裸露于塑封体之外；在所述基座的背面形成一层钝化层。

上述的方法，形成金属层之前，先在所述基座的背面粘贴一覆盖膜，并在形成所述金属层之后将该覆盖膜移除。 

在一种实施方式中，本发明提供一种半导体器件的制备方法，所述半导体器件具有承载芯片的基座，并具有一塑封体，用以包覆该芯片和包覆部分基座，其特征在于，包括以下步骤：至少使基座的背面外露于塑封体，并在所述基座的背面形成一层钝化层。 

上述的方法，所述基座的表面覆盖有一金属层，并且基座的底面带有的所述金属层外露于塑封体；其中，在所述基座的背面形成所述的钝化层之前，还包括先将基座背面的所述金属层移除的步骤。