[發明專利]半導體裝置及其組裝方法

有效

• 申請號: 201110063844.7
• 申請日: 2011-03-17
• 公開（公告）號: CN102683221B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 高偉;龔志偉;葉德洪;張虎昌
• 申請（專利權）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/58;H01L23/367
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 劉倜

技術領域

本發明涉及半導體裝置及組裝半導體裝置的方法，并且更具體地，涉及用于改善半導體裝置的熱耗散的方法。?

背景技術

常規的形成用于高電流和/或高功率應用的半導體裝置的技術典型地牽涉將功率管芯(power?die)安裝到管芯接合盤(die?pad)上，該管芯接合盤作為熱沉(heat?sink)以改善功率管芯所產生的熱量的耗散。需要相對高厚度的管芯接合盤(其典型地由金屬材料形成)。?

當前存在兩種主要的實現該厚度增加的熱沉的技術，使用厚度增加的引線框架或使用雙規(dual-gauge)引線框架。實現任何一個技術都使引線框架比被認為是必要的還顯著地昂貴，從而使得封裝處理的總體成本不希望地高。增加的厚度還在引線框架設計和制造中以及對于封裝布局引入了其自身的限制。例如，引線節距(pitch)與引線框架厚度有關，要求特定的蝕刻或沖壓縱橫比。?

使用雙規引線框架要求引線框架具有兩個或更多個厚度不同的部分。某些技術要求兩個引線框架部分彼此附接，其中具有較高厚度的部分作為熱沉。這是相對復雜的布置，要求相對復雜的制造工藝，還導致較高成本并呈現某些設計限制。?

對于半導體產品(諸如，PQFN(功率扁平四方無引線)產品，附接半導體裝置中的管芯所需的步驟必須在帶載(taping)引線框架前完成，以便避免在后續的工藝步驟(諸如固化和/或回流工藝)中帶的損傷。帶載附接有管芯的引線框架可能導致操縱困難。例如，在管芯設置在引線框架上的情況下，必須保護管芯在引線框架帶載工藝期間不受損傷或刮擦。此外，可能不能在帶載機中設計并使用通用的工?具/夾具，因為每一個工藝將可能要求引線框架上的不同的布局。這意味著較高的工具加工成本以及在產品改變時增加的工具加工轉換難度。另外，具有管芯的引線框架的條帶翹曲大于沒有管芯的引線框架，因此，導致帶載機中引線框架堵塞的事件的可能性較高。?

因此，開發一種或更多種降低引線框架成本(尤其是在高功率應用中)以及消除前述操縱問題和設計限制的新的制造技術將是有利的。另外，如果這些一種或更多種新的制造技術能夠允許更大的混合和匹配來自通常被認為對于半導體封裝是不兼容的或者至少是難以集成的技術的部件的靈活性，這將是有利的。此外，如果這些一種或更多種新的制造技術對于熱量耗散維持或者改善當前可獲得的性能，這將是有利的。?

附圖說明

通過示例的方式示出本發明，并且本發明不受附圖的限制，在附圖中，相同的附圖標記表示類似的元件。圖中的元件出于簡化和清楚的目的而是出，并且并不必然按比例繪制。?

圖1A是示出了根據本發明實施例的管芯和熱沉組件的形成的放大視圖；?

圖1B是示出了根據本發明實施例的具有圖1A的管芯和熱沉組件的半導體裝置的形成的放大視圖；?

圖1C是示出了模制包封工藝步驟之后的具有接合線的完整的圖1B的半導體裝置的放大視圖；?

圖2A是示出了根據本發明實施例的管芯和熱沉組件的形成的放大視圖；?

圖2B是示出了根據圖2A的實施例的圖2A的具有管芯和熱沉組件的半導體裝置的形成的放大視圖；?

圖2C是示出了模制包封工藝步驟之后的具有接合線的完整的圖2B的半導體裝置的放大視圖；?

圖3是示出了根據本發明另外實施例的半導體裝置的放大視圖；?

圖4A是示出了根據本發明另一實施例的半導體裝置的放大視圖；?

圖4B是示出了根據本發明又一實施例的半導體裝置的放大視圖；?

圖5A是示出了用于MAP?BGA/LGA半導體封裝中的熱量耗散的第一常規布置的放大視圖；?

圖5B是示出了用于MAP?BGA/LGA半導體封裝中的熱量耗散的第二常規布置的放大視圖；?

圖6是示出了利用用于改善熱量耗散的制造工藝形成的半導體裝置的放大視圖；?

圖7A-7N和7P是示出了用于制造圖6的半導體裝置的工藝的一系列的視圖；?

圖8是示出了使用圖7A-圖7P的制造工藝的原理形成的半導體裝置的放大視圖；?

圖9是示出了使用圖7A-圖7P的制造工藝的原理形成的半導體裝置的放大視圖；?

圖10是示出了使用圖7A-圖7P的制造工藝的原理形成的半導體裝置的放大視圖；?

圖11是示出了使用圖7A-圖7P的制造工藝的原理形成的半導體裝置的放大視圖；以及?

圖12是示出了使用圖7A-圖7P的制造工藝的原理形成的半導體裝置的放大視圖。?

具體實施方式