[發明專利]使用低溫過程的高溫半導體器件封裝和結構的方法及裝置

有效

• 申請號: 201810722489.1
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN108807194B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 拉克希米納拉揚.維斯瓦納坦
• 申請（專利權）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/60;H01L23/057;H01L23/14;H01L23/31;H01L23/367
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 潘軍

一種使用低溫過程的高溫半導體器件封裝和結構的方法及裝置。提供了包含陶瓷、有機和金屬材料的組合的半導體器件封裝，其中這些材料通過使用銀而耦合。在壓力和低溫下，銀以細顆粒的形式被應用。應用之后，銀形成了具有銀的典型熔點的固體，因此，成品封裝能承受比制造溫度顯著高的溫度。此外，因為銀是各種組合材料之間的接口材料，由于接合的低溫度和銀的延展性，陶瓷、有機和金屬組件之間的不同材料特性的效果例如熱膨脹系數被降低。

本申請是2014年10月31日提交的、申請號為201410601839.0、發明名稱為“使用低溫過程的高溫半導體器件封裝和結構的方法及裝置”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明一般地涉及半導體器件封裝，更具體地說，涉及用于制作高溫和高性能半導體器件封裝的低溫過程。

背景技術

各種半導體器件封裝包括陶瓷、有機和金屬材料的組合。為了形成半導體器件封裝的可用結構，這些不同的材料彼此接觸。這些不同的材料通常具有顯著不同的材料性能，這就會導致包含這些材料的半導體器件封裝的故障。因此，期望具有包含具有不同的材料性能但不受到由于不同的材料性能(例如熱膨脹系數)引起的故障的材料的半導體器件封裝。

發明內容

在一種實施方式中，一種半導體器件封裝包括：

所述半導體器件封裝的第一材料部分，其中第一材料包括陶瓷或有機材料中的一個；

所述半導體器件封裝的第二材料部分，其中第二材料包括金屬材料；以及

被放置為耦合所述半導體器件封裝的所述第一和第二材料部分的燒結銀區域；其中：

所述第一材料部分包括印刷電路板，以及

所述燒結銀區域被放置在形成于所述印刷電路板內的孔內。

示例地，所述第二材料部分是被放置在所述燒結銀區域內的金屬塊。

示例地，所述半導體器件封裝還包括熱耦合于所述金屬塊的半導體器件管芯，其中所述金屬塊包括銅。

示例地，所述半導體器件封裝還包括被放置在所述燒結銀內的第二金屬塊，所述燒結銀熱電耦合所述金屬塊和所述第二金屬塊。

示例地，所述第二材料部分包括被放置在所述燒結銀區域內的無源電子器件，其中所述燒結銀將所述無源電子器件電耦合于形成于所述印刷電路板上的互連處。

示例地，所述無源電子器件包括高電容材料。

在一種實施方式中，一種形成半導體器件封裝的方法包括：

由第一材料形成半導體器件封裝的第一材料部分，其中第一材料包括陶瓷或有機材料中的一個；

提供半導體器件封裝的第二材料部分，其中第二材料部分包括陶瓷或金屬材料；以及

使用燒結銀區域來粘性地將半導體器件封裝的第一材料部分和第二材料部分相耦合。

示例地：

半導體器件封裝包括氣腔封裝；

形成第一材料部分進一步包括形成陶瓷窗框；以及

第二材料部分包括導電金屬底板。

示例地：

半導體器件封裝包括氣腔封裝；

形成第一材料部分進一步包括形成陶瓷窗框；以及

第二材料部分包括導電金屬引線。

示例地：

形成第一材料部分進一步包括形成印刷電路板和在印刷電路板內形成孔；