[發明專利]具有用于I/O間隔和散熱的導電框架的半導體組件

在審

• 申請號: 202011492811.X
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN113013121A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: S·卡德韋爾;黃志洋;J·梅爾茨;C·奧德爾;M·帕維爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/498
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊

一種半導體器件包括：導電框架，其包括基本平面的管芯附接表面；半導體管芯，其包括在后表面上的第一端子以及設置在主表面上的第二端子；設置在管芯附接表面上的第一導電接觸結構；以及主表面上的第二導電接觸結構。第一導電接觸結構垂直延伸超過半導體管芯的主表面的平面。第一導電接觸結構通過電隔離結構與半導體管芯的主表面電隔離。電隔離結構的上表面在半導體管芯的主表面下方。

技術領域

本申請涉及半導體器件，并且特別是涉及用于使半導體管芯與電路板接口連接的組件。

背景技術

印刷電路板通常用于物理地容納多個電子部件(例如，半導體管芯、電感器、電容器等)并將它們電連接在一起。通常，需要一種用于將每個器件的I/O(輸入-輸出)端子連接到印刷電路板的對應的I/O端子的機制。半導體封裝代表一種用于將半導體管芯的I/O端子電連接到印刷電路板的接口連接的I/O端子的通用機制。半導體封裝包括許多導電引線，其電連接到半導體管芯的端子，并被設計成與印刷電路板的I/O端子接口連接。另外，半導體封裝包括電絕緣材料，其保護半導體管芯并在各個端子之間提供電隔離。隨著管芯尺寸減小和功率密度增加，這些半導體封裝設計在某些應用中可能是無效的或是不理想的。

表面安裝技術是指這樣一種技術，其中將半導體管芯直接放置在電路板上，并使半導體管芯的I/O端子面對并電連接到電路板的I/O端子。與常規的分立半導體封裝設計相比，表面安裝技術可以允許更密集的I/O電連接和更低的電阻。在表面安裝技術中，導電粘合劑(例如焊料、燒結物等)用于使半導體管芯的I/O端子與電路板的I/O端子配合。設計者提出了間隔(standoff)要求，以防止不同端子之間的導電粘合劑的電短路。橫向間隔要求限定了緊密相鄰的I/O連接之間的最小橫向分隔距離，以考慮到在形成導電粘合劑時的運動和不精確性。垂直間隔要求限定了半導體管芯與電路板之間的最小垂直分隔，以解決諸如粘合劑擠壓和排氣等問題。

期望提供一種用于利用必要的I/O連接將半導體管芯安裝和連接到PCB的低成本且可靠的機構。

發明內容

公開了一種半導體器件。根據實施例，半導體器件包括：導電框架，其包括基本平面的管芯附接表面；半導體管芯，其包括設置在半導體管芯的后表面上的第一端子和設置在半導體管芯的與后表面相對的主表面上的第二端子；第一導電接觸結構，其設置在管芯附接表面上，并且在第一導電接觸結構與半導體管芯之間具有橫向間隔；以及在半導體管芯的主表面上的第二導電接觸結構。半導體管芯安裝到管芯附接表面，使得第一端子面對并電連接到導電框架。第一導電接觸結構被配置為經由框架至第一端子的電接觸點。第二導電接觸結構被配置為至第二端子的電接觸點。第一導電接觸結構垂直延伸超過半導體管芯的主表面的平面。第一導電接觸結構通過形成在管芯附接表面上的電隔離結構與半導體管芯的主表面電隔離。電隔離結構的上表面在半導體管芯的主表面下方。

單獨地或組合地，管芯附接表面具有比半導體管芯的區域性覆蓋面積更大的面積，并且半導體管芯被固定到管芯附接表面，使得管芯附接表面在每個方向上橫向延伸超過半導體管芯。

單獨地或組合地，半導體器件還包括多個第一導電接觸結構，每個第一導電接觸結構形成在管芯附接表面上并且每個第一導電接觸結構被構造為至第一端子的電接觸點。

單獨地或組合地，框架在框架的整個區域上具有基本均勻的厚度。

單獨地或組合地，框架具有中央管芯附接部分和端部連接器部分，其中，中央管芯附接部分包括管芯附接表面，并且其中，端部連接器部分彎折遠離中央管芯附接部分。

單獨地或組合地，電隔離結構的厚度小于半導體管芯的厚度。

單獨地或組合地，電隔離結構包括阻焊劑層，其直接形成在第一接觸結構與半導體管芯之間的橫向區域中的管芯附接表面上。

單獨地或組合地，阻焊劑層共形地包封半導體管芯。

單獨地或組合地，阻焊劑層完全覆蓋框架的包括管芯附接表面的上表面。