專利名稱：具有封裝材料鎖扣結(jié)構(gòu)的夾具互連的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及具有封裝材料鎖扣結(jié)構(gòu)的夾具互連。
背景技術(shù)：
在某些集成電路的制造中，夾座或夾具互連經(jīng)過諸如焊錫膏的模制料耦合到芯片的表面。在這些集成電路中，夾座和芯片之間的脫層經(jīng)常發(fā)生。脫層是模制料從夾座的脫離。該脫層可以導(dǎo)致集成電路中由濕氣和壓力誘發(fā)的可靠性和熱性能問題。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，夾具互連包括柱狀部和橋部。該橋部具有多側(cè)，其中柱狀部和橋部經(jīng)配置以形成柱狀部和橋部之間界面的角度。該夾具互連還包括位于橋部多側(cè)中至少一側(cè)的鎖固結(jié)構(gòu)。該鎖固結(jié)構(gòu)包括交替的齒部和凹部的模式。


需要理解附圖僅僅示出示例性實(shí)施例并因此不認(rèn)為限制范圍，通過使用相應(yīng)附圖更具體并詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例，其中圖IA是示例性夾座的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖IB是圖IA所示的示例性夾座的俯視圖。圖2是可在示例性夾座的一側(cè)或多側(cè)實(shí)施的示例性鎖扣結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的局部視圖。圖3是半導(dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖4A是示例性半導(dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的俯視圖。圖4B-4C是圖4A所示的示例性半導(dǎo)體芯片封裝件的側(cè)視圖。圖5是示出包含至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片封裝件的示例性系統(tǒng)的高級框圖。圖6是示出制造夾座的示例性方法的流程圖。圖7是示出制造半導(dǎo)體芯片封裝件的示例性方法的流程圖。根據(jù)慣例，各個(gè)所述特征沒有按比例匯出而是用于強(qiáng)調(diào)對于示例性實(shí)施例的具體特征。附圖標(biāo)記夾座102
橋 104柱狀部106鎖固結(jié)構(gòu)108突起/齒部110凹部 112凸緣114凹陷部分116鎖固結(jié)構(gòu)208半導(dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)300夾座302芯片墊/座303芯片305柱狀部306觸點(diǎn)307槽區(qū) 309突起310觸點(diǎn)311基底 313半導(dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)/封裝件400場效晶體管452頂表面453場效晶體管妨4頂表面455控制器/驅(qū)動芯片456焊線458導(dǎo)電墊459觸點(diǎn)460第一導(dǎo)電夾462第二導(dǎo)電夾463頂表面464直立的柱狀部465觸點(diǎn)466懸臂部分467引線框架471引線框架473半導(dǎo)體芯片封裝件500夾具δ02系統(tǒng)505鎖固結(jié)構(gòu)508
功率轉(zhuǎn)換器509電源511處理電路513輸出設(shè)備51具體實(shí)施例方式在如下描述中，參考形成其部分的相應(yīng)附圖，以及在附圖中，通過示例性特定實(shí)施例進(jìn)行示出。然而，需要理解可以利用其他實(shí)施例并進(jìn)行邏輯、機(jī)械和電子地改變。因此， 如下描述不應(yīng)理解為限制意義。下文所述的實(shí)施例減輕了夾座(本文中也稱為夾具互連)和芯片之間的脫層，該夾座通過諸如焊錫膏的模制料耦合到模具。脫層是模制料從夾座的分離。此外，下文所述的實(shí)施例避免了當(dāng)出現(xiàn)局部脫層時(shí)隨意擴(kuò)散脫層。本申請中所用的相對位置術(shù)語是基于與晶片或基底的常規(guī)面或工作表面平行的平面定義的，而不論晶片或基底的方位。例如，本申請中所用的術(shù)語“水平”或“橫向”被定義為與晶片或基底的常規(guī)面或工作表面平行的面，而不論晶片或基底的方位。術(shù)語“垂直” 指與水平正交的方向。諸如“上”、“側(cè)”(如在“側(cè)墻”中)術(shù)、“較高”、“較低”、“超過”、“頂”、 “之上”、“之下”和“低于”等術(shù)語參考晶片或基底的頂表面的常規(guī)面或工作平面定義，而不論晶片或基底的方位。圖IA是示例性夾座102(也被稱為夾具互連或夾具)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。由諸如銅或銅合金的導(dǎo)電材料制造該夾座102。此外，在某些實(shí)施例中，夾座102涂覆另一導(dǎo)電材料，諸如金屬材料。用于涂覆夾座102的導(dǎo)電材料可以比夾座102的導(dǎo)電材料具有更高或更低的電阻系數(shù)。在圖1所示的實(shí)施例中，夾座102具有多個(gè)柱狀部106-1. . . 106-N以及橋104。柱狀部106-1/106-2以及橋104分別形成柱狀部106-1/106-2觸點(diǎn)橋104的位置的90度。然而，需要理解，在柱狀部106和橋104之間也能形成其他角度。例如，如圖1 所示，柱狀部106-3. . . 106-N與橋104形成大約45度。此外，雖然圖1所示的實(shí)施例包括多個(gè)柱狀部106，但可以理解的是，在其他實(shí)施例中，可以只使用一個(gè)柱狀部，如圖4A所示。橋104還包括在橋104的第一側(cè)的鎖扣結(jié)構(gòu)108_1以及位于橋104的第二側(cè)的鎖扣結(jié)構(gòu)108-2。雖然，示出鎖扣結(jié)構(gòu)108-1和108-2僅在橋104的兩側(cè)，但可以理解的是，鎖扣結(jié)構(gòu)可位于橋104的任何側(cè)和/或一個(gè)或多個(gè)柱狀部106的任何側(cè)。鎖扣結(jié)構(gòu)108-1和108-2由多個(gè)齒部或凸起110形成。如下文更詳細(xì)地描述，鎖扣結(jié)構(gòu)108增加目標(biāo)界面的觸點(diǎn)面區(qū)域并阻止局部脫層的擴(kuò)散。鎖扣結(jié)構(gòu)108被形成到夾座102中。例如，鎖扣結(jié)構(gòu)108可以蝕刻成金屬層。在其他實(shí)施方案中，鎖扣結(jié)構(gòu)108可以蝕刻到金屬板中。金屬然后經(jīng)配置并彎曲以形成夾座102的柱狀部106和橋部104。因?yàn)檫@是制造地改變，在重組制造涉及處理的初始成本之后，不像用于增加夾具強(qiáng)度的化學(xué)預(yù)處理，沒有引起每個(gè)單元的成本。然而，解決可能的可靠問題的化學(xué)預(yù)處理或其他常規(guī)技術(shù)仍可用于結(jié)合本文所述的互鎖結(jié)構(gòu)。圖IB是圖IA所示的示例性夾座102的俯視圖。如圖IB所示，在該實(shí)施例中，夾座102包括凸緣114。凸緣114形成圍繞凹陷部分116的提升層的環(huán)形。在某些這些實(shí)施例中，在將夾座耦合到夾座102下的芯片之后，將第二芯片置于該夾座102之上。然而，可以理解的是，在某些實(shí)施例中，并不包括凸緣114。例如，下文圖3所示的夾座302并不包括凸緣114。圖2是可在夾座102的一側(cè)或多側(cè)實(shí)施的示例性鎖扣結(jié)構(gòu)208的局部視圖。如圖 2所示，鎖扣結(jié)構(gòu)208的每個(gè)齒部或凸起110具有長度A和高度B。距離C是兩個(gè)齒部110 之間的邊線的長度。兩個(gè)齒部之間的邊線在本文中也被稱為凹部112。角度D是兩個(gè)齒部之間的平面咬合齒部邊線處形成的角度。每個(gè)A、B、C和D的值可以根據(jù)設(shè)計(jì)考慮(諸如制造能力或設(shè)計(jì)協(xié)調(diào))有所不同。此外，雖然圖2所示的鎖扣結(jié)構(gòu)208包括一致的齒部和凹部尺寸/形狀，但可以理解的是，在其他實(shí)施例中，齒部和凹部可以不一致。例如，A、B、C和 D的值可以在齒部與齒部和/或凹部與凹部之間不同。此外，雖然圖2所示的齒部110具有矩形形狀，但可以理解的是在其他實(shí)施例中可以使用其他形狀。例如，通過改變角度D，可以使用其他的多邊形形狀。下文的表格1提供可變的A的示例性值并同時(shí)保持B、C和D的值不變。表格1也指出界面線性觸點(diǎn)的產(chǎn)生的近似增加。雖然表格1提供了線性觸點(diǎn)的測量，但為了便于解釋，可以理解的是可以通過將表格1提供的線性測量乘以齒部寬度獲取觸點(diǎn)面區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種夾具互連，包括 柱狀部；橋部，所述橋部具有多側(cè)，其中所述柱狀部和所述橋部經(jīng)配置以形成所述柱狀部和所述橋部之間界面的角度；以及位于所述橋部的多側(cè)中至少一側(cè)的鎖扣結(jié)構(gòu)，所述鎖扣結(jié)構(gòu)包括交替的齒部和凹部的模式。
2.如權(quán)利要求1的夾具互連，其特征在于，所述夾具互連由銅和銅合金之一形成。
3.如權(quán)利要求2的夾具互連，其特征在于，所述夾具互連涂覆第二金屬材料。
4.如權(quán)利要求1的夾具互連，其特征在于，所述橋部包括凸緣。
5.如權(quán)利要求1的夾具互連，其特征在于，所述柱狀部和所述橋部經(jīng)配置以形成所述柱狀部和所述橋部之間的界面的近似90度角。
6.如權(quán)利要求1的夾具互連，其特征在于，所述鎖扣接口位于所述橋部的兩側(cè)。
7.如權(quán)利要求1的夾具互連，其特征在于，所述齒部和凹部形成所述齒部和凹部之間的接合點(diǎn)的近似直角。
8.一種半導(dǎo)體芯片封裝件，包括 具有頂表面的芯片焊盤；具有頂表面和底面的半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片的所述底面附連在所述芯片焊盤的所述頂表面；以及附連到所述半導(dǎo)體芯片的所述頂表面的夾座，其中所述夾座包括具有多個(gè)突起的至少一側(cè)。
9.如權(quán)利要求8的半導(dǎo)體芯片封裝件，其特征在于，所述夾座由銅和銅合金之一形成。
10.如權(quán)利要求9的半導(dǎo)體芯片封裝件，其特征在于，所述夾座涂覆第二金屬材料。
11.如權(quán)利要求8的半導(dǎo)體芯片封裝件，其特征在于，所述夾座的兩側(cè)中每側(cè)都包括平行于所述半導(dǎo)體芯片的所述頂表面的多個(gè)突起。
12.如權(quán)利要求8的半導(dǎo)體芯片封裝件，其特征在于，所述多個(gè)突起平行于所述半導(dǎo)體芯片的所述頂表面。
13.如權(quán)利要求8的半導(dǎo)體芯片封裝件，其特征在于，進(jìn)一步包括 第二芯片焊盤；附連到所述第二芯片焊盤的頂表面的第二半導(dǎo)體芯片；以及附連到所述第二半導(dǎo)體芯片的頂表面的第二夾座。
14.如權(quán)利要求13的半導(dǎo)體芯片封裝件，其特征在于，所述第二夾座包括位于所述第二夾座的至少一側(cè)的多個(gè)突起。
15.如權(quán)利要求14的半導(dǎo)體芯片封裝件，其特征在于，所述多個(gè)突起沿著與所述第二半導(dǎo)體芯片的頂表面的平行方向延伸。
16.如權(quán)利要求8的半導(dǎo)體芯片封裝件，其特征在于，所述夾座包括在所述夾座的頂表面中的凸緣。
17.一種系統(tǒng)，包括經(jīng)配置以輸出經(jīng)處理的數(shù)據(jù)和信號的處理電路；以及耦合到電源的功率轉(zhuǎn)換器，經(jīng)配置以將來自所述電源的功率轉(zhuǎn)換為可由所述處理電路使用的功率電平或極性；其中所述功率轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片封裝件，所述半導(dǎo)體芯片封裝件包括 引線框架；附連到所述引線框架的頂表面的半導(dǎo)體芯片； 觸點(diǎn)區(qū)域；以及具有懸臂部和柱狀部的夾座，形成所述懸臂部和所述柱狀部之間結(jié)合處的角度； 其中，所述柱狀部耦合到所述觸點(diǎn)區(qū)域以及所述懸臂部耦合到所述半導(dǎo)體芯片的頂表其中，所述懸臂部包含多側(cè)，所述多側(cè)中的至少一側(cè)具有由多個(gè)突起形成的鎖扣結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)突起沿著與所述半導(dǎo)體芯片的頂表面平行的方向延伸。
19.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于，所述夾座由銅和銅合金之一形成。
20.如權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其特征在于，所述夾座涂覆第二金屬材料。
21.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于，所述懸臂部的兩側(cè)中的每側(cè)包括沿著與所述半導(dǎo)體芯片的頂表面平行方向延伸的多個(gè)突起。
22.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括 第二引線框架；附連到所述第二引線框架的頂表面的第二半導(dǎo)體芯片；以及具有懸臂部和柱狀部的第二夾座，形成所述懸臂部和所述柱狀部之間的結(jié)合處的角度，所述第二夾座的所述懸臂部附連到所述第二半導(dǎo)體芯片的頂表面。
23.如權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二夾座的所述懸臂部包含位于所述懸臂部的至少一側(cè)的多個(gè)突起。
24.如權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其特征在于，所述突起沿著與所述第二半導(dǎo)體芯片的所述頂表面平行的方向延伸。
25.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于，所述夾座包括在所述懸臂部的頂表面中的凸緣。
26.一種用于制造夾座的方法，所述方法包括形成多個(gè)齒部到電導(dǎo)電材料層的一側(cè)或多側(cè)中的至少一部分中；以及配置所述電導(dǎo)電材料層以形成懸臂部和柱狀部，所述齒部形成到所述懸臂部和所述柱狀部中的至少一個(gè)中。
27.如權(quán)利要求沈的方法，其特征在于，形成所述多個(gè)齒部包括將所述多個(gè)齒部蝕刻進(jìn)入所述電導(dǎo)電材料層的兩側(cè)中的至少一部分中。
28.如權(quán)利要求沈的方法，其特征在于，所述電導(dǎo)電材料層由銅或銅合金之一形成。
29.如權(quán)利要求沈的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括用金屬材料涂覆所述電導(dǎo)電材料層。
30.如權(quán)利要求沈的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括使用化學(xué)劑處理所述電導(dǎo)電材料層以增加所述懸臂部的強(qiáng)度。
31.如權(quán)利要求沈的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括配置所述電導(dǎo)電材料層以形成所述懸臂部中的凸緣。
32.—種制造半導(dǎo)體芯片封裝件的方法，所述方法包括 將半導(dǎo)體芯片附連到芯片焊盤的頂表面；將具有在所述懸臂部的至少一側(cè)的多個(gè)齒部的夾座的懸臂部附連到所述半導(dǎo)體芯片的頂表面；以及將所述夾座的柱狀部附連到與所述半導(dǎo)體芯片電隔離的觸點(diǎn)區(qū)域，所述夾座將所述半導(dǎo)體芯片電耦合到所述觸點(diǎn)區(qū)域。
33.如權(quán)利要求32的方法，其特征在于，所述觸點(diǎn)區(qū)域包括槽區(qū)，其中將所述柱狀部附連到所述觸點(diǎn)區(qū)包括將所述柱狀部的一部分插入所述槽區(qū)。
34.如權(quán)利要求32的方法，其特征在于，所述懸臂部包括凸緣，其中所述方法進(jìn)一步包括將第二半導(dǎo)體芯片附連到所述懸臂部的頂表面。
全文摘要
一種夾具互連包括柱狀部、橋部和鎖扣結(jié)構(gòu)。該橋部具有多個(gè)邊。所述柱狀部和所述橋部經(jīng)配置以形成所述柱狀部和所述橋部之間的界面的角度。所述鎖扣結(jié)構(gòu)位于所述橋部的多側(cè)中的至少一側(cè)。所述鎖扣結(jié)構(gòu)包含交替的齒部和凹部的模式。
文檔編號H01L23/48GK102543919SQ201110404738
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者R·克魯茲 申請人:英特賽爾美國股份有限公司