專利名稱：半導(dǎo)體封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體封裝。
背景技術(shù)：
具有半導(dǎo)體主體的半導(dǎo)體封裝描述于印刷出版物“2002年9月第3期第25卷IEEE化合物與封裝技術(shù)匯刊中的MOS裝置作為機(jī)械應(yīng)力傳感器的評(píng)估(Evaluation of MOSDevices as Mechanical Stress Sensors) ”中。半導(dǎo)體封裝基本上由塑料化合物形成,后文也稱為模制化合物。在另一印刷出版物中，描述來自模制化合物的應(yīng)力對(duì)帶隙電路的電參數(shù)的影響的分析“2002年10月第10期第49卷IEEE電路及系統(tǒng)匯刊II :模擬及數(shù)字信號(hào)處理中的塑料封裝帶隙參考中的電壓移位(Voltage Shift in Plastic-PackagedBandgapReferences)”。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于此背景，本實(shí)用新型的目標(biāo)是指示改善現(xiàn)有技術(shù)的裝置。此目標(biāo)是通過具有以下實(shí)施方式中的特征的半導(dǎo)體封裝來解決。也進(jìn)一步探討了本實(shí)用新型的有利實(shí)施例。依據(jù)本實(shí)用新型的第一標(biāo)的物，揭示一種半導(dǎo)體封裝，其具有金屬基底，具有數(shù)個(gè)引腳及位于所述金屬基底上具有頂部面及底部面的半導(dǎo)體主體，其中所述底部面與所述金屬基底連接成為非硬性地結(jié)合，且其中所述半導(dǎo)體主體在所述頂部面上具有集成電路及多個(gè)金屬表面，且所述金屬表面借助接合線與所述引腳連接，且形成模制化合物，其中所述模制化合物完全包封所述接合線且至少部分地包封所述頂部面上的所述半導(dǎo)體主體以及所述引腳，且其中在所述半導(dǎo)體主體的所述頂部面上，布置具有基底區(qū)域及頂部區(qū)域的圓盤且所述圓盤以所述基底區(qū)域部分地覆蓋所述半導(dǎo)體的所述頂部面上的集成電路，且所述圓盤的所述頂部區(qū)域由模制化合物包封且所述圓盤與所述半導(dǎo)體主體及所述引腳電絕緣，其中所述圓盤的抗彎剛度超過所述環(huán)繞模制化合物的抗彎剛度，以便跨越所述半導(dǎo)體主體的表面分布所述圓盤的所述頂部區(qū)域上的壓應(yīng)力點(diǎn)負(fù)載。由本實(shí)用新型教示的裝置的優(yōu)點(diǎn)在于此圓盤保護(hù)半導(dǎo)體主體的頂部面上的對(duì)壓力特別敏感的集成電路而免受由(例如)模制化合物中的填充物引起的過多點(diǎn)負(fù)載。本實(shí)用新型申請(qǐng)人的調(diào)查已展示圓盤可靠地抑制不期望點(diǎn)負(fù)載及剪切力，特別在用塑料化合物澆鑄半導(dǎo)體主體以制作半導(dǎo)體封裝期間。所述澆鑄工藝也稱為模制。此些壓應(yīng)力及剪切力的影響導(dǎo)致對(duì)集成電路的敏感區(qū)域中的電參數(shù)的不期望干擾。另外，所述圓盤還抑制由于模制工藝期間的溫度應(yīng)力所致的電參數(shù)的不期望改變。在此上下文中，所述圓盤充當(dāng)緩沖器且吸收部分模制熱。借助蓋板，尤其電參數(shù)(也稱為“匹配”結(jié)構(gòu))具有大致較低移位偏移。此一起導(dǎo)致半導(dǎo)體封裝制作期間圓盤的良率的顯著增加。圓盤的其它優(yōu)點(diǎn)在于甚至在模制之后永久地減小關(guān)于壓力、溫度的敏感度及剪切力的影響。以此方式，減小組件參數(shù)由于環(huán)境影響(例如，焊接應(yīng)力、溫度的波動(dòng)及老化)所致的漂移。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在模制工藝期間，澆鑄化合物還至少部分地(優(yōu)選地完全地)覆蓋半導(dǎo)體主體的側(cè)面。依據(jù)改進(jìn)方案，粘合劑層形成在圓盤的基底區(qū)域上，優(yōu)選地作為具有雙側(cè)粘合劑特性的支撐層。所述圓盤借助粘合劑層緊固而防止在進(jìn)一步工藝步驟中的滑移，所述粘合劑層優(yōu)選地具有50 μ m的最小厚度且形成在所述圓盤的基底區(qū)域上。另外，在半導(dǎo)體封裝的形成期間(即，在模制工藝期間)形成圓盤的基底區(qū)域與半導(dǎo)體表面之間的可靠密封表面。此外，如果使用彈性粘合劑層，那么可減小作用于局部以及跨越半導(dǎo)體表面的壓力，且可抑制對(duì)下伏半導(dǎo)體表面的布置在圓盤下面的集成電路的組件的電參數(shù)的不期望干擾。進(jìn)一步優(yōu)選地，將所述圓盤完全電隔離。依據(jù)另一實(shí)施例，圓盤完全由均質(zhì)材料形成。進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇圓盤的材料特性，以使得特定來說圓盤的膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體主體的膨脹系數(shù)相當(dāng)、優(yōu)選地比半導(dǎo)體主體的膨脹系數(shù)最大大或小30%、更優(yōu)選地等于半導(dǎo)體主體的膨脹系數(shù)。為實(shí)現(xiàn)圓盤與半導(dǎo)體主體的至少近似相等的膨脹系數(shù)，優(yōu)選地，圓盤的材料對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體主體的材料。特定來說，如果半導(dǎo)體主體是由硅形成，那么可使用硅作為用于圓盤的材料。以此方式，顯著減小應(yīng)力對(duì)形成在圓盤的基底區(qū)域下面的集成電路的影響。在改進(jìn)方案中，圓盤具有至少50 μ m及最大200 μ m的厚度。舉例來說,可使用傳統(tǒng)晶片材料作為用于圓盤的材料，且可借助標(biāo)準(zhǔn)工藝將晶片薄化到所要厚度。通過優(yōu)選地借助圓盤僅覆蓋半導(dǎo)體主體的具有特別敏感位置的此些表面區(qū)域，可從一個(gè)晶片形成用于覆蓋的多個(gè)圓盤區(qū)段。另外，僅需要幾個(gè)工藝步驟(例如，鋸斷工藝及單個(gè)化工藝)來制作圓盤區(qū)段。此使得不必使用用于組件制造的許多成本密集的工藝步驟。在改進(jìn)方案中，在工藝步驟中單個(gè)化具有已完全形成的集成電路的晶片，且如此單個(gè)化的半導(dǎo)體主體(也稱為裸片且其具有頂部面及底部面)以其底部面附接到金屬基底上，且所述集成電路在后續(xù)接合工藝中經(jīng)由接合線借助金屬表面(也稱為焊墊)與引腳電連接。在后續(xù)工藝步驟中，布置包括基底區(qū)域及頂部區(qū)域的圓盤且將其以所述基底區(qū)域固定在半導(dǎo)體主體的表面上的集成電路上，且在后續(xù)模制工藝中，注入并固化塑料化合物(也稱為澆鑄化合物)，以使得由塑料化合物完全包封圓盤的頂部區(qū)域中的接合線且部分地包封引腳及在表面上的且優(yōu)選地也在側(cè)面上的半導(dǎo)體主體。依據(jù)本申請(qǐng)的另一實(shí)施方式，一種半導(dǎo)體封裝包括金屬基底及多個(gè)引腳，半導(dǎo)體主體，其位于金屬基底上，具有頂部面及底部面，其中所述底部面與所述金屬基底非硬性地連接，其中所述頂部面上的半導(dǎo)體主體電路具有集成電路及多個(gè)金屬表面，且用于提供與所述集成電路的電接觸的所述金屬表面借助接合線與所述引腳連接，塑料化合物，其中所述塑料化合物完全包封所述接合線且至少部分地包封所述頂部面上的所述半導(dǎo)體主體以及所述引腳，其中在所述半導(dǎo)體主體的所述頂部面上，布置具有基底區(qū)域及頂部區(qū)域的圓盤，且所述圓盤以所述基底區(qū)域部分地覆蓋所述半導(dǎo)體主體的所述頂部面上的所述集成電路，且所述圓盤的所述頂部區(qū)域由塑料化合物包封，且所述圓盤與所述半導(dǎo)體主體及所述引腳電絕緣，其中所述圓盤的抗彎剛度超過所述環(huán)繞塑料化合物的抗彎剛度，以便跨越所述半導(dǎo)體主體的所述表面分布所述圓盤的所述頂部區(qū)域上的壓應(yīng)力點(diǎn)負(fù)載。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述圓盤是由均質(zhì)材料形成的。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述圓盤是由硅形成的。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述圓盤的厚度最小為50 μ m且最大為200 μ m。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述圓盤是完全電絕緣的。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述圓盤的所述基底區(qū)域上形成粘合劑層。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述粘合劑層為至少30 μ m。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述粘合劑層具有基底膜。由本實(shí)用新型教示的裝置及方法的優(yōu)點(diǎn)在于可可靠地且有成本效益地制造用于覆蓋集成電路以保護(hù)其免受應(yīng)力影響的圓盤。圓盤的其它優(yōu)點(diǎn)在于可通過薄化來簡單地且有成本效益地調(diào)整圓盤的厚度且以此方式可使半導(dǎo)體主體的厚度大于圓盤的厚度。此在模制工藝期間將實(shí)現(xiàn)裸片的高穩(wěn)定性且可保持半導(dǎo)體封裝的總高度低于1_。

下文參考圖式更加詳細(xì)地解釋本實(shí)用新型。類似組件用相同參考符號(hào)注釋。所圖解說明的實(shí)施例主要是示意性的，即，距離以及橫向及垂直尺寸范圍并不按比例且彼此也不具有任何可推導(dǎo)幾何關(guān)系，除非另外說明。所述圖式展示圖I是半導(dǎo)體封裝的實(shí)施例的示意性橫截面，圖2是其中圓盤正位于圖I的半導(dǎo)體主體的頂部面上的區(qū)域的放大截面，圖3是在未經(jīng)模制的條件下位于頂部上的圓盤的透視圖，圖4是在澆鑄條件下作為QFN封裝的半導(dǎo)體封裝的透視圖。
具體實(shí)施方式
圖I中的圖解說明展示由本實(shí)用新型教示的半導(dǎo)體封裝10的實(shí)施例，其中用圓盤20、用塑料化合物30、用接合線40 (其將金屬表面50與引腳60電連接)包封半導(dǎo)體封裝10。塑料化合物30 (也稱為模制化合物)包封半導(dǎo)體主體80的表面的一部分。半導(dǎo)體主體80位于金屬基底90上且與金屬基底90連接成為非硬性地結(jié)合。金屬表面50與位于半導(dǎo)體主體80的頂部面上的集成電路(未展示)連接。塑料化合物30完全覆蓋圓盤20的表面。粘合劑層100形成在圓盤20的基底區(qū)域上。雖然所圖解說明的封裝展示標(biāo)準(zhǔn)類型的封裝，然而，也可使用其它類型的封裝，例如QFN封裝。在圖2中的圖解說明中，圖解說明圖I中圓盤正位于頂部上的區(qū)域中的放大區(qū)段。在此區(qū)段中，在圓盤20下面，粘合劑層100形成于整個(gè)表面上。然而，應(yīng)注意，雖然所述圖解說明中的粘合劑層100完全覆蓋圓盤20的基底區(qū)域，然而，在替代實(shí)施例中，僅在圓盤的基底區(qū)域的一部分上形成粘合劑層是充分的。出于此目的，優(yōu)選地，沿圓盤的周邊形成粘合劑條帶以防止模制工藝期間模制化合物的滲透。圖3圖解說明在執(zhí)行模制工藝之前已安裝圓盤20之后所述圓盤位于頂部上的半導(dǎo)體主體80的透視圖。應(yīng)注意，圓盤20僅覆蓋半導(dǎo)體主體80的表面的部分區(qū)域。集成電路的對(duì)應(yīng)力特別敏感的任何組件優(yōu)選地均位于圓盤20下面。此外，多個(gè)圓盤區(qū)段也可布置在半導(dǎo)體主體80的表面上。在圖4的圖解說明中，將設(shè)計(jì)為QFN封裝的半導(dǎo)體封裝10展示為單個(gè)化之后的透視圖?？煽吹揭_60的端部位于半導(dǎo)體封裝10的底部面上。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體封裝(10)，其包括，金屬基底(90)及多個(gè)引腳(60)，半導(dǎo)體主體(80)，其位于金屬基底(90)上，具有頂部面及底部面，其中所述底部面與所述金屬基底(90)非硬性地連接，其中所述頂部面上的半導(dǎo)體主體(80)電路具有集成電路及多個(gè)金屬表面(50)，且用于提供與所述集成電路(80)的電接觸的所述金屬表面(50)借助接合線(40)與所述引腳(60)連接，塑料化合物(30)，其中所述塑料化合物(30)完全包封所述接合線(40)且至少部分地包封所述頂部面上的所述半導(dǎo)體主體(80)以及所述引腳(60)，所述半導(dǎo)體封裝(10)的特征在于在所述半導(dǎo)體主體(80)的所述頂部面上，布置具有基底區(qū)域及頂部區(qū)域的圓盤(20)，且所述圓盤(20)以所述基底區(qū)域部分地覆蓋所述半導(dǎo)體主體(80)的所述頂部面上的所述集成電路，且所述圓盤(20)的所述頂部區(qū)域由塑料化合物包封，且所述圓盤(20)與所述半導(dǎo)體主體(80)及所述引腳￠0)電絕緣，其中所述圓盤(20)的抗彎剛度超過所述環(huán)繞塑料化合物(30)的抗彎剛度，以便跨越所述半導(dǎo)體主體(80)的所述表面分布所述圓盤(20)的所述頂部區(qū)域上的壓應(yīng)力點(diǎn)負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體封裝(10)，其特征在于所述圓盤(20)是由均質(zhì)材料形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的半導(dǎo)體封裝(10)，其特征在于所述圓盤(20)是由硅形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一權(quán)利要求所述的半導(dǎo)體封裝(10)，其特征在于所述圓盤(20)的厚度最小為50 μ m且最大為200 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一權(quán)利要求所述的半導(dǎo)體封裝(10)，其特征在于所述圓盤(20)是完全電絕緣的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一權(quán)利要求所述的半導(dǎo)體封裝(10)，其特征在于在所述圓盤(20)的所述基底區(qū)域上形成粘合劑層(100)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝(10)，其特征在于所述粘合劑層(100)為至少30 μ m0
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝(10)，其特征在于所述粘合劑層(100)具有基底膜。
專利摘要一種半導(dǎo)體封裝包括金屬基底；及半導(dǎo)體主體，其位于所述金屬基底上，具有頂部面及底部面，其中所述底部面與所述金屬基底非硬性地地連接，且其中所述半導(dǎo)體主體在所述頂部面上具有多個(gè)金屬表面，且所述金屬表面借助接合線與引腳連接以為所述半導(dǎo)體主體提供電接觸；及塑料化合物，其中所述塑料化合物完全包封所述接合線且至少部分地包封所述頂部面上的所述半導(dǎo)體主體以及所述引腳，其中在所述半導(dǎo)體主體的所述頂部面上，布置具有基底區(qū)域及頂部區(qū)域的圓盤且所述圓盤以所述基底區(qū)域至少部分地覆蓋所述半導(dǎo)體主體的所述頂部面，且所述圓盤的所述頂部區(qū)域至少部分地由塑料化合物包封，且所述圓盤與所述半導(dǎo)體主體及所述引腳電絕緣，且其中所述圓盤的抗彎剛度超過所述環(huán)繞塑料化合物的抗彎剛度，以便跨越所述半導(dǎo)體主體的所述表面分布所述圓盤的所述頂部區(qū)域上的壓應(yīng)力點(diǎn)負(fù)載。
文檔編號(hào)H01L23/16GK202749362SQ20112056064
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者格拉爾德·克里默 申請(qǐng)人:愛特梅爾公司