小腳印半導(dǎo)體封裝的制作方法
【專利摘要】公開了一種小腳印半導(dǎo)體封裝。一種半導(dǎo)體組裝包括具有導(dǎo)電區(qū)域的襯底和半導(dǎo)體封裝。半導(dǎo)體封裝包括半導(dǎo)體管芯、第一端子和第二端子以及模制化合物。管芯具有相對的第一主表面和第二主表面、與所述第一主表面和第二主表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的第一電極以及在所述第二主表面處的第二電極。所述第一端子附接到所述第一電極。所述第二端子附接到所述第二電極。所述模制化合物包圍管芯以及所述第一端子和所述第二端子的至少一部分，從而所述端子中的每一個(gè)具有平行于并且背對管芯的側(cè)面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化合物覆蓋。所述半導(dǎo)體封裝的所述第一端子和所述第二端子連接到所述襯底的所述導(dǎo)電區(qū)域中的不同區(qū)域。
【專利說明】小腳印半導(dǎo)體封裝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及半導(dǎo)體封裝，并且更特別地，涉及具有小腳?。╢ootprint)的半導(dǎo)體封 裝。

【背景技術(shù)】
[0002] 具有半導(dǎo)體管芯(芯片)的常規(guī)高功率半導(dǎo)體封裝要求相對大的PCB (印制電路板） 腳印。管芯的兩個(gè)主表面典型地具有一個(gè)或更多個(gè)電極。在一個(gè)主表面面對PCB并且另一 主表面背對PCB的情況下將管芯附接到PCB。在管芯的面對表面處所設(shè)置的每個(gè)電極例如 以源極向下（source-down)或漏極向下（drain-down)的配置而附接到PCB的對應(yīng)導(dǎo)電區(qū) 域。金屬夾或其它連接元件(諸如接合布線或條帶)從PCB延伸到管芯的另一主表面，以使得 與在背對PCB的管芯的表面處所設(shè)置的每個(gè)電極電連接。在PCB的表面上要求有很多'方 形'（即1平方毫米的單元）以容納這樣的源極向下或漏極向下封裝配置，這增加了封裝的 成本。此外，在面對襯底的管芯的主表面處所排放的熱量至少部分地通過PCB/襯底耗散。 常規(guī)的PCB因此必須為安裝在PCB上的部件提供電路徑和熱路徑這兩者，造成大量部件共 享所設(shè)計(jì)的PCB的熱路徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)半導(dǎo)體封裝的實(shí)施例，所述封裝包括：半導(dǎo)體管芯，具有相對的第一主表面 和第二主表面、與所述第一主表面和第二主表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的 第一電極以及在所述第二主表面處的第二電極。所述封裝進(jìn)一步包括：附接到所述第一電 極的第一端子、附接到所述第二電極的第二端子、以及模制化合物。所述模制化合物包圍所 述半導(dǎo)體管芯以及所述第一端子和第二端子的至少一部分，從而所述第一端子和第二端子 中的每一個(gè)具有平行于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè)面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述 模制化合物覆蓋。從所述模制化合物形成的、或者從所述模制化合物突出出來的突起被設(shè) 置在所述第一端子與第二端子之間。所述突起在所述半導(dǎo)體封裝的同一側(cè)面處比所述第一 端子和第二端子向外延伸得更遠(yuǎn)。
[0004] 根據(jù)半導(dǎo)體封裝的另一實(shí)施例，所述封裝包括：半導(dǎo)體管芯，具有相對的第一主 表面和第二主表面、與所述第一主表面和第二主表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面 處的第一電極以及在所述第二主表面處的第二電極。所述封裝進(jìn)一步包括：附接到所述第 一電極的第一端子、附接到所述第二電極的第二端子、以及模制化合物。所述模制化合物包 圍所述半導(dǎo)體管芯以及所述第一端子和第二端子的至少一部分，從而所述第一端子和第二 端子中的每一個(gè)具有平行于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè)面，該側(cè)面保持為至少部分未被 所述模制化合物覆蓋。致冷結(jié)構(gòu)被圖案化到所述第一端子和第二端子中的至少一個(gè)的至少 部分未被覆蓋的側(cè)面，以用于增加該側(cè)面的表面面積。
[0005] 根據(jù)半導(dǎo)體組裝的實(shí)施例，所述組裝包括襯底和半導(dǎo)體封裝。所述襯底具有導(dǎo)電 區(qū)域。所述半導(dǎo)體封裝包括：半導(dǎo)體管芯，具有相對的第一主表面和第二主表面、與所述第 一主表面和第二主表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的第一電極以及在所述第二 主表面處的第二電極。所述半導(dǎo)體封裝進(jìn)一步包括：第一端子，附接到所述第一電極；第二 端子，附接到所述第二電極；以及模制化合物，包圍所述半導(dǎo)體管芯以及所述第一端子和第 二端子的至少一部分，從而所述第一端子和第二端子中的每一個(gè)具有平行于并且背對所述 半導(dǎo)體管芯側(cè)面，所述側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化合物覆蓋。所述半導(dǎo)體封裝的 所述第一端子和第二端子連接到所述襯底的所述導(dǎo)電區(qū)域中的不同區(qū)域。
[0006] 根據(jù)制造半導(dǎo)體封裝的方法的實(shí)施例，所述方法包括：將管芯附接材料施加到半 導(dǎo)體管芯的第一主表面，所述半導(dǎo)體管芯還具有相對的第二主表面、與所述第一主表面和 第二主表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的第一電極以及在所述第二主表面處的 第二電極；旋轉(zhuǎn)所述半導(dǎo)體管芯，從而所述半導(dǎo)體管芯的所述第一主表面面對第一端子； 經(jīng)由施加到所述第一主表面的所述管芯附接材料將所述第一電極附接到所述第一端子；將 管芯附接材料施加到所述半導(dǎo)體管芯的所述第二主表面；旋轉(zhuǎn)具有所附接的所述第一端子 的所述半導(dǎo)體管芯，從而所述半導(dǎo)體管芯的所述第二主表面面對第二端子；以及經(jīng)由施加 到所述第二主表面的所述管芯附接材料將所述第二電極附接到所述第二端子。
[0007] 根據(jù)制造半導(dǎo)體封裝的方法的另一實(shí)施例，所述方法包括：將管芯附接材料施加 到半導(dǎo)體管芯的第一主表面和所述半導(dǎo)體管芯的相對的第二主表面，所述半導(dǎo)體管芯進(jìn)一 步具有：與所述第一主表面和第二主表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的第一電 極以及在所述第二主表面處的第二電極；將具有所述管芯附接材料的所述半導(dǎo)體管芯插入 到第一端子與第二端子之間的間隙中；以及在將所述半導(dǎo)體管芯插入到第一端子與第二端 子之間的間隙中之后，經(jīng)由施加到所述第一主表面的所述管芯附接材料將所述第一電極附 接到所述第一端子，并且經(jīng)由施加到所述第二主表面的所述管芯附接材料將所述第二電極 附接到所述第二端子。
[0008] 在閱讀下面的詳細(xì)描述并且查看隨附的附圖時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到附加的 特征和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖中的部件并不一定成比例，相反重點(diǎn)被放在圖解本發(fā)明的原理。此外，圖中同樣 的標(biāo)號(hào)指明對應(yīng)的部分。在附圖中： 圖1圖解附接到襯底的小腳印半導(dǎo)體封裝的橫截面視圖； 圖2A和圖2B圖解圖1的封裝中所包括的半導(dǎo)體管芯的相對的主表面的立視圖； 圖3圖解根據(jù)另一實(shí)施例的小腳印半導(dǎo)體封裝的橫截面視圖； 圖4A至圖4C圖解在襯底上的不同組裝階段期間小腳印半導(dǎo)體封裝的橫截面視圖； 圖5A至圖5C圖解小腳印半導(dǎo)體封裝的不同實(shí)施例的橫截面視圖； 圖6A至圖6C圖解在插入到襯底上的插槽期間小腳印半導(dǎo)體封裝的兩個(gè)相對的橫截面 視圖（圖6A和圖6B)以及一個(gè)對應(yīng)的立視圖（圖6C); 圖7A至圖7C圖解根據(jù)兩個(gè)不同實(shí)施例的小腳印半導(dǎo)體封裝的底部立視圖（圖7A)和 頂部立視圖（圖7B和圖7C); 圖8A和圖8B圖解根據(jù)又一實(shí)施例的小腳印半導(dǎo)體封裝的橫截面視圖； 圖9A和圖9B圖解在封裝的一個(gè)或更多個(gè)端子上具有致冷結(jié)構(gòu)的小腳印半導(dǎo)體封裝的 不同側(cè)面立視圖； 圖10A和圖10B圖解在封裝的一個(gè)或更多個(gè)端子上具有翅片型致冷結(jié)構(gòu)的小腳印半導(dǎo) 體封裝的不同側(cè)面立視圖； 圖11包括圖11A至圖11E，圖解制造小腳印半導(dǎo)體封裝的方法的實(shí)施例； 圖12包括圖12A至圖12C，圖解制造小腳印半導(dǎo)體封裝的方法的另一實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 在此所描述的實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體封裝，用于安裝到PCB或其它類型的襯底， 從而所述封裝中所包括的半導(dǎo)體管芯在其邊緣面對襯底而不是所述管芯的任一主表面面 對襯底的情況下被安裝。這樣的配置獲得在管芯的兩個(gè)主表面處的小封裝腳印和更大的熱 量耗散。接下來所描述的各個(gè)實(shí)施例有關(guān)于半導(dǎo)體封裝自身、包括這樣的封裝的半導(dǎo)體組 裝以及制造所述封裝的方法。封裝中所包括的半導(dǎo)體管芯可以是任意類型的半導(dǎo)體管芯， 諸如IGBT (絕緣柵雙極晶體管）管芯、功率M0SFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）管 芯、JFET (結(jié)型場效應(yīng)晶體管）管芯、GaN管芯、SiC管芯、晶閘管管芯、功率二極管管芯、功 率集成電路等。半導(dǎo)體管芯典型地具有從在管芯的一個(gè)主表面處的電極中的一個(gè)到在管芯 的相對的主表面處的另一電極的電流流動(dòng)路徑。該半導(dǎo)體封裝可以用于安裝在相同或不同 襯底上的其它半導(dǎo)體封裝和部件，以形成任意類型的想要的電路(諸如半橋、全橋或三相電 路等)。
[0011] 圖1圖解安裝、焊接或以其它方式附接到諸如PCB或?qū)盈B物的襯底102、具有頂部 金屬化表面和底部金屬化表面的陶瓷材料、引線框的引線等的半導(dǎo)體封裝100的橫截面視 圖。半導(dǎo)體封裝100包括例如在此于先前描述的種類的半導(dǎo)體管芯104。管芯104具有相 對的第一主表面106和第二主表面108、與第一主表面106和第二主表面108垂直設(shè)置的邊 緣110、在第一主表面106處的至少一個(gè)電極112、114以及在第二主表面108處的至少一 個(gè)第二電極116。在二極管管芯的情況下，陽極電極114設(shè)置在管芯104的一個(gè)主表面106 處，并且陰極電極116設(shè)置在相對的主表面108處。在功率晶體管管芯104的情況下，柵極 電極112和源極(發(fā)射極）電極114設(shè)置在管芯104的第一主表面106處，并且漏極(集電 極）電極116設(shè)置在相對的主表面108處。管芯104的邊緣110沒有電極。
[0012] 圖2A示出管芯104的第一主表面106,其面對在封裝100的該側(cè)面處的一個(gè)或更 多個(gè)對應(yīng)端子118,并且圖2B示出管芯的第二(相對）主表面108,其面對在封裝100的相 對側(cè)面處的一個(gè)或更多個(gè)對應(yīng)端子120。圖2A所示的主管芯表面106包括晶體管管芯104 的柵極電極112和源極電極114。圖2B所示的相對的管芯表面108包括晶體管管芯104的 漏極電極116。封裝100包括根據(jù)該實(shí)施例的三個(gè)端子118、120 :在管芯104的第一主表面 106處的兩個(gè)端子118,用于接觸柵極電極112和源極電極114 ;在第二(相對）主表面108 處的一個(gè)端子120,用于接觸漏極電極116。當(dāng)然，取決于用于如上面描述的管芯的管芯類 型和電極配置，其它端子配置是可能的。柵極端子隱藏在源極端子118之后，因此在圖1中 不可見。
[0013] 電極112、114、116可以是金屬焊盤或典型地設(shè)置在半導(dǎo)體管芯104的表面106、 108上的其它類型的結(jié)構(gòu)，用于使得對于管芯104電接觸。封裝端子118U20可以是金屬 夾或典型地用于接觸管芯104的電極112、114、116的其它類型的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，封裝 端子118U20可以是L形的，具有基底區(qū)域118' /120'以及從相應(yīng)的基底區(qū)域118' /120' 垂直延伸的延伸區(qū)域118''/120''。每個(gè)端子118、120的基底區(qū)域118V120'連接到襯底 102的對應(yīng)導(dǎo)電區(qū)域122、124,例如PCB的跡線（trace)、陶瓷材料上的圖案化的金屬化部、 引線框的引線等。
[0014] 管芯104的電極112、114、116經(jīng)由管芯附接材料126、128、130(諸如焊料膏)焊接 到或以其它方式附接到對應(yīng)端子118、120,以形成封裝100。半導(dǎo)體封裝100然后被安裝、 焊接或以其它方式附接到襯底102,以形成如圖1所示的半導(dǎo)體組裝。封裝100中所包括的 半導(dǎo)體管芯104的邊緣110面對襯底102,并且封裝100的端子118、120連接到襯底102的 導(dǎo)電區(qū)域122U24中的不同區(qū)域。以此方式，歸因于邊緣向下安裝配置，因此封裝100具有 非常小的腳印。此外，用于封裝100的主熱量耗散路徑不通過襯底102,而是通過封裝100 的兩個(gè)側(cè)面上的端子118、120,如圖1所示的箭頭所指示的那樣。半導(dǎo)體組裝可以包括相 同或不同的半導(dǎo)體封裝的附加封裝以及安裝到襯底的其它有源和/或無源部件(諸如電感 器、電容器、變壓器、電源等)，以形成電路。
[0015] 圖3圖解在進(jìn)行襯底附接之前的半導(dǎo)體封裝100的另一實(shí)施例的橫截面視圖。圖 3所圖解的實(shí)施例與圖1所圖解的實(shí)施例相似，然而，封裝100的端子118、120不是L形的。 替代地，封裝端子118U20在每個(gè)端子118U20的整個(gè)長度（L)上具有均勻的橫截面面積 (A)。
[0016] 圖4A至圖4C示出在包括模制和對封裝102進(jìn)行附接的后續(xù)處理期間圖3的半導(dǎo) 體封裝100的橫截面視圖。在圖4A中，模制化合物132 (諸如硅樹脂、環(huán)氧樹脂等）包圍或 包封半導(dǎo)體管芯104和端子118U20的至少一部分，從而每個(gè)端子118U20的平行于并且 背對半導(dǎo)體管芯104的外部或外側(cè)面134保持為至少部分未被模制化合物132覆蓋。通過 讓每個(gè)端子118、120的外部或外側(cè)面134至少部分地未被模制化合物132覆蓋，來增加封 裝100進(jìn)行的熱量耗散。
[0017] 進(jìn)一步根據(jù)該實(shí)施例，由模制化合物132形成突起136。突起136設(shè)置在端子118、 120之間，并且在半導(dǎo)體封裝100的同一側(cè)面處比端子118、120向外延伸得更遠(yuǎn)。另外根據(jù) 該實(shí)施例，半導(dǎo)體管芯104被包圍在由模制化合物132和端子118U20形成的空氣腔138 內(nèi)。替換地，模制化合物132可以填充端子118U20與管芯104之間的所有開放間隙，從而 管芯104完全被模制化合物132包住(覆蓋)。在任一情況下，每個(gè)端子118U20的平行于 并且背對半導(dǎo)體管芯104的外部或外側(cè)面134保持為至少部分未被模制化合物132覆蓋。
[0018] 圖4B示出被設(shè)計(jì)為容納具有由模制化合物132形成的突起136的半導(dǎo)體封裝100 的襯底102的橫截面視圖。根據(jù)該實(shí)施例，襯底102具有用于容納突起136的凹槽140。此 夕卜，襯底102的隨后要連接到封裝100的端子118U20的導(dǎo)電區(qū)域122U24設(shè)置在襯底102 的頂表面142上。
[0019] 圖4C示出在如由圖4C中用橢圓標(biāo)記的"按壓配合連接"指示那樣以按壓配合型 連接將封裝100的突起136插入到并容納于形成在襯底102中的凹槽140之后的得到的組 裝的橫截面視圖。每個(gè)端子118U20的至少部分地未被覆蓋的外部或外側(cè)面134例如經(jīng)由 彈性或彈簧作用力抵靠襯底102的與襯底102的頂表面142垂直的對應(yīng)導(dǎo)電區(qū)域122、124 的側(cè)面123、125而被按壓，如圖4C中用橢圓標(biāo)記的"靠緊連接"所指示的那樣。封裝100的 端子118、120可以被焊接到襯底102的對應(yīng)導(dǎo)電區(qū)域122、124,以獲得封裝100與襯底102 之間的更持久的連接。
[0020] 圖5A至圖5C示出在進(jìn)行模制之前半導(dǎo)體封裝100的又一附加實(shí)施例的橫截面視 圖。在圖5A中，半導(dǎo)體管芯104的邊緣110在端子118、120的要被安裝到襯底的端部119、 121處與端子118U20齊平。在圖5B中，半導(dǎo)體管芯104的部分在端子118U20的要被安 裝到襯底的側(cè)面119U21處比端子118U20向外延伸得更遠(yuǎn)。根據(jù)該實(shí)施例，半導(dǎo)體管芯 104的比端子118、120向外延伸得更遠(yuǎn)的部分形成突起105,突起105被設(shè)計(jì)為由形成在襯 底中的凹槽(例如，諸如圖4B所示的凹槽140)容納。在圖5C中，半導(dǎo)體管芯104的邊緣 110既不像圖5A所示那樣與端子118、120的任一端部齊平，管芯邊緣110也不像圖5B所示 那樣延伸超過端子118U20的任一端部。
[0021] 圖6A和圖6B示出半導(dǎo)體封裝100的垂直側(cè)面101、103的立視圖。在該實(shí)施例中， 半導(dǎo)體管芯104是功率晶體管管芯，并且封裝100包括：在封裝100的一個(gè)垂直側(cè)面101處 的柵極端子200和源極(或發(fā)射極)端子204,用于連接到管芯104的對應(yīng)柵極電極112和源 極(或發(fā)射極）電極114 ;以及在封裝100的相對的垂直側(cè)面103處的漏極(或集電極）端子 204,用于連接到管芯104的漏極(或集電極）電極116。管芯104在圖6A和圖6B中被模制 化合物132覆蓋，因此不可見。源極(發(fā)射極）端子202和漏極(集電極）端子204的位置可 以轉(zhuǎn)換。圖6A示出具有柵極端子200和源極(或發(fā)射極)端子202的封裝100的側(cè)面101， 圖6B示出具有漏極(或集電極)端子204的封裝100的相對側(cè)面103。根據(jù)該實(shí)施例，封裝 100的每個(gè)垂直側(cè)面101、103的邊緣被模制化合物132覆蓋，而每個(gè)端子200、202、204的平 行于并且背對半導(dǎo)體管芯104的外部或外側(cè)面134保持為至少部分未被模制化合物132覆 蓋。
[0022] 進(jìn)一步根據(jù)該實(shí)施例，封裝端子200、202、204中的每一個(gè)具有在每個(gè)端子200、 202、204的至少部分地未被覆蓋的側(cè)面134的一個(gè)端部處所設(shè)置的一個(gè)或更多個(gè)接觸焊盤 206。接觸焊盤206被設(shè)計(jì)為接觸在半導(dǎo)體封裝100要插入到的襯底的表面上所設(shè)置的插 槽210中所包括的對應(yīng)接觸焊盤208。圖6A和圖6B還示出插槽210的對應(yīng)側(cè)面的橫截面 視圖。插槽210具有基底212和帶有用于容納封裝100的相對內(nèi)部側(cè)面211、213的開放區(qū) 域214。插槽210的每個(gè)內(nèi)部側(cè)面211、213具有接觸焊盤208,接觸焊盤208被設(shè)計(jì)為使得 在把封裝100插入在插槽210中之時(shí)與靠緊插槽210的該側(cè)面211、213的(多個(gè))封裝端子 200/202/204的對應(yīng)焊盤206接觸。圖6A和圖6B中的面向下的箭頭指示封裝插入方向。 圖6C示出在插入到襯底的插槽210之后具有柵極端子200和源極(或發(fā)射極）端子202的 封裝100的側(cè)面101的立視圖。為了易于圖解而未在圖6A至圖6C中示出襯底，但是可以 是任意類型的在此于先前描述的襯底。
[0023] 圖7A示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝100的底部平面視圖。端子200、202、204保 持為在封裝100的底部側(cè)面（即封裝100的要附接到襯底的側(cè)面)處未被模制化合物132覆 蓋。
[0024] 圖7B示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝100的頂部平面視圖。根據(jù)該實(shí)施例，端子 200、202、204還保持為在封裝100的頂部側(cè)面（即封裝100的背對襯底的側(cè)面)處未被模制 化合物132覆蓋。
[0025] 圖7C示出根據(jù)替換的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝100的頂部平面視圖，其中，端子200、 202、204在封裝100的頂部側(cè)面處被模制化合物132覆蓋。在每種情況下，每個(gè)端子200、 202、204的平行于并且背對半導(dǎo)體管芯104的外部或外側(cè)面134保持為至少部分未被模制 化合物132覆蓋。根據(jù)該實(shí)施例，半導(dǎo)體封裝100可以被表面安裝在襯底上。
[0026] 圖8A和圖8B示出根據(jù)另一實(shí)施例的在進(jìn)行模制之前（圖8A)和在進(jìn)行模制之后 (圖8B)的半導(dǎo)體封裝100的橫截面視圖。根據(jù)該實(shí)施例，每個(gè)端子118U20具有帶有凹槽 300的第一端部119、121和帶有凹槽300的相對的第二端部301、303。模制化合物132在 模制處理之后在端子118、120的兩個(gè)端部119/121、301、303處填充凹槽300,如圖8B所示。
[0027] 圖9A和圖9B示出根據(jù)再一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝100的視圖。圖9A示出在封裝 端子118、120的橫向側(cè)面處看去的封裝100的第一側(cè)面立視圖，圖9B示出在端子118、120 的主側(cè)面處看去的封裝100的第二側(cè)面立視圖。為了易于圖解，圖9A和圖9B未示出模制 化合物132。根據(jù)該實(shí)施例，致冷結(jié)構(gòu)400被圖案化到端子118、120中的一個(gè)或更多個(gè)的 平行于并且背對半導(dǎo)體管芯104的外部或外側(cè)面134。致冷結(jié)構(gòu)400增加端子118/120的 露出的表面面積，改進(jìn)了封裝100的熱量耗散特性。在銅端子118、120的情況下，致冷結(jié)構(gòu) 400可以被刻蝕到端子118、120的至少部分未被覆蓋的側(cè)面134,以包括帶有這樣的結(jié)構(gòu)的 預(yù)成型或后成型引線框或夾。在鋁端子118U20的情況下，可以通過模壓（extrusion)形 成致冷結(jié)構(gòu)400。在一個(gè)實(shí)施例中，致冷結(jié)構(gòu)400是圖案化到端子118、120中的一個(gè)或更多 個(gè)的平行于并且背對半導(dǎo)體管芯104的外部或外側(cè)面134的翅片型結(jié)構(gòu)。翅片可以具有任 何類型的形狀(例如矩形、三角形等)。可以替代地使用其它致冷結(jié)構(gòu)形狀，諸如柱形或針形 致冷結(jié)構(gòu)。
[0028] 圖10A和圖10B示出根據(jù)不同實(shí)施例的具有翅片型致冷結(jié)構(gòu)400的封裝端子 118/120中的一個(gè)的立視圖。在圖10A的實(shí)施例中，翅片型致冷結(jié)構(gòu)400沿著端子118/120 的平行于并且背對半導(dǎo)體管芯104的外部或外側(cè)面134的長度（L)延伸。在圖10B的實(shí)施 例中，翅片型致冷結(jié)構(gòu)400沿著端子118/120的平行于并且背對半導(dǎo)體管芯104的外部或 外側(cè)面134的寬度（W)延伸。在兩種情況下空氣都穿過翅片流動(dòng)，使得封裝100能夠耗散 更多熱量。
[0029] 圖11圖解制造在此所描述的半導(dǎo)體封裝100的方法的實(shí)施例。提供半導(dǎo)體管芯 104和用于對管芯100的連接的端子118、120 (圖11A)。管芯104具有相對的第一主表面 106和第二主表面108、垂直于主表面106、108設(shè)置的邊緣110、在第一主表面106處的一個(gè) 或更多個(gè)電極以及在第二主表面108處的一個(gè)或更多個(gè)電極。管芯電極在圖11中不可見。
[0030] 繼續(xù)于該制造方法，管芯附接材料126、128 (諸如焊料膏)被施加到管芯104的(多 個(gè)）對應(yīng)電極上的第一主表面106 (圖11B)。然后旋轉(zhuǎn)管芯104,從而管芯104的第一主表 面106面對要被連接到第一主表面106的每個(gè)端子118(圖11C)。在焊料膏的情況下，例如 通過使管芯附接材料126、128回流，從而面對管芯104的第一主表面106的每個(gè)端子118經(jīng) 由施加到第一主表面106的管芯附接材料126U28附接到對應(yīng)電極（圖11C)。管芯附接材 料130 (諸如焊料膏）被施加到管芯104的(多個(gè)）對應(yīng)電極上的第二主表面108 (圖11D)， 并且管芯104與先前所附接的（多個(gè)）端子118旋轉(zhuǎn)，從而管芯104的第二主表面108面對 要被連接到第二主表面108的每個(gè)端子120 (圖11E)。在焊料膏的情況下，例如通過使管 芯附接材料108回流，從而面對管芯104的第二主表面108的每個(gè)端子120然后經(jīng)由施加 到第二主表面108的管芯附接材料130附接到對應(yīng)電極（圖11E)。該制造方法可以進(jìn)一步 包括：利用模制化合物132來包圍半導(dǎo)體管芯104和端子118、120的至少一部分，從而端子 118U20中的每一個(gè)具有平行于并且背對半導(dǎo)體管芯104的側(cè)面134,該側(cè)面134保持為至 少部分未由模制化合物132覆蓋。該制造方法可以進(jìn)一步包括：從模制化合物132形成突 起136,該突起136被設(shè)置在端子118U20之間，并且在半導(dǎo)體封裝100的同一側(cè)面處比端 子118、120向外延伸得更遠(yuǎn)。
[0031] 圖12圖解制造在此所描述的半導(dǎo)體封裝100的方法的另一實(shí)施例。提供半導(dǎo)體 管芯104和用于對管芯104的連接的端子118、120 (圖12A)。管芯104具有相對的第一主 表面106和第二主表面108、垂直于主表面106、108設(shè)置的邊緣110、在第一主表面106處 的一個(gè)或更多個(gè)電極112、114以及在第二主表面108處的一個(gè)或更多個(gè)電極。管芯電極在 圖12中不可見。
[0032] 繼續(xù)于該制造方法，管芯附接材料126、128、130 (諸如焊料膏）被施加到管芯104 的電極上的兩個(gè)主表面106、108(圖12B)。在兩個(gè)表面106、108上具有管芯附接材料1126、 128U30的半導(dǎo)體管芯104然后插入到端子118、120之間的間隙，如圖12B中的面向下箭 頭所指示的那樣。在管芯104的第一主表面106處的（多個(gè)）電極經(jīng)由施加到第一主表面 的管芯附接材料126、128附接到鄰近第一主表面106的（多個(gè)）對應(yīng)端子118,并且在管芯 104的第二主表面108處的（多個(gè)）電極經(jīng)由施加到第二主表面108的管芯附接材料130附 接到鄰近第二主表面108的（多個(gè)）對應(yīng)端子120 (圖12C)。該制造方法可以進(jìn)一步包括： 利用模制化合物132來包圍半導(dǎo)體管芯104和端子118、120的至少一部分，從而端子118、 120中的每一個(gè)具有平行于并且背對管芯104的側(cè)面134,該側(cè)面134保持為至少部分未由 模制化合物132覆蓋。該制造方法可以進(jìn)一步包括：從模制化合物132形成突起136,該突 起136被設(shè)置在端子118U20之間，并且在半導(dǎo)體封裝100的同一側(cè)面處比端子118U20 向外延伸得更遠(yuǎn)。
[0033] 為了便于描述而使用了與空間有關(guān)的術(shù)語(諸如"在……之下"、"以下"、"下部"、 "在……上方"和"上部"等）以解釋一個(gè)元件相對于第二元件的定位。這些術(shù)語意圖涵蓋器 件的除了與圖中所描繪的那些不同的定向之外的不同定向。進(jìn)一步地，諸如"第一"和"第 二"等的術(shù)語也用于描述各個(gè)元件、區(qū)域、部分等，并且也并非意圖進(jìn)行限制。同樣的術(shù)語貫 穿于描述指代同樣的元件。
[0034] 如在此使用的那樣，術(shù)語"具有"、"包含"、"包括"和"含有"等是指示所聲明的要 素或特征的存在性的開放式術(shù)語，而非排除附加的要素或特征。數(shù)量詞"一個(gè)"、"某個(gè)"以 及代詞"這個(gè)"意圖包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另外地清楚指示。
[0035] 應(yīng)謹(jǐn)記在上面的變形和應(yīng)用的范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明既不由前面的描述 限制，也不由隨附的附圖限制。替代地，本發(fā)明僅由下面的權(quán)利要求及其法律等同物來限 制。
【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體封裝，包括： 半導(dǎo)體管芯，具有相對的第一主表面和第二主表面、與所述第一主表面和所述第二主 表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的第一電極以及在所述第二主表面處的第二電 極； 第一端子，附接到所述第一電極； 第二端子，附接到所述第二電極； 模制化合物，包圍所述半導(dǎo)體管芯以及所述第一端子和所述第二端子的至少一部分， 從而所述第一端子和所述第二端子中的每一個(gè)具有平行于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè) 面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化合物覆蓋；以及 突起，從所述模制化合物形成，或者從所述模制化合物突出出來，所述突起被設(shè)置在所 述第一端子與所述第二端子之間，并且在所述半導(dǎo)體封裝的同一側(cè)面處比所述第一端子和 所述第二端子向外延伸得更遠(yuǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述突起包括所述半導(dǎo)體管芯的一部分，從 而所述半導(dǎo)體管芯在所述半導(dǎo)體封裝的同一側(cè)面處比所述第一端子和所述第二端子向外 延伸得更遠(yuǎn)。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述半導(dǎo)體管芯是功率晶體管管芯，所述第 一電極是所述功率晶體管管芯的源極電極，所述第二電極是所述功率晶體管管芯的漏極電 極，并且所述功率晶體管管芯進(jìn)一步在管芯的與所述源極電極或所述漏極電極相同的表面 處具有柵極電極，所述半導(dǎo)體封裝進(jìn)一步包括： 第三端子，附接到所述柵極電極， 其中，所述模制化合物包圍所述第三端子的至少一部分，從而所述第三端子具有平行 于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè)面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化合物覆蓋，并 且所述突起在所述半導(dǎo)體封裝的與所述第一端子和所述第二端子相同的側(cè)面處比所述第 三端子向外延伸得更遠(yuǎn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述半導(dǎo)體管芯被包圍在由所述模制化合 物和端子形成的空氣腔內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，進(jìn)一步包括：致冷結(jié)構(gòu)，被圖案化到所述第一端 子和所述第二端子中的至少一個(gè)的至少部分未被覆蓋的側(cè)面，以用于增加該側(cè)面的表面面 積。
6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一個(gè) 具有在相應(yīng)端子的至少部分未被覆蓋的側(cè)面的端部處所設(shè)置的一個(gè)或更多個(gè)接觸焊盤。
7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一端子和所述第二端子在每個(gè)端子 的整個(gè)長度上具有均勻的橫截面面積。
8. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述半導(dǎo)體管芯的邊緣在所述第一端子和 所述第二端子的一個(gè)端部處與端子齊平。
9. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一端子和所述第二端子的每一個(gè)具 有被所述模制化合物覆蓋的第一端部以及至少部分未被所述模制化合物覆蓋的相對的第 二端部。
10. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一端子和所述第二端子的每一個(gè)具 有帶有凹槽的第一端部以及帶有凹槽的相對的第二端部，并且其中，所述模制化合物填充 在端子的所述第一端部處的凹槽和在端子的所述第二端部處的凹槽。
11. 一種半導(dǎo)體封裝，包括： 半導(dǎo)體管芯，具有相對的第一主表面和第二主表面、與所述第一主表面和所述第二主 表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的第一電極以及在所述第二主表面處的第二電 極； 第一端子，附接到所述第一電極； 第二端子，附接到所述第二電極； 模制化合物，包圍所述半導(dǎo)體管芯以及所述第一端子和所述第二端子的至少一部分， 從而所述第一端子和所述第二端子中的每一個(gè)具有平行于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè) 面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化合物覆蓋；以及 致冷結(jié)構(gòu)，被圖案化到所述第一端子和所述第二端子中的至少一個(gè)的至少部分未被覆 蓋的側(cè)面，以用于增加該側(cè)面的表面面積。
12. 如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述致冷結(jié)構(gòu)包括被圖案化到所述第一 端子和所述第二端子中的至少一個(gè)的至少部分未被覆蓋的側(cè)面的翅片型結(jié)構(gòu)。
13. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述翅片型結(jié)構(gòu)沿著具有所述致冷結(jié)構(gòu) 的至少部分未被覆蓋的側(cè)面的寬度延伸。
14. 如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝，進(jìn)一步包括：突起，從所述模制化合物形成，或 者從所述模制化合物突出出來，所述突起被設(shè)置在所述第一端子與所述第二端子之間，并 且在所述半導(dǎo)體封裝的同一側(cè)面處比所述第一端子和所述第二端子向外延伸得更遠(yuǎn)。
15. -種半導(dǎo)體組裝，包括： 襯底，具有導(dǎo)電區(qū)域；以及 半導(dǎo)體封裝，包括： 半導(dǎo)體管芯，具有相對的第一主表面和第二主表面、與所述第一主表面和所述第二主 表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的第一電極以及在所述第二主表面處的第二電 極； 第一端子，附接到所述第一電極； 第二端子，附接到所述第二電極；以及 模制化合物，包圍所述半導(dǎo)體管芯以及所述第一端子和所述第二端子的至少一部分， 從而所述第一端子和所述第二端子中的每一個(gè)具有平行于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè) 面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化合物覆蓋， 其中，所述半導(dǎo)體封裝的所述第一端子和所述第二端子連接到所述襯底的所述導(dǎo)電區(qū) 域中的不同區(qū)域。
16. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述半導(dǎo)體封裝進(jìn)一步包括：突起，從所 述模制化合物形成，或者從所述模制化合物突出出來，所述突起被設(shè)置在所述第一端子與 所述第二端子之間，并且比所述第一端子和所述第二端子朝向所述襯底向外延伸得更遠(yuǎn)， 其中，所述突起由所述襯底中的凹槽容納。
17. 如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述半導(dǎo)體封裝的所述第一端子和所述 第二端子在每個(gè)端子的整個(gè)長度上具有均勻的橫截面面積，其中，所述襯底的連接到所述 第一端子和所述第二端子的所述導(dǎo)電區(qū)域設(shè)置在所述襯底的表面上，并且其中，每個(gè)端子 的至少部分未被覆蓋的側(cè)面抵靠與所述襯底的表面垂直的對應(yīng)的導(dǎo)電區(qū)域的側(cè)面而被按 壓。
18. 如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述突起包括所述半導(dǎo)體管芯的一部分， 從而所述半導(dǎo)體管芯比所述第一端子和所述第二端子向外延伸得更遠(yuǎn)，并且由所述襯底中 的凹槽容納。
19. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述半導(dǎo)體管芯是功率晶體管管芯，所述 第一電極是所述功率晶體管管芯的源極電極，所述第二電極是所述功率晶體管管芯的漏極 電極，并且所述功率晶體管管芯進(jìn)一步在管芯的與所述源極電極或所述漏極電極相同的表 面處具有柵極電極，所述半導(dǎo)體封裝進(jìn)一步包括： 第三端子，附接到所述柵極電極，并且連接到所述襯底的所述導(dǎo)電區(qū)域之一， 其中，所述模制化合物包圍所述第三端子的至少一部分，從而所述第三端子具有平行 于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè)面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化合物覆蓋，并 且突起比所述第三端子朝向所述襯底向外延伸得更遠(yuǎn)。
20. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述半導(dǎo)體管芯被包圍在由所述模制化 合物和端子形成的空氣腔內(nèi)。
21. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一 個(gè)具有在相應(yīng)端子的至少部分未被覆蓋的側(cè)面的端部處所設(shè)置的一個(gè)或更多個(gè)接觸焊盤， 其中，所述襯底的連接到所述第一端子和所述第二端子的所述導(dǎo)電區(qū)域的每一個(gè)包括具有 接觸焊盤的插槽，并且其中，端子中的每一個(gè)插入在對應(yīng)的插槽中，從而端子的每個(gè)接觸焊 盤接觸插槽的接觸焊盤中的一個(gè)。
22. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述半導(dǎo)體管芯的邊緣在所述第一端子 和所述第二端子的鄰近所述襯底的端部處與端子齊平。
23. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述第一端子和所述第二端子的每一個(gè) 具有由所述模制化合物覆蓋的第一端部和至少部分未被所述模制化合物覆蓋的相對的第 二端部，端子的所述第一端部背對所述襯底，并且端子的所述第二端部面對所述襯底。
24. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述第一端子和所述第二端子的每一個(gè) 具有帶有凹槽的第一端部以及帶有凹槽的相對的第二端部，并且其中，所述模制化合物填 充在端子的所述第一端部處的凹槽和在端子的所述第二端部處的凹槽。
25. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組裝，進(jìn)一步包括：致冷結(jié)構(gòu)，被圖案化到所述第一端 子和所述第二端子中的至少一個(gè)的至少部分未被覆蓋的側(cè)面，以用于增加該側(cè)面的表面面 積。
26. 如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述致冷結(jié)構(gòu)包括被圖案化到所述第一 端子和所述第二端子中的至少一個(gè)的至少部分未被覆蓋的側(cè)面的翅片型結(jié)構(gòu)。
27. 如權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體組裝，其中，所述翅片型結(jié)構(gòu)沿著具有所述致冷結(jié)構(gòu) 的至少部分未被覆蓋的側(cè)面的寬度延伸。
28. -種制造半導(dǎo)體封裝的方法，所述方法包括： 將管芯附接材料施加到半導(dǎo)體管芯的第一主表面，所述半導(dǎo)體管芯還具有相對的第二 主表面、與所述第一主表面和所述第二主表面垂直設(shè)置的邊緣、在所述第一主表面處的第 一電極以及在所述第二主表面處的第二電極； 旋轉(zhuǎn)所述半導(dǎo)體管芯，從而所述半導(dǎo)體管芯的所述第一主表面面對第一端子； 經(jīng)由施加到所述第一主表面的管芯附接材料將所述第一電極附接到所述第一端子； 將管芯附接材料施加到所述半導(dǎo)體管芯的所述第二主表面； 旋轉(zhuǎn)帶有所附接的所述第一端子的所述半導(dǎo)體管芯，從而所述半導(dǎo)體管芯的所述第二 主表面面對第二端子；以及 經(jīng)由施加到所述第二主表面的管芯附接材料將所述第二電極附接到所述第二端子。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，進(jìn)一步包括：利用模制化合物包圍所述半導(dǎo)體管芯以 及所述第一端子和所述第二端子的至少一部分，從而所述第一端子和所述第二端子中的每 一個(gè)具有平行于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè)面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化 合物覆蓋。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括：從所述模制化合物形成突起，所述突起被 設(shè)置在所述第一端子和所述第二端子之間，并且在所述半導(dǎo)體封裝的同一側(cè)面處比所述第 一端子和所述第二端子向外延伸得更遠(yuǎn)。
31. -種制造半導(dǎo)體封裝的方法，所述方法包括： 將管芯附接材料施加到半導(dǎo)體管芯的第一主表面和所述半導(dǎo)體管芯的相對的第二主 表面，所述半導(dǎo)體管芯進(jìn)一步具有：與所述第一主表面和所述第二主表面垂直設(shè)置的邊緣、 在所述第一主表面處的第一電極以及在所述第二主表面處的第二電極； 將帶有管芯附接材料的所述半導(dǎo)體管芯插入到第一端子與第二端子之間的間隙中；以 及 在所述半導(dǎo)體管芯插入到所述第一端子和所述第二端子之間的間隙中之后，經(jīng)由施加 到所述第一主表面的管芯附接材料將所述第一電極附接到所述第一端子，并且經(jīng)由施加到 所述第二主表面的管芯附接材料將所述第二電極附接到所述第二端子。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包括：利用模制化合物包圍所述半導(dǎo)體管芯以 及所述第一端子和所述第二端子的至少一部分，從而所述第一端子和所述第二端子中的每 一個(gè)具有平行于并且背對所述半導(dǎo)體管芯的側(cè)面，該側(cè)面保持為至少部分未被所述模制化 合物覆蓋。
33. 如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)一步包括：從所述模制化合物形成突起，所述突起被 設(shè)置在所述第一端子和所述第二端子之間，并且在所述半導(dǎo)體封裝的同一側(cè)面處比所述第 一端子和所述第二端子向外延伸得更遠(yuǎn)。
【文檔編號(hào)】H01L23/48GK104218007SQ201410236577
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】龍登超, 陳天山 申請人:英飛凌科技股份有限公司