專利名稱：為非平面型半導(dǎo)體器件形成頂部接觸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子器件，更具體地說涉及為半導(dǎo)體或者其它電子芯片提供引線的裝置和方法的改進(jìn)。這里所說的器件一詞是指所有采用這里所述的連接裝置和引線的各種電子器件和集成電路，而不局限于以半導(dǎo)體為基底的器件。
在電子領(lǐng)域，特別是在半導(dǎo)體器件和電路領(lǐng)域，通常為主要進(jìn)行信號處理的器件提供重量輕的引線，而為傳輸大電流的器件提供重引線。細(xì)引線的線焊接和金屬箔片的接頭片焊接為信號處理器件通常采用的典型技術(shù)。這種引線或箔片一般只傳輸微安或毫安級電流，其典型厚度只有一個(gè)密耳或幾個(gè)密耳，它們經(jīng)常直接焊接到器件的焊接區(qū)上。
對于傳輸較大電流的器件，例如，功率二極管和晶體管或集成電路，需要傳輸幾安培到十幾安培或幾百安培的電流，所以焊到這種器件上的引線必須更堅(jiān)固，通常采用厚度為幾十到幾百密耳粗的金屬引線。經(jīng)常借助于低溫焊接(soledring)將這些引線焊到器件的焊接區(qū)域上。
當(dāng)待連接的器件具有不規(guī)則的表面時(shí)，焊接這樣的粗引線時(shí)要避免產(chǎn)生使成品率和可靠性下降的失效狀態(tài)就變得更加困難了。例如，當(dāng)采用掩膜和/或鈍化介質(zhì)制造功率半導(dǎo)體管芯時(shí)，其焊接區(qū)可能被外表面高于焊接區(qū)表面的凸起的介質(zhì)部分地圍繞。當(dāng)將現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的扁平引線焊到這樣的焊接區(qū)上時(shí)，焊料的體積和擴(kuò)展程度都很難控制，焊料變得更容易流到介質(zhì)表面，焊料在芯片邊緣形成的連通物會引起短路，使得器件不能工作或者喪失可靠性。因此，在對功率器件焊接粗引線時(shí)，仍然存在一個(gè)問題，這是因?yàn)樵诠β势骷?，焊接區(qū)或其它連接點(diǎn)比相鄰的表面低，例如，焊接區(qū)至少部分地被介質(zhì)或不用來與引線接觸的，相對于襯底表面比焊接區(qū)高的凸起的其它材料所包圍。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的裝置及方法，為焊接區(qū)或接觸區(qū)相對于器件周圍區(qū)域的至少部分外表面凹陷的器件焊接引線。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的裝置及方法，為如上所述能夠傳輸一安培或更大恒電流的半導(dǎo)體器件焊接引線。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的裝置及方法，為如上所述需使用焊料進(jìn)行焊接的器件焊接引線。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種改進(jìn)的裝置及方法，為如上所述器件焊接引線，這種器件中管芯引線的間隙很緊湊，焊接區(qū)和引線焊接區(qū)的間隙充滿焊料，以增強(qiáng)器件的沖擊能力。
這里所用的焊料一詞是指任何導(dǎo)電的焊接材料，這種材料在引線連接過程中的某一時(shí)間為半固態(tài)或者至少部分為液態(tài)。例如，常規(guī)的金屬、金屬合金、含環(huán)氧樹脂的金屬或其它導(dǎo)電塑料、玻璃及類似物。
通過本發(fā)明能夠達(dá)到上述的和其它的目的及優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明包括具有相對的第一和第二表面的管芯，其中第二表面上有一個(gè)至少部分地比管芯上相鄰的上表面凹陷的焊接區(qū);具有安置管芯用的第一部分和連接焊接區(qū)用的第二部分的電極裝置，其中，第二部分至少部分地向著焊接區(qū)凹陷或彎曲;和為將至少部分地凹陷或彎曲的第二部分焊到焊接區(qū)上而不擴(kuò)展到焊接區(qū)之外的上表面上所使用的導(dǎo)電附著材料。
上述的改進(jìn)型電子器件可望通過下述步驟制成提供一個(gè)在其一個(gè)表面上具有凹陷焊接區(qū)的半導(dǎo)體管芯，提供一個(gè)具有管芯安置部分和凹陷或彎曲的焊接部分的引線裝置，將管芯粘著到安置部分上，借助于導(dǎo)電材料將凹陷或彎曲的引線裝置粘著到焊接區(qū)上，導(dǎo)電材料沒有在水平方向上擴(kuò)展到焊接區(qū)之外的器件表面上。兩個(gè)粘著步驟需要同時(shí)進(jìn)行。而且，這兩個(gè)粘著步驟要求通過焊接來實(shí)現(xiàn)。在需要使管芯與安置部分絕緣的地方，將絕緣材料安放到中間。
以上所概述的發(fā)明和目的及優(yōu)點(diǎn)通過考察下列附圖及說明書將會得到更充分的理解。


圖1A示出現(xiàn)有技術(shù)中的電子器件的一部分的局部剖面俯視圖，圖1B-C示出它的截面圖;
圖2A示出本發(fā)明第一實(shí)施例中電子器件的一部分的局部剖面俯視圖，圖2B為它的截面圖;
圖3A示出本發(fā)明另一實(shí)施例中電子器件的一部分的俯視圖，圖3B為它的截面圖;
圖4示出本發(fā)明再一實(shí)施例中電子器件的一部分的俯視圖，圖4B-D示出它的幾個(gè)實(shí)施例的截面圖。
圖1A示出按照現(xiàn)有技術(shù)的電子器件10的一部分的局部剖面俯視圖，圖1B-C為它的截面圖，第一電極12具有電子管芯(例如硅整流器芯片)16，管芯16是借助于固定裝置20安置到電極上的。管芯16的另一面上具有接觸區(qū)22，接觸區(qū)22至少部分地與具有外表面23的凸起介質(zhì)18相交界。管芯16的主體17可以是P型半導(dǎo)體區(qū)域，接觸或焊接區(qū)22可以是N型半導(dǎo)體區(qū)域，于是在管芯16中就形成了PN結(jié)19。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解，用二極管作為管芯16僅僅是為了說明，本發(fā)明所涉及的并不是元件16的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，元件16可以是一個(gè)二極管、電阻器、晶體管或者其它電子結(jié)構(gòu)，不管它是半導(dǎo)體的或是其它材料的。為清楚起見，在截面圖1B-4D中省略了管芯16中各區(qū)域的窗口，并且將焊料區(qū)域用點(diǎn)畫方式表示。
接觸區(qū)22可以是管芯16主體中在表面上暴露出的一個(gè)區(qū)域的一部分，或者是表面金屬化區(qū)，或者可以是在器件主體之上或在器件介質(zhì)層之上的傳導(dǎo)引線的一個(gè)暴露部分。接觸區(qū)22可以是摻雜半導(dǎo)體、金屬、半金屬、合金或它們的組合。該主體可以為半導(dǎo)體或絕緣體。至于本發(fā)明的重點(diǎn)，則涉及到的僅是接觸區(qū)22相對于管芯16外表面的一個(gè)相鄰部分為凹陷的情況，例如圖1B中所示，與接觸區(qū)22相鄰的介質(zhì)18的表面23比接觸區(qū)22要高一些。
接觸區(qū)22是借助例如焊料24等固定到引線裝置14上的。由于在現(xiàn)有技術(shù)中引線14基本上是平的，除非精確控制焊料24的量和引線14的間隙，否則，焊料24將擴(kuò)展到介質(zhì)18的上表面層23上。由于為此目的所采用的焊料是變化的，并且由于引線14與接觸區(qū)22之間的間隙也是變化的，所以，多余的焊料經(jīng)常從接觸區(qū)22和引線14之間被擠出，溢到介質(zhì)層18的上表面23上，并覆蓋管芯16的邊緣，如圖1C中的26所示。由于PN結(jié)19的短路等原因，能造成器件無法工作。既使焊料24沒有擴(kuò)展到使PN結(jié)19短路的程度，而僅僅流到介質(zhì)18上表面23之上，這就會由于在沿著器件邊緣從區(qū)域17到焊料24之間所產(chǎn)生的飛弧而降低擊穿電壓，進(jìn)而給器件的可靠性帶來不良影響。當(dāng)焊料24沾潤了引線14并滲入介質(zhì)18和引線14之間小間隙時(shí)，這種短路和擊穿電壓降低的傾向變得更嚴(yán)重。于是，在現(xiàn)有技術(shù)的引線布局中，會出現(xiàn)成品率和可靠性降低的情況。
圖2A示出按照本發(fā)明第一實(shí)施例的改進(jìn)型器件的局部剖面俯視圖，圖2B示出它的截面圖。這一改進(jìn)了的器件避免了現(xiàn)有技術(shù)中器件的許多局限性。第一電極12和管芯16都與圖1A-C所示的現(xiàn)有技術(shù)中的器件相同，管芯在凹陷的接觸區(qū)22與主體17之間具有PN結(jié)19，并且?guī)в芯哂斜砻?3的相鄰的凸起介質(zhì)18，它們僅僅代表多種不同類型的電子器件(具有或不具有PN結(jié))，這些電子器件在焊接區(qū)22上都具有凹陷的接觸區(qū)域。
在上引線30上具有凹陷區(qū)32，其底部34向著接觸區(qū)22的方向凹陷，并用焊料區(qū)36將上引線30固定。焊料區(qū)36(在圖3B和4B中分別等效為區(qū)域46和56)可以是金屬焊料、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電玻璃或其它導(dǎo)電體，它們在這里統(tǒng)稱為焊料。
重要的是凹陷區(qū)32的底部34的橫向尺寸要小于接觸區(qū)22的橫向尺寸，如圖2A-B中所示，凹陷區(qū)32的底部34比引線30的下表面33下降的深度大于接觸區(qū)22比凸起介質(zhì)18的上表面23凹陷的深度，這有利于為焊料36提供適當(dāng)?shù)男螤?，并且有利于控制焊料的橫向擴(kuò)展。
當(dāng)焊料36處于半液體或液體狀態(tài)時(shí)，它可浸潤接觸區(qū)22和引線30的下表面33，由于浸潤得很好，使得焊料36與接觸區(qū)22和引線30的下表面33之間的接觸角很小，并且有很強(qiáng)的趨勢使得焊料從接觸區(qū)22的中心向外橫向蔓延。即使焊料的有效體積有限時(shí)，情況也是如此。在圖2A-B所示的器件中，焊料36邊緣的橫向遷移是與焊料的表面張力相反的。
在圖2A-B所示的本發(fā)明的方案中，由于凹陷區(qū)32的存在，使引線30的下表面33與接觸區(qū)22之間的間距增加，這就提供了一個(gè)相當(dāng)大的具有橫向向外凹入的空氣-焊料界面。在這種情況下，空氣-焊料界面上的表面張力的一個(gè)分力與沿著引線30和焊料界面處的表面遷移力相反。在現(xiàn)有技術(shù)的器件中，焊料與介質(zhì)表面23之間的接觸角很大，則引線14與介質(zhì)18之間的空氣-焊料界面可以是橫向向外凸起的，這時(shí)，表面張力將有利于橫向向外的遷移力，而不是與之相反。
這樣，按本發(fā)明的方案在制造中進(jìn)行控制要容易得多，對焊料體積上的變化和引線與接觸區(qū)之間間距的不同也能夠容易得多。其原因是由于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中能夠得到焊料可流入的大的間隙，不會使焊料蔓延到介質(zhì)18的上表面23上。
將要注意的是，焊料36可能接觸到介質(zhì)18的側(cè)壁37(從介質(zhì)18的上表面23伸出到接觸區(qū)22的部分)，這并無害。因?yàn)楹噶?6的空氣-表面界面橫向向內(nèi)指向這一點(diǎn)，即指向接觸區(qū)22的中心，所以，即使由于空氣-焊料界面的表面張力與這種遷移相反，焊料36浸潤了介質(zhì)18，焊料36也幾乎沒有蔓延到介質(zhì)上表面23之上的傾向。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，表面遷移力和表面張力都使得焊料36沿接觸區(qū)22向外蔓延，然后沿側(cè)壁37向上蔓延，使得焊料能夠填滿接觸區(qū)22之上的凹處。這就為接觸區(qū)22提供了最大的接觸面積，這對于減少接觸區(qū)22和引線30之間的串聯(lián)電阻、熱阻是很需要的。焊料填充的行為在它填到介質(zhì)側(cè)壁37的上邊緣時(shí)，即接觸凹陷處被填滿時(shí)，趨于結(jié)束。因?yàn)?，這時(shí)空氣-焊料界面的表面張力分量從有助于焊料沿側(cè)壁37向上遷移的力轉(zhuǎn)變成與沿表面23向外遷移相反的力。
圖2A-B示出的實(shí)施例，其凹陷處32的底部34基本上是平的。這種設(shè)計(jì)為引線30提供了大的緊靠著接觸區(qū)22的表面面積，這是改善沖擊性能所希望的，但在裝配過程中，為了確保底部34與接觸區(qū)22平行，就需要較精確地放置引線。圖3A-B中所示的結(jié)構(gòu)具有更大的容忍度。圖3A-B的結(jié)構(gòu)與圖2A-B的結(jié)構(gòu)基本相同，只是上引線40的凹陷區(qū)42的底部44是彎曲的。這使得從凹陷區(qū)42的中心到臨近的介質(zhì)18處，底部44與接觸區(qū)22之間的間距單調(diào)增加。這個(gè)實(shí)施例幾乎具有圖2A-B所示實(shí)施例的全部優(yōu)點(diǎn)，并且還有一個(gè)附加優(yōu)點(diǎn)，即對引線30、40和接觸區(qū)22之間平行度的對正誤差具有較低的靈敏度。按照圖3A-B所示的安排，引線40的底部44與接觸區(qū)22之間的關(guān)系基本上是等同的，即使在引線40略微不平行于平面22的情況下也是等同的，而引線30的底部34的情況就不是這樣的。
在圖2A-B所示的安排中，當(dāng)從頂部觀察時(shí)，凹陷區(qū)32基本上是方形的或者是長方形的，在圖3A-B所示的安排中，當(dāng)從頂部觀察時(shí)，凹陷區(qū)42基本上是圓形或橢圓形，其截面的情況基本上是半球形的或半橢圓形的。這里所用的半橢圓形一詞包括半球形。
凹陷區(qū)32和42的形狀并不是關(guān)鍵，所要求的只是，避免尖銳的邊緣或者彎曲處或避免厚度減薄的區(qū)域。凹陷區(qū)需要大體上與接觸區(qū)22的水平面形狀相一致，以利于焊料36、46充分地覆蓋接觸區(qū)22，并且正如圖3B、4B和/或4D的截面圖所示，凹陷處具有稍微彎曲的底部外形。
圖4A-B示出了本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，其中把上引線50做得比接觸區(qū)22要窄。引線50具有一彎曲部分52，彎曲部分52的下表面54靠焊料56焊到接觸區(qū)域22上。由于將彎曲部分52做得比接觸區(qū)22小，即使接觸部分52在對準(zhǔn)上有些誤差，焊料也會容易地被迫留在接觸區(qū)中。
圖4C-D為按照本發(fā)明其它的實(shí)施例、以與圖4B成直角的方向示出的圖4A-B所示安排的截面圖。在圖4C中引線50的彎曲部分52實(shí)際上只在一個(gè)方向上彎曲，即在圖4B所示的平面內(nèi)彎曲，而在圖4C所示的平面中不彎曲。于是，在這個(gè)實(shí)施例中，彎曲部分52具有基本上為圓柱形或其它的兩維彎曲面。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是特別容易在對引線50的材料沖壓最少的情況下形成該彎曲部分。
圖4D中引線50的彎曲部分52在兩個(gè)方向上彎曲，即在圖4B和圖4D所示的平面上都彎曲，一般來說，兩個(gè)彎曲面互相垂直，但這不是必需的。在這個(gè)實(shí)施例中，彎曲部分基本上是半球形或半橢球形或其它三維彎曲形狀。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是對管芯接觸區(qū)和引線接觸部分之間的對準(zhǔn)問題有最大的容忍度。
曲面60的半徑(見圖4B)需要根據(jù)接觸區(qū)22的不同尺寸來調(diào)節(jié)，以使得底表面43、44和53、54與接觸區(qū)22的上表面45、55之間的距離在介質(zhì)18的側(cè)壁37的上邊緣處足夠地大，從而避免焊料蔓延到介質(zhì)18的上表面23之上。以下描述的實(shí)例為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提供足夠的信息，以使他們在沒有充分經(jīng)驗(yàn)的情況下為接觸區(qū)22的不同橫向尺寸選擇最好的彎曲面42、52。
在上述的實(shí)施例中，管芯16與引線12之間是直接電連接的，但是，這并不是必須的。固定裝置20可以包括一個(gè)電絕緣體，以使得管芯16只與引線12熱連接，而不是電連接，從而為其提供機(jī)械支撐。可以通過其它引線實(shí)現(xiàn)(圖中未示出)，與管芯16上區(qū)域17的電連接。
關(guān)于焊接材料的選擇，金屬合金焊料被認(rèn)為是最適當(dāng)?shù)?，但其它的焊料也可以被認(rèn)為是可用的。在選擇焊料時(shí)重要的是所選擇的材料容易浸潤導(dǎo)電引線，而不易浸潤管芯上鄰近焊接處不應(yīng)與導(dǎo)線或焊料相接觸的其它區(qū)域，由于導(dǎo)電引線通常是高電導(dǎo)率材料，而鄰近的管芯區(qū)域經(jīng)常覆蓋著鈍化介質(zhì)，所以最好在焊接處使用能夠優(yōu)先浸潤這樣的金屬，而不易有效地浸潤鈍化介質(zhì)的焊料。在這一點(diǎn)上，金屬合金焊料通常比我們知道的大多數(shù)導(dǎo)電塑料或玻璃要好。
實(shí)例用硅整流器管芯制成基本上具有圖3A-B和圖4A-B所示結(jié)構(gòu)的器件，其橫向尺寸的范圍約為37到105平方密耳(0.94～2.7mm)。這些管芯具有圖3B、4B所示的凸起的氧化物邊緣，其上表面比接觸區(qū)或焊接區(qū)高出大約0.5密耳(12μm)。相當(dāng)于圖3B和4B所示的接觸區(qū)22的焊接區(qū)是由Ti-Ni-Ag覆蓋的摻雜硅。安裝管芯16用的下引線12為銅制的，其安裝管芯區(qū)域的橫向尺寸約為80×90至115×135密耳(2.0×2.3～2.9×3.4mm)，下引線12的厚度范圍約為5到15密耳(0.13～0.38mm)或更厚些，其典型值為6密耳(0.15mm)。上引線40，50也是由銅制成的，其管芯接觸區(qū)的橫向尺寸范圍對圖3A-B所示的結(jié)構(gòu)來說約為40×40到100×100密耳(1×1～2.5×2.5mm)，而對于圖4A～B所示的結(jié)構(gòu)來說約為20×20至80×80密耳(0.5×0.5～2×2mm)，其厚度一般為6～15密耳(0.15～0.38mm)或更大，其典型值為幾密耳(0.3mm)，所采用的是圖3B和4B示出的彎曲形狀。
焊料的合金配比例如為88∶10∶2(Pb∶Sn∶Ag)，依據(jù)管芯的尺寸將數(shù)量約為0.5～3.0毫克的焊料放在引線12的管芯安置區(qū)上，然后放上管芯16。也可以采用其它的焊料形式，其它的合金和其它的數(shù)量。
將相似的或更少數(shù)量成份相同的焊料放置在管芯上表面的接觸區(qū)或焊接區(qū)22上，然后使引線40、50與其接觸。接觸面積越小，所使用的焊料也越少。
使裝配好的部件通過由Milwaukee，WI的Lindberg公司制造的長20呎、寬2吋的四區(qū)氫氣帶式爐，沿著帶子移動的部件在其峰值溫度為340℃的溫度下、氫氣氣氛中暴露約三分鐘。這個(gè)時(shí)間和溫度以熔化焊料、浸潤管芯接觸區(qū)22和引線40、50并浸潤管芯16的另一面和引線12上的管芯粘接區(qū)。完成這步焊接操作后，冷卻并檢驗(yàn)器件。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沒有出現(xiàn)焊料侵害到鄰近的介質(zhì)上表面，也沒有產(chǎn)生邊緣短路或現(xiàn)有技術(shù)中存在的其它問題，總之，對管芯接觸區(qū)22得到了非常好的覆蓋。
電極40、50的彎曲部分42、52與接觸區(qū)22相接觸，其彎曲面的半徑約為12到200密耳(0.3～5.1mm)。這足以在引線與橫向尺寸約為29×29到94×94密耳(0.73×0.73～2.4×2.4mm)的焊接區(qū)22相結(jié)合時(shí)，使得3～10密耳(0.076～0.25mm)的引線40、50的底表面在接觸區(qū)22的邊緣位于介質(zhì)18的上方。在管芯、接觸區(qū)和引線的尺寸發(fā)生變化時(shí)，需要把上引線40、50的底表面與介質(zhì)18的表面23之間的距離至少保持在約為6密耳(0.15mm)。這可以通過調(diào)節(jié)彎曲半徑和/或調(diào)節(jié)凹陷深度來實(shí)現(xiàn)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過本發(fā)明的描述將會理解盡管說明書以解釋焊接硅整流器管芯為目的，但本發(fā)明適用于對具有凹陷接觸區(qū)或焊接區(qū)的任何半導(dǎo)體管芯或任何電子管芯焊接例如較粗的引線，而不是焊接常規(guī)的引線，并且避免了引線或者固定焊接與焊接區(qū)之外相鄰的在水平方向凸起的介質(zhì)或另一個(gè)相鄰的凸起的管芯區(qū)域之間的接觸。
另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會明白，上述的裝置和方法消除了現(xiàn)有技術(shù)中引線固定方法和結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的焊料蔓延和焊料短路問題，并且以極其簡單和方便的方式，提高了器件的成品率，改善了器件的可靠性。
再有，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還會明白，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，可以基于上述原則，對其裝置和方法作出許多改進(jìn)或變型。據(jù)此，以下的權(quán)利要求書中將包括所有這種變型。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括具有彼此相對的第一和第二表面的半導(dǎo)體管芯，其中，半導(dǎo)體管芯的第二表面上具有比管芯第二表面高的焊接區(qū)，其中，焊接區(qū)與介質(zhì)的一部分橫向相鄰，介質(zhì)的上表面比半導(dǎo)體管芯的第二表面高并且高于焊接區(qū)的高度，其特征在于還包括第一引線裝置，具有允許外部與器件接觸的第一部分和與第一部分相連的安裝半導(dǎo)體管芯第一表面的第二部分；第二引線裝置，具有允許外部與器件接觸的第一部分和在焊接區(qū)上與半導(dǎo)體管芯的第二表面進(jìn)行電連接的第二焊接部分；其中，第二引線裝置的焊接部分至少在一個(gè)方向上是向焊接區(qū)凸向彎曲的，以使得在把焊接部分連接到焊接區(qū)上時(shí)，焊接部分與焊接區(qū)之間的距離在水平方向上從焊接部分最靠近焊接區(qū)的那部分到橫向鄰近的介質(zhì)處增加。
2.按照權(quán)利要求1的器件，其中，所述焊接部分與焊接區(qū)之間的距離是單調(diào)增加的。
3.按照權(quán)利要求1的器件，其中，焊接部分至少在兩個(gè)方向上凸起彎曲。
4.一種半導(dǎo)體器件，包括具有彼此相對的第一和第二表面的半導(dǎo)體管芯，第一表面基本上為平的，在第二表面上至少有一個(gè)電焊接區(qū)，焊接區(qū)至少有部分被比它高的凸起的介質(zhì)所圍繞，在第二表面上還有從焊接區(qū)橫向向外延伸的一個(gè)上表面;其特征在于還包括具有其外部部分與器件接觸，其內(nèi)部部分分別與半導(dǎo)體管芯的第一、第二表面相連接的第一和第二安裝裝置，其中，在第二安裝裝置的內(nèi)部部分有一個(gè)在一個(gè)方向上朝著至少一個(gè)焊接區(qū)部分凹陷的區(qū)域，該區(qū)域通過不擴(kuò)展到介質(zhì)的上表面上的導(dǎo)電材料與之進(jìn)行電連接。
5.按照權(quán)利要求4的器件，其中，第二安裝裝置的內(nèi)部部分上的部分凹陷區(qū)域至少在一個(gè)方向上是彎曲的。
6.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括提供一個(gè)具有彼此相對的第一表面和第二表面的半導(dǎo)體管芯，其中，在第二表面上至少有一個(gè)焊接區(qū)，該焊接區(qū)至少部分地被具有上表面的另一個(gè)區(qū)域包圍，這另一個(gè)區(qū)域的上表面距第二表面的高度大于焊接區(qū)的高度;提供一個(gè)具有安裝管芯用的第一安裝部分和焊接到焊接部位的第二焊接部分的引線裝置，其中，引線裝置的焊接部分至少在一個(gè)方向上彎曲;裝配引線裝置和半導(dǎo)體管芯，以使得引線裝置彎曲的焊接部分與管芯的焊接區(qū)相對，并且使焊接部分的彎曲部位定向，使得彎曲的焊接部分的中心比彎曲的焊接部分的邊緣更靠近焊接區(qū)，并使得焊接部分上沒有與另一區(qū)域相接觸的部分;借助于導(dǎo)電粘著材料將彎曲的焊接部分焊接到焊接區(qū)上，使得焊接部分與焊接區(qū)相接觸，而不擴(kuò)展到另一區(qū)域的上表面上。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中，焊接步驟包括讓導(dǎo)電粘著材料基本上接觸暴露于彎曲的焊接部分之下的整個(gè)焊接區(qū)。
8.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括提供一半導(dǎo)體芯片，其安裝面與安裝表面相連接，另一面具有至少部分被凸起的介質(zhì)所包圍的焊接區(qū)，介質(zhì)的上表面與該面基本平行。提供一個(gè)芯片支撐部件，它具有一安裝表面，以支撐安裝面;提供一個(gè)電極部件，它具有與焊接區(qū)進(jìn)行電連接的焊接表面，其中，焊接表面至少在一個(gè)方向上是彎曲的，以便其中心部位可以比邊緣部位距焊接區(qū)更近。在安裝表面和安裝面之間提供第一粘著材料;在焊接表面和焊接區(qū)之間提供第二導(dǎo)電粘著材料;用第一粘著材料連接安裝表面和安裝面;由第二粘著材料實(shí)現(xiàn)焊接表面和焊接區(qū)間的電連接，而第二材料沒有擴(kuò)展到介質(zhì)的上表面上。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中，焊接表面為部分圓柱體或部分橢球體的。
10.按照權(quán)利要求8的方法，其中，連接安裝表面和安裝面以及電連接焊接表面與焊接區(qū)的兩個(gè)步驟同時(shí)進(jìn)行。
全文摘要
通過在用作管芯接觸的一平面金屬引線上提供接觸凹陷區(qū)，來改善在鄰近管芯接觸區(qū)域有凸起的介質(zhì)區(qū)域的功率器件的接觸。凹陷區(qū)安排在管芯接觸區(qū)之上，并與其焊接。調(diào)節(jié)凹陷區(qū)的彎曲半徑和凹陷深度，使得接觸引線與包圍在管芯接觸區(qū)邊緣的凸起介質(zhì)邊緣的距離遠(yuǎn)得足以使那個(gè)位置上提供一個(gè)橫向凹陷的空氣—焊料界面。這可防止焊料蔓延到介質(zhì)表面，避免管芯邊緣短路。
文檔編號H01L23/495GK1041067SQ8910699
公開日1990年4月4日 申請日期1989年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月9日
發(fā)明者馬丁·卡爾福斯, 歐吉恩·L·福茲 申請人:莫托羅拉公司