專利名稱：半導(dǎo)體封裝體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體封裝體，且更具體地，涉及一種包括芯片焊盤的半導(dǎo)體封裝體。
背景技術(shù)：
由于近來電子裝置具有高速、大容量和小型化特性，所以對(duì)能夠有效地釋放由半導(dǎo)體封裝體產(chǎn)生的熱量的結(jié)構(gòu)和制造方法存在增長的需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種具有高制造效率和優(yōu)異的熱輻射效率的半導(dǎo)體封裝體。根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種半導(dǎo)體封裝體，包括:芯片焊盤(diepaddle)，所述芯片焊盤包括導(dǎo)電材料，并且具有第一厚度；半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片設(shè)置在所述芯片焊盤的頂表面上，并且電連接到所述芯片焊盤；引線，所述引線連接到所述芯片焊盤，并且具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及基底層，所述基底層設(shè)置在所述芯片焊盤的底表面上，并且具有熱輻射表面。所述基底層可以包括高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂。所述半導(dǎo)體封裝 體還可以包括密封構(gòu)件，所述密封構(gòu)件部分地圍繞所述半導(dǎo)體芯片、所述芯片焊盤和所述引線，并且用于使所述基底層的下表面暴露。所述基底層可以形成模制構(gòu)件的一部分。通過使用超聲波或激光焊接可以在所述引線與所述芯片焊盤之間形成連接部分。所述第一厚度可以是所述第二厚度的兩倍或三倍。所述第一厚度可以在大約I至大約2毫米之間的范圍內(nèi)。

由
以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，將更清楚地理解本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式。圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝體的透視圖；圖2是圖1的半導(dǎo)體封裝體的橫截面圖；圖3A至3D是用于描述制造圖1的半導(dǎo)體封裝體的方法的橫截面圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝體的橫截面圖；以及圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝體的橫截面圖。
具體實(shí)施方式
[0019]現(xiàn)在將參照其中示出本實(shí)用新型示例性實(shí)施方式的附圖，更充分地描述本實(shí)用新型。然而，本實(shí)用新型可以包含在許多不同形式中，并且不應(yīng)該解釋為限制在本文中闡述的實(shí)施方式；更確切地，提供這些實(shí)施方式，使得本實(shí)用新型內(nèi)容將是全面和完整的，并且充分將本實(shí)用新型的構(gòu)思傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。同樣，由于例如制造技術(shù)和/或偏差的原因，預(yù)計(jì)可能會(huì)發(fā)生與圖示形狀的偏離。因此，本實(shí)用新型的實(shí)施方式不應(yīng)該解釋為限制本文中示出區(qū)域的具體形狀，而是包括例如由于制造導(dǎo)致的形狀上的誤差。在圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。此外，圖中示意性地示出了不同的元件和區(qū)域。因此，本實(shí)用新型不限于在圖中示出的相對(duì)尺寸和間隔。在本文中使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)目的任一和全部組合。當(dāng)諸如“至少一個(gè)”等表述處于一系列元件之前時(shí)，修飾元件的整個(gè)列，而不修飾該列的單個(gè)元件。圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝體1000的透視圖。圖2是沿著圖1的線ΙΙ-ΙΓ獲得的半導(dǎo)體封裝體1000的橫截面圖。雖然出于方便說明的原因，在圖1中省略了用于保護(hù)內(nèi)部構(gòu)件的模制構(gòu)件(molding member) 180,但是在圖2中示出了模制構(gòu)件180。參照?qǐng)D1和圖2，半導(dǎo)體封裝體1000包括芯片焊盤110、設(shè)置在芯片焊盤110之下的基底層(base layer) 100和多個(gè)第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c。半導(dǎo)體封裝體1000還包括第一引線120、第二引線130、多根導(dǎo)線170(第一導(dǎo)線至第四導(dǎo)線171、173、175和177)和模制構(gòu)件180。芯片焊盤110設(shè)置在基底層100的頂表面上，并且經(jīng)由連接部分125附接到第一引線120。通過使用超聲波或激光來焊接芯片焊盤110和第一引線120可以形成連接部分125。芯片焊盤110可以包括金屬材料。芯片焊盤110可以由例如銅(Cu)形成，并且可以配置為包括兩種或更多種金屬的多層。芯片焊盤110具有第一厚度Tl，而第一厚度Tl可以在大約I至2毫米之間的范圍內(nèi)。第一厚度Tl大于第一引線120的第二厚度T2，例如第一厚度Tl為第二厚度T2的兩倍或三倍。通過使用相對(duì)較厚的金屬材料形成芯片焊盤110，可以改進(jìn)芯片焊盤110的熱輻射效率和放熱效率。第一半導(dǎo)體芯片160a和第二半導(dǎo)體芯片160b經(jīng)由粘合劑層150而安裝在芯片焊盤110上。粘合劑層150可以由金屬性環(huán)氧樹脂或焊料材料形成。半導(dǎo)體芯片160a和160b的大小和數(shù)量不限于圖1和圖2中示出的那些大小和數(shù)量，并且可以以不同方式進(jìn)行修改。第三半導(dǎo)體芯片160c可以安裝在與芯片焊盤110隔開的子芯片焊盤135上，以減少并抑制在第三半導(dǎo)體芯片160c與第一半導(dǎo)體芯片160a和第二半導(dǎo)體芯片160b之間可能產(chǎn)生的熱交流(cross-talking)。子芯片焊盤135可以從第二引線130延伸以形成為一體。因此，子芯片焊盤135的第三厚度T3可以與第二引線130的第四厚度T4相同。而且，第三厚度T3可以與第一引線120的第二厚度T2相同?；蛘撸墒褂门c第二引線130分離的控制裝置的分離襯底(separate substrate)代替子芯片焊盤 135。第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c可以互相連接，和/或經(jīng)由導(dǎo)線170電連接到第一引線1 20和第二引線130。第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c可以包括功率裝置和/或控制裝置。功率裝置可以適用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、功率變換器、整流器、功率因數(shù)校正(PFC)或顯示驅(qū)動(dòng)裝置。然而，本實(shí)用新型的范圍不限于此。或者，第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c可以包括有源裝置。例如，該有源裝置可以包括選自金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和二極管，或其組合的裝置。第一引線120可以連接到芯片焊盤110，并且可以從模制構(gòu)件180伸出。第二引線130可以從模制構(gòu)件180伸出。第一引線120和第二引線130可以將第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c電連接到外電路，并且可以由引線框(未示出)來提供。雖然圖1和圖2示出一根第一引線120和一根第二引線130，但是可以設(shè)置多根第一引線120和第二引線130?；讓?00設(shè)置在芯片焊盤110的底表面上?；讓?00可以包括高導(dǎo)熱環(huán)氧樹月旨。通過使用環(huán)氧樹脂形成基底層100，基底層100可以相對(duì)較薄地形成。因此，可以有效地實(shí)施朝向基底層100下表面的熱福射?；蛘撸讓?00可以由例如聞導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂或陶瓷材料形成。高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂或陶瓷材料可以通過填充、濺射或涂覆來形成。基底層100可以具有小于芯片焊盤110的第一厚度Tl的第五厚度T5。該第五厚度T5可以在大約200至700微米之間的范圍內(nèi)，例如500微米。基底層100的下表面至少部分地暴露到模制構(gòu)件180之外以用作熱輻射表面。為了提高熱輻射效率，散熱器(未示出)還可以接合到基底層100的下表面。根據(jù)本實(shí)用新型，通過保持第一引線120和第二引線130的恒定彎曲角度和 位置并且形成相對(duì)較厚的芯片焊盤110，基底層100可以較薄地形成，因此整體提高了半導(dǎo)體封裝體1000的熱輻射效率。導(dǎo)線170可以經(jīng)由接觸點(diǎn)(未示出)將電信號(hào)傳輸?shù)降谝话雽?dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c以及第一引線120和第二引線130。模制構(gòu)件180部分地密封第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c、芯片焊盤110、子芯片焊盤135和第一引線120與第二引線130。模制構(gòu)件180可以形成為使基底層100的下表面暴露。模制構(gòu)件180可以由例如EMC形成。圖3A至3D是用于描述制造圖1的半導(dǎo)體封裝體1000的方法的橫截面圖。參照?qǐng)D3A，第一半導(dǎo)體芯片160a和第二半導(dǎo)體芯片160b經(jīng)由粘合劑層150安裝在芯片焊盤110上。就這一點(diǎn)而言，芯片焊盤110可以是獨(dú)立金屬性襯底。芯片焊盤110可以包括金屬材料。芯片焊盤Iio可以由例如Cu形成，或可以配置為包括兩種或更多種金屬的多層。芯片焊盤Iio可以具有大約在I至2毫米之間范圍內(nèi)的厚度。粘合劑層150可以包括導(dǎo)電材料，例如金屬性環(huán)氧樹脂或焊料材料。參照?qǐng)D3B，第一引線120和第二引線130由引線框(未示出)提供，并且第一引線120附接到芯片焊盤110。第一引線120可以通過使用超聲波或激光焊接而附接到芯片焊盤110。由于第一引線120和第二引線130與芯片焊盤110具有不同厚度，所以形成作為一體的芯片焊盤110和第一引線120的過程可能需要高制造成本。然而，如在本實(shí)用新型中所述，當(dāng)?shù)谝灰€120通過焊接附接到芯片焊盤110時(shí)，可以減少制造成本，并且可以改進(jìn)半導(dǎo)體封裝體1000的可靠性。參照?qǐng)D3C，第三半導(dǎo)體芯片160c安裝到與第二引線130連接的子芯片焊盤135上。子芯片焊盤135可以形成第二引線130的一部分，或者可以配置為用于控制裝置的分離襯底。接下來，實(shí)施通過使用導(dǎo)線170(第一導(dǎo)線至第四導(dǎo)線171、173、175和177)將第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c與第一引線120和第二引線130電連接的絲焊法。參照?qǐng)D3D，實(shí)施形成用于將第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c、芯片焊盤110、子芯片焊盤135以及第一引線120和第二引線130部分密封的模制構(gòu)件180的過程。就這一點(diǎn)而言，模制構(gòu)件180未形成在芯片焊盤110的下表面上，凹陷區(qū)域R形成為使芯片焊盤110的下表面暴露。接下來，參照?qǐng)D1和圖2，實(shí)施形成基底層100的過程?；讓?00可以通過以高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂填充凹陷區(qū)域R，并且隨后使高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂固化而形成，因此完成圖1和圖2示出的半導(dǎo)體封裝體1000的制造。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝體2000的橫截面圖。在圖4中，與圖1和圖2中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，因此將省略其重復(fù)說明。參照?qǐng)D4，半導(dǎo)體封裝體2000包括芯片焊盤110、形成在芯片焊盤110之下的基底層100a、第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c。半導(dǎo)體封裝體2000還包括第一引線120、第二引線130、多根導(dǎo)線170和模制構(gòu)件180。基底層I OOa設(shè)置在芯片焊盤110的底表面上?；讓覫OOa包括順序堆疊的第一層101、第二層102和第三層103?；讓覫OOa可以由例如直接覆銅(directbond copper)(DBC)襯底或絕緣金屬襯底(IMS)形成。當(dāng)基底層IOOa由DBC襯底形成時(shí)，第二層102可以包括陶瓷絕緣材料，例如A1203、AlN、Si02*Be0。第一層101和第三層103可以包括導(dǎo)電材料，例如Cu。當(dāng)基底層IOOa由MS形成時(shí)，第一層101可以包括具有優(yōu)異熱輻射特性的鋁(Al)板。第二層102可以包括具有優(yōu)異耐熱性和電絕緣的環(huán)氧樹脂。第三層103可以包括具有優(yōu)異電導(dǎo)率的金屬材料，例如，Cu、金(Au)、銀(Ag)、Al和鎳(Ni)中的至少一種。基底層IOOa可以具有在大約300至1200微米之間的厚度，例如500微米?；讓覫OOa的下表面可以至少部分地暴露在模制構(gòu)件180之外以用作熱輻射表面。圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝體3000的橫截面圖。在圖5中，與圖1和圖2中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，因此將省略其重復(fù)說明。參照?qǐng)D5，半導(dǎo)體封裝體3000包括芯片焊盤110、設(shè)置在芯片焊盤110之下的基底層IOOb和第一半導(dǎo)體芯片160a至第三半導(dǎo)體芯片160c。半導(dǎo)體封裝體3000還包括第一引線120、第二引線130、導(dǎo)線170和模制構(gòu)件180a。在本實(shí)施方式中，基底層IOOb由與模制構(gòu)件180a相同的材料形成，因此形成模制構(gòu)件180a的一部分。根據(jù)本實(shí)用新型的半導(dǎo)體封裝體，通過形成由金屬材料形成的相對(duì)較厚的芯片焊盤并且設(shè)置由高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂形成的相對(duì)薄的基底層，可以有效地放射熱量，并且可以可靠地實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體封裝體的性能。根據(jù)本實(shí)用新型的半導(dǎo)體封裝體，芯片焊盤通過焊接附接到引線，因此可以改進(jìn)半導(dǎo)體封裝體的制造效率和可靠性。雖然已經(jīng)具體示出并參照其示例性實(shí)施方式說明了本實(shí)用新型，但是將理解，可在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的不 同變化而不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體封裝體，包括: 芯片焊盤，所述芯片焊盤包括導(dǎo)電材料，并且具有第一厚度； 半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片設(shè)置在所述芯片焊盤的頂表面上，并且電連接到所述芯片焊盤； 引線，所述引線連接到所述芯片焊盤，并且具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及 基底層，所述基底層設(shè)置在所述芯片焊盤的底表面上，并且具有熱輻射表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝體，其中，所述基底層包括高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝體，還包括密封構(gòu)件，所述密封構(gòu)件部分地圍繞所述半導(dǎo)體芯片、所述芯片焊盤和 所述引線，并且用于使所述基底層的下表面暴露。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體封裝體，其中，所述基底層形成模制構(gòu)件的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝體，其中，通過使用超聲波或激光焊接在所述引線與所述芯片焊盤之間形成連接部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝體，其中，所述第一厚度是所述第二厚度的兩倍或三倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝體，其中，所述第一厚度在大約I毫米至大約2毫米之間。
專利摘要一種半導(dǎo)體封裝體，包括芯片焊盤，所述芯片焊盤包括導(dǎo)電材料，并且具有第一厚度；半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片設(shè)置在所述芯片焊盤的頂表面上，并且電連接到所述芯片焊盤；引線，所述引線連接到所述芯片焊盤，并且具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及基底層，所述基底層設(shè)置在所述芯片焊盤的底表面上，并且具有熱輻射表面。
文檔編號(hào)H01L23/31GK203085515SQ201320005019
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者嚴(yán)柱陽, 鄭潤載, 全五燮, 孫焌瑞 申請(qǐng)人:快捷韓國半導(dǎo)體有限公司