[发明专利]半导体器件及其装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件封装，并且更具体地涉及在半导体管芯和其被安装到的管芯贴附焊盘之间形成可靠的连接。

背景技术

通常，半导体器件通过将半导体管芯安装至引线框架或类似小型电路板的衬底而形成。当半导体管芯采用引线框架封装时，将半导体管芯安装至通常称为标记的管芯贴附焊盘上。通常利用连杆将标记附接至外部框架。在引线框架上的外部连接器焊盘，通常称之为引线指，利用键合丝线电连接至管芯的电极，以提供将管芯简单地电连接到电路板等的方式。在丝线键合之后，半导体管芯和外部连接器焊盘由例如塑料材质的材料进行密封以形成半导体器件(即，封装好的管芯)，仅使外部框架和外部连接器焊盘的一些部分暴露出来。然后，将封装好的半导体管芯从外部框架分割(单体切割)。

当使用类似电路板的衬底封装半导体管芯时，将半导体管芯安装至位于衬底的中心区域的导电安装焊盘(或标记)上。将衬底上的外部连接器焊盘丝线键合至管芯或半导体管芯的焊盘或电极，并且将外部连接器焊盘密封以形成仅使外部连接器焊盘的端部或底侧暴露出来的半导体器件。

当考虑具有相对高功率的半导体器件时，需要在半导体管芯的接地平面连接和封装的外部连接之间耦合有效散热和低电阻的接地平面。该耦合可以通过将管芯的底面涂覆导电层从而形成管芯的接地平面来实现。然后，将管芯安装到已经沉积在标记的焊料上。然后加热焊料，并且当其固化时，其形成将管芯粘到或连接到标记的焊接连接。然而，有时焊接连接可能在导电层的边缘附近包含空隙，并且焊接连接的完整性通过目视检查不总是明显的。而且，连接的导电性和机械强度对于有些应用是不够的，特别是当半导体器件具有高功耗时。

附图说明

通过参考下文中对优选实施例的描述以及附图将更好地理解本发明及其目标和优点，其中：

图1是传统组件的截面图，包括置于覆盖衬底的标记区域的焊料上的半导体管芯；

图2是焊料已被加热形成连接后，图1的传统组件的局部放大截面图；

图3是根据本发明第一优选实施例的硅晶圆的局部平面图，包括由铣槽部分分割的半导体管芯的阵列；

图4是图3通过4-4’的截面图；

图5是根据本发明的优选实施例，在导电层已经沉积在图3中的半导体管芯的安装表面之后的图4的视图；

图6是根据发明的优选实施例，图5的单个半导体管芯的透视图；

图7是图5的单个半导体管芯的反转视图；

图8是根据本发明的优选实施例的半导体器件的部分组件的视图，包括置于衬底的标记上的图7中单个半导体管芯；

图9是根据本发明的优选实施例的图8的部分组件的视图，具有将半导体管芯连接至标记的焊料合金；

图10是根据本发明的优选实施例的图9的部分组件的视图，具有将半导体管芯的电极耦合至相应的外部连接器焊盘的导电体；

图11是根据本发明优选实施例的半导体器件的截面图；

图12是根据本发明优选实施例的半导体器件的部分组件的视图，包括由焊料合金连接至引线框架标记的图7中的单个半导体管芯；

图13是根据本发明优选实施例的半导体器件的截面图；

图14是根据本发明优选实施例的硅晶圆的局部截面图，包括由铣槽部分切割的半导体管芯的阵列；

图15是根据本发明优选实施例的单个半导体管芯的截面图；

图16是根据本发明优选实施例的半导体器件的截面图；

图17是根据本发明优选实施例的单个半导体管芯的反转截面图；

图18是根据本发明优选实施例的半导体器件的截面图；以及

图19是图示根据本发明优选实施例的用于装配半导体器件的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对说明书进行的详细描述意在作为对本发明优选实施例的描述，而不是表示其中可以实践本发明的唯一形式。可以理解的是，相同或等同的功能可以由包含在本发明的精神和范围内的不同的实施方式来完成。在附图中，贯穿始终，相同的附图标记用于指示相同的元件。此外，术语“包括”、“包含”或其他变形用于覆盖非排他性的包含，从而模块、电路、装置部件、结构和包括一系列元件或步骤的方法步骤并不是仅包括那些部件，而是可能包括其他没有明确列出或对于这样模块、电路、装置部件或步骤所固有的其他的元件或步骤。在“包含...一个”前面的元件或步骤，在没有更多限定的情况下，不排除包含元件或步骤的另外相同的元件或步骤的存在。