半导体封装、系统及其形成方法技术方案

半导体封装、系统及其形成方法。根据本发明专利技术的实施例，一种半导体封装包括电流轨条，该电流轨条包含第一接触区域和第二接触区域、第一凹槽和第二凹槽、以及磁场产生部分。沿着电流流动方向，该第一凹槽布置在第一接触区域和磁场产生部分之间，并且第二凹槽布置在磁场产生部分和第二接触区域之间。在第一凹槽处电流轨条的厚度小于在第一接触区域处电流轨条的厚度。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装、系统及其形成方法
本专利技术通常涉及半导体器件，并且更具体地涉及半导体封装、系统及其形成方法。
技术介绍
传感器用于多种应用，诸如热传感器、电流传感器、磁场传感器、辐射传感器、光传感器等等。许多这些类型的传感器制造在半导体管芯内。传感器的灵敏度可以取决于物理源至半导体管芯内的传感器之间的距离。例如，电流传感器可以用于过电流保护或者用于监控流经导体的电流。对于这些应用，广泛使用了霍尔传感器或者类似传感器。霍尔传感器感测电流的磁场并且提供与电流强度成比例的电压（霍尔电压）。因为随着磁场传感器与输运电流的导体之间的距离增大而磁场减小，必须使霍尔传感器接近导体以改进对磁场的灵敏度。类似地，对于热传感器，必须最小化热源到传感器的距离以提高传感器的灵敏度和可靠性。然而，这些设计可能使得封装易于受到制造缺陷的影响。例如，由于芯片相对于电流轨条的对准的小变化，测量的磁场可能改变。此外，由于流经电流轨条的大电流，另一挑战涉及产品可靠性。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，一种半导体封装包括电流轨条，该电流轨条包含第一接触区域和第二接触区域、第一凹槽和第二凹槽、以及磁场产生部分。沿着电流流动方向，第一凹槽布置在第一接触区域与磁场产生部分之间，第二凹槽布置在磁场产生部分与第二接触区域之间。第一凹槽处电流轨条的厚度小于第一接触区域处电流轨条的厚度。根据本专利技术的替换实施例，一种半导体封装包括具有接触焊垫区域以及磁场产生部分的电流轨条。半导体芯片布置在电流轨条之上。半导体芯片包括磁场传感器，该磁场传感器紧接电流轨条。封装本体固定了电流轨条和半导体芯片。电流轨条的部分背表面暴露于封装本体的底表面处。防焊层覆盖电流轨条的背表面的暴露部分。根据本专利技术的替换实施例，一种系统包括具有焊料焊垫的电路板，以及通过焊料焊垫耦合至电路板的半导体封装。该半导体封装包括具有接触焊垫区域的电流轨条，以及布置在电流轨条之上的半导体芯片。半导体芯片包括紧接电流轨条的磁场传感器。封装本体固定了电流轨条和半导体芯片。电流轨条的部分背表面暴露于面向电路板的封装本体的底表面处。防焊层覆盖了电流轨条的背表面的暴露部分的部分。电路板的焊料焊垫布置在接触焊垫区域下方并且耦合至接触焊垫区域。根据本专利技术的另一替换实施例，一种形成半导体封装的方法包括在引线框架衬底中刻蚀磁场产生部分，以及在引线框架衬底中刻蚀多个凹槽。该多个凹槽紧接磁场产生部分。该多个凹槽具有小于引线框架衬底的第一厚度的第二厚度。在俯视图中，磁场产生部分布置在该多个凹槽的第一凹槽与该多个凹槽的第二凹槽之间。半导体芯片附着在引线框架衬底之上。半导体芯片紧接磁场产生部分。根据本专利技术的又一替换实施例，一种形成半导体封装的方法包括提供具有磁场产生部分的引线框架衬底，以及将半导体芯片附着在磁场产生部分之上。该半导体芯片包括布置为紧接磁场产生部分的磁场传感器。形成固定了引线框架衬底和半导体芯片的封装本体。引线框架的部分背表面暴露于封装本体的底表面处。防焊层形成在引线框架衬底的背表面的暴露部分的部分下方。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优势，现在参考下面结合附图进行的描述，其中：图1，其包括图1A－图1F，示出了说明形成在电流轨条内的凹槽的半导体封装的实施例，其中图1A是俯视图，图1B和图1C是剖面图，图1D是电流轨条的透视图，图1E是电流轨条的俯视图，以及图1F是电流轨条的剖面图；图2，其包括图2A－图2D，示出了如由专利技术人所识别的传统电流轨条的问题，其中图2A示出了第一电流轨条设计的剖面图，图2B示出了第一电流轨条设计的顶视图，其中图2C是从另一传统电流轨条的顶部的透视图，以及图2D是从另一传统电流轨条的底部的透视图；图3示出了根据本专利技术的替换实施例的具有多个凹槽的半导体封装的电流轨条的剖面图；图4示出了根据本专利技术的替换实施例的具有不同设计的半导体封装的电流轨条的透视图；图5，其包括图5A－图5C，示出了根据本专利技术的替换实施例的具有防焊层的半导体封装，其中图5A示出了顶视图，图5B示出了剖面图，以及图5C示出了电流轨条的进一步放大的剖面图；图6，其包括图6A和图6B，示出了根据本专利技术实施例的安装在印刷电路板之上的半导体封装的剖面图，其中图6A示出了具有多个凹槽或通道的半导体封装，而图6B示出了具有防焊层的半导体封装；图7，其包括图7A－图7C，示出了根据本专利技术的替换实施例的具有凹槽的电流轨条的顶视图；图8，其包括图8A－图8C，示出了根据本专利技术的替换实施例的具有防焊层的电流轨条的顶视图；图9，其包括图9A－图9C，示出了根据本专利技术实施例的在制造的不同阶段期间的半导体封装；图10，其包括图10A和图10B，示出了使用没有缩颈的电流轨条的本专利技术的替换实施例，其中图10A示出了顶视图，而图10B示出了剖面图；图11，其包括图11A和图11B，示出了具有线性凹槽的电流轨条的替换实施例，其中图11A示出了剖面图，图11B示出了顶视图；以及图12，其包括图12A和图12B，示出了根据本专利技术的替换实施例的具有半刻蚀缩颈的电流轨条，其中图12A示出了剖面图，而图12B示出了顶视图。不同图中对应的数字和符号通常指的是对应的部分，除非另外指明。绘制各图以清楚地示出实施例的相关方面，并且各图不一定按照比例绘制。具体实施方式不同实施例的制作和使用在下文详细讨论。然而应当领会的是，本专利技术提供许多可适用的专利技术构思，其可在广泛的多种多样的特定情境下得以体现。讨论的特定实施例仅是说明制作和使用本专利技术的特定方式，并不限制本专利技术的范围。将使用图1描述包括电流轨条的半导体封装的结构实施例。将使用图5描述包括电流轨条的半导体封装的的替换结构实施例。将使用图3、4、7和8描述电流轨条的替换结构实施例。将使用图6描述安装在电路板之上的半导体封装的实施例。图1，其包括图1A－图1F，示出了说明形成在电流轨条内的凹槽的半导体封装的实施例。图1A是俯视图，图1B和图1C是剖面图，图1D是电流轨条的透视图，图1E是电流轨条的俯视图，以及图1F是电流轨条的剖面图。参照图1A，传感器芯片50布置在封装本体80内。传感器芯片50安装在电流轨条10之上。传感器芯片50可以适于测量流经电流轨条10的电流。传感器芯片50包括磁场传感器52（例如图1B）并且可选地包括估计单元。封装本体80可以是注模填料、未使用注模填料形成的封装剂、未使用注模填料形成的密封剂、或其他材料。此外，封装本体80在各种实施例中是可选的，并且用于说明目的。封装本体80覆盖了传感器芯片50的暴露表面使得在一个实施例中传感器芯片50从环境中被气密密封。该传感器芯片50可以通过如图1A和图1B所示的互连60耦合至多个引线40。隔离结构30物理地分隔并且电绝缘传感器50与电流轨条10（图1B和图1C）。隔离结构30防止流经电流轨条10的大电流进入传感器芯片50。因此，由于电磁效应，传感器芯片50感测电流轨条10内的电流流动。传感器芯片50可以在一些实施例中布置在隔离结构30上。在一个或多个实施例中，隔离结构30包括容器。传感器芯片50可以使用芯片粘附层55附着至隔离结构30（图1B）。隔离结构30沿着其整个周边重叠传感器芯片50，以便于确保在电流轨条10与传感器芯片50之间足够长的爬电距离，用于电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装，包括：电流轨条，该电流轨条包括第一接触区域和第二接触区域、第一凹槽和第二凹槽、以及磁场产生部分，其中，沿着电流流动方向，所述第一凹槽布置在所述第一接触区域和所述磁场产生部分之间，以及所述第二凹槽布置在所述磁场产生部分和所述第二接触区域之间，其中在所述第一凹槽处所述电流轨条的厚度小于在所述第一接触区域处所述电流轨条的厚度。

【技术特征摘要】
2012.11.30 US 13/691,2931.一种半导体封装，包括：电流轨条，该电流轨条包括具有第一接触区域和第二接触区域的接触焊垫区域、第一凹槽和第二凹槽、以及磁场产生部分，其中，沿着电流流动方向，所述第一凹槽布置在所述第一接触区域和所述磁场产生部分之间，以及所述第二凹槽布置在所述磁场产生部分和所述第二接触区域之间，其中在所述第一凹槽处所述电流轨条的厚度小于在所述第一接触区域处所述电流轨条的厚度。2.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，第一和第二接触区域以及第一和第二凹槽在所述电流轨条的相同主表面中。3.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，在第一和第二凹槽处垂直于电流流动线的所述电流轨条的截面积大于在磁场产生部分处垂直于电流流动线的所述电流轨条的截面积。4.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，在第一和第二凹槽处所述电流轨条的厚度小于在所述磁场产生部分处所述电流轨条的厚度。5.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，在第一和第二凹槽处所述电流轨条的厚度小于在所述第一和第二接触区域处所述电流轨条的厚度。6.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，由于在所述第一接触区域和第二接触区域之间流动的电流，第一和第二凹槽垂直于电流流动线延伸。7.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，当电流在所述第一接触区域处进入并且在所述第二接触区域处离开时，全部电流必须跨过第一和第二凹槽两者传递。8.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括，平行于所述电流轨条安装的半导体芯片。9.根据权利要求8所述的半导体封装，进一步包括，布置在所述半导体芯片内的磁场传感器。10.根据权利要求9所述的半导体封装，其中，所述磁场传感器在俯视图中布置在第一和第二凹槽之间。11.根据权利要求8所述的半导体封装，进一步包括，布置在所述半导体芯片和所述电流轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·奥塞莱希纳，V·施特鲁茨，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE