具有背面管芯金属化的模制的半导体封装制造技术

本发明专利技术涉及具有背面管芯金属化的模制的半导体封装。通过提供在管芯的第一侧处具有端子的半导体管芯，提供在该管芯的相对的第二侧处耦合到该管芯的材料，并且把该管芯嵌入到模制复合物中以便该管芯在除了第一侧外的所有侧上由该模制复合物所覆盖，来制造半导体封装。该模制复合物在邻近该管芯的第二侧的模制复合物的侧处被减薄，以在不暴露该管芯的第二侧的情况下暴露该管芯的第二侧处的材料。形成到该管芯的第一侧处的端子的电连接。在晶体管管芯的情况下，该端子能够是源端子，并且该晶体管管芯能够源极向下附接到金属块，诸如引线框的管芯座。

【技术实现步骤摘要】
具有背面管芯金属化的模制的半导体封装
[0001 ] 本申请涉及集成电路的封装，特别涉及模制的集成电路封装。
技术介绍
嵌入式晶圆级球栅阵列(eWLB)是用于集成电路(1C)的封装技术，其中封装互连被施加在由个体半导体管芯(芯片)和模制复合物制成的人工晶圆或载体上。该半导体管芯被嵌入(包覆模制)到该模制复合物中。再分布层被施加到eWLB晶圆的一侧，在该侧处，管芯的焊盘是可用的。在该管芯焊盘与该再分布层之间形成电连接。在该再分布层上提供焊料凸块以在锯切该eWLB晶圆成个体1C封装之后实现封装安装。 许多类型的半导体管芯要求在该管芯的正面和背面处的接触，例如以便提供热耗散和/或电连接(在垂直器件的情况下)。常规地，在管芯的模制之后施加背面金属化到被嵌入到eWLB类型封装中的管芯。使用最后的人工晶圆厚度来完成背面金属化工艺，这能导致翘曲问题。对于背面热沉，另一种常规的途径是将不同的封装技术用于连接该热沉到被嵌入的管芯的背面，这增加了总体成本。对于其他类型的半导体管芯(诸如声或压力传感器、光发射器和光传感器等)，在该管芯的背面处提供材料以提供必要的耦合(声耦合、光耦合、压力耦合等)。针对这些类型的嵌入的管芯的常规途径牵涉在该管芯模制工艺之后或通过使用附加的封装技术施加背面材料，再一次导致翘曲问题和/或更高的单位封装成本。
技术实现思路
根据一种制造半导体封装的方法的实施例，该方法包括:提供在管芯的第一侧处具有端子的半导体管芯；提供在与该第一侧相对的该管芯的第二侧处耦合到该管芯的材料；嵌入该管芯到模制复合物中以便该管芯在除了该第一侧外的所有侧上由该模制复合物所覆盖；在邻近该管芯的第二侧的模制复合物的侧处减薄该模制复合物，以在不暴露该管芯的第二侧的情况下暴露在该管芯的第二侧处的材料；并且形成到该管芯的第一侧处的端子的电连接。 根据一种半导体封装的实施例，该封装包括具有第一侧和与该第一侧相对的第二侧的半导体管芯、在该管芯的第一侧处的端子、在该管芯的第二侧处耦合到该管芯的材料、以及模制复合物，该管芯被嵌入到该模制复合物中以便该管芯在除了该第一侧外的所有侧上由该模制复合物所覆盖并且在该管芯的第二侧不被暴露的情况下暴露在该管芯的第二侧处的材料。该半导体封装进一步包括到该管芯的第一侧处的端子的电连接。 在晶体管管芯的情况下，该端子能够是源端子，并且该晶体管管芯能够源极向下附接到金属块(诸如引线框的管芯座)。 在阅读下面的详细描述后以及在查看附图后，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。 【附图说明】 附图中的元件不必相对于彼此按比例绘制。相似的附图标记指定对应类似的部分。各种图示的实施例的特征能够被组合，除非它们彼此排斥。实施例在附图中被描绘并且在以的描述中被详述。 图1A到1C图示在嵌入到模制复合物中之前半导体管芯的不同视图。 图2A到21图示根据实施例的在制造模制半导体封装的方法的不同阶段期间该模制半导体封装的各个横截面视图。 图3A到3C图示在嵌入到模制复合物中之前半导体管芯的各个横截面视图，该半导体管芯具有在该管芯的背面处提供的材料。 图4A到4F图示根据另一个实施例的在制造模制半导体封装的方法的不同阶段期间该模制半导体封装的各个横截面视图。 图5图示根据另一个实施例的在嵌入到模制复合物中之前半导体管芯的横截面视图。 图6图示根据又一个实施例的在嵌入到模制复合物中之前半导体管芯的横截面视图。 图7A到7C图示根据实施例的被附接到引线框的管芯座和引线的模制的半导体封装的不同视图。 图8图示根据另一个实施例的被附接到引线框的管芯座和引线的模制的半导体封装的横截面视图。 图9图示根据又一个实施例的被附接到引线框的管芯座和引线的模制的半导体封装的横截面视图。 图10图示根据再一个实施例的被附接到引线框的管芯座和引线的模制的半导体封装的横截面视图。 【具体实施方式】 在这里所描述的实施例提供了嵌入管芯封装技术，其中，在嵌入到模制复合物中之前给该嵌入管芯提供背面材料。该材料在背面处能被电耦合、被热耦合、被声耦合、被光耦合、被压力耦合等到该管芯。使用厚的人工(载体)衬底来执行在这里所描述的嵌入管芯封装技术的再分布工艺(诸如金属化和焊接工艺)以避免翘曲问题。其后，通过该模制复合物的研磨或其他减薄来暴露在该管芯的背面处的材料，以避免薄的人工(载体)晶圆的处理。在一些情况下，嵌入的管芯在该管芯的正面处可以具有多于一个端子。对于这些情况，为了带来从模制复合物的一侧到该模制复合物的另一侧的电连接，能够在该模制复合物中嵌入金属块或其他模穿孔(through mold via)技术。 包含图1A到1C的图1图示在嵌入到模制复合物中之前半导体管芯100的不同视图。图1A示出该管芯100的背面102的平面视图，图1B示出该管芯100的正面104的平面视图，并且图1C示出该管芯100沿着在图1A和1B中被标注为A-A’的线的横截面视图。该半导体管芯100包含正面104处的一个或多个端子106、108。例如在晶体管管芯的情况下，至少源端子106和栅端子108能被安置在管芯100的正面104处。该(一个或多个)端子106、108能够具有接合焊盘或被常规地提供有半导体管芯的任何其他类型的端子结构的形式。 半导体管芯100还包含在管芯100的背面102处所提供的材料110，该材料110被耦合到管芯100。该背面材料110与管芯100之间的耦合的类型依赖于管芯100的类型。在电耦合的情况下，该材料110是在管芯100的背面102处电耦合到该管芯100的导电材料。在另一个实施例中，该材料110是在管芯100的背面102处热耦合到该管芯100的导热材料。例如，为了热和/或电耦合到管芯100，结构化的或非结构化的铜金属层能被形成在管芯100的背面102上。在又一个实施例中，该材料110是在管芯100的背面102处声耦合到该管芯100的声导材料。 在载体衬底上放置之前或之后，在管芯100的背面102上能形成被耦合到管芯100的材料110。例如，为了热和/或电耦合到管芯100，结构化的或非结构化的铜金属层能被形成在管芯100的背面102上。在一个实施例中，在管芯晶圆级加工期间使用标准的晶圆级镀铜工艺能在管芯100的背面102上镀该铜金属层。在另一个实施例中，在该管芯100被放置在载体衬底上之后，该铜金属层能被接合或胶合到管芯100的背面102。在每种情况下，在管芯100的模制之前在该管芯100的背面102处提供该材料110。 图2A到21图示制造包含在图1A到1C中所示出的半导体管芯100的半导体封装的方法的实施例。多个类似的管芯100被同时加工，且在封装加工完成时被分离成个体模制封装。图2A示出在多个管芯100被放置在厚的人工(载体)衬底112上之后的结构，其中为了易于图示，在图2A到21中仅示出管芯110中的一个。每个管芯100的正面104面向载体衬底112。在该载体衬底112上邻近每个管芯100放置可选的金属块114。每个金属块114与邻近的管芯110分隔开，且具有面向与该管芯100的正面104相同的方向的第一侧116以及面向与该管芯100的背面102相同的方向的相对的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体封装的方法，所述方法包括：提供半导体管芯，所述半导体管芯具有在所述管芯的第一侧处的端子；提供在与所述第一侧相对的所述管芯的第二侧处耦合到所述管芯的材料；嵌入所述管芯到模制复合物中以便所述管芯在除了所述第一侧的所有侧上由所述模制复合物所覆盖；在邻近所述管芯的第二侧的模制复合物的侧处减薄所述模制复合物，以在不暴露所述管芯的第二侧的情况下暴露在所述管芯的第二侧处的材料；以及形成到在所述管芯的所述第一侧处的所述端子的电连接。

【技术特征摘要】
2013.08.12 US 13/964,1531.一种制造半导体封装的方法，所述方法包括: 提供半导体管芯，所述半导体管芯具有在所述管芯的第一侧处的端子； 提供在与所述第一侧相对的所述管芯的第二侧处耦合到所述管芯的材料； 嵌入所述管芯到模制复合物中以便所述管芯在除了所述第一侧的所有侧上由所述模制复合物所覆盖； 在邻近所述管芯的第二侧的模制复合物的侧处减薄所述模制复合物，以在不暴露所述管芯的第二侧的情况下暴露在所述管芯的第二侧处的材料；以及 形成到在所述管芯的所述第一侧处的所述端子的电连接。2.权利要求1的所述方法，其中在所述管芯的第二侧处的材料是导热材料，所述导热材料在所述管芯的第二侧处被热耦合到所述管芯并且具有远离所述管芯的第二侧延伸的鳍状结构，所述方法进一步包括: 用在所述模制复合物的形成期间在鳍状结构上余留的顶部密封材料来覆盖所述鳍状结构；以及 在所述模制复合物的减薄之后去除所述顶部密封材料。3.权利要求1的所述方法，进一步包括嵌入金属块到所述模制复合物中并且通过所述模制复合物的部分将所述金属块与所述管芯分隔开，所述金属块具有面向与所述管芯的第一侧相同的方向且不被所述模制复合物覆盖的第一侧以及面向与所述管芯的第二侧相同的方向的相对的第二侧。4.权利要求3的所述方法，其中所述金属块的第二侧在所述模制复合物的减薄之前由所述模制复合物所覆盖并且在所述模制复合物的减薄之后被暴露。5.权利要求3的所述方法，进一步包括形成在所述金属块的第一侧与安置在所述管芯的第一侧处的附加的端子之间的电连接。6.权利要求1的所述方法，其中在嵌入所述管芯到所述模制复合物中之前，提供在所述管芯的第二侧处的材料包括: 在所述管芯的第二侧上形成绝缘层； 在所述绝缘层中形成开口，所述开口暴露所述管芯的第二侧的至少部分；以及 在所述绝缘层的所述开口中形成含铜材料。7.权利要求1的所述方法，其中所述模制复合物通过机械研磨工艺被减薄，所述机械研磨工艺在研磨所述管芯的第二侧之前停止。8.权利要求1的所述方法，进一步包括: 在所述模制复合物的减薄的侧上形成绝缘层； 在所述绝缘层中形成一个或多个开口，所述一个或多个开口暴露在所述管芯的第二侧处的材料的部分；以及 在具有一个或多个开口的所述绝缘层上形成金属层，所述金属层经过在所述绝缘层中的一个或多个开口接触在所述管芯的第二侧处的材料。9.权利要求1的所述方法，其中所述管芯是晶体管管芯，在所述管芯的第一侧处的端子是所述晶体管管芯的源端子并且在所述管芯的第二侧处的材料形成所述晶体管管芯的漏端子。10.权利要求9的所述方法，进一步包括在面向远离所述晶体管管芯的所述源端子的侧处附接所述晶体管管芯的源端子到引线框的管芯座。11.权利要求9的所述方法，其中所述晶体管管芯具有在所述管芯的第一侧处并且与所述源端子分隔开的栅端子，所述方法进一步包括: 嵌入金属块到所述模制复合物中并且通过所述模制复合物的部分将所述金属块与所述管芯分隔开，所述金属块具有面向与所述晶体管管芯的第一侧相同的方向且不被所述模制复合物覆盖的第一侧以及面向与所述晶体管管芯的第二侧相同的方向的相对的第二侧；以及 形成在所述金属块的第一侧与在所述晶体管管芯的第一侧处的栅端子之间的电连接。12.权利要求9的所述方法，其中所述晶体管管芯具有在所述管芯的第一侧处并且与所述源端子分隔开的栅端子，所述方法进一步包括: 在邻近所述晶体管管芯的第一侧的所述模制复合物的侧处形成结构化的金属层，所述结构化的金属层包括附接到所述晶体管管芯的源端子的第一部分以及与所述第一部分断开并且被附接到所述晶体管管芯的栅端子的第二部分； 在面向远离所述晶体管管芯的所述结构化的金属层的侧上形成绝缘层，所述绝缘层具有在所述结构化的金属层的第一部分上方的开口并且覆盖所述结构化的金属层的第二部分；以及 在面向远离所述结构化的铜金属层的绝缘层的侧处提供引线框的管芯座，所述管芯座经过在所述绝缘层中的开口被电连接到所述晶体管管芯的源端子并且通过所述绝缘层与所述晶体管管芯的栅端子电绝缘。13.权利要求12的所述方法，进一步包括通过导电材料附接所述管芯座到所述结构化的金属层的所述第一部分，所述导电材料填充在所述绝缘层中的开口。14.权利要求12的所述方法，进一步包括形成附加的金属层，所述附加的金属层填充在所述绝缘层中的开口并且至少部分覆盖面向远离所述结构化的铜金属层的绝缘层的侧，其中所述附加的金属层放入在所述绝缘层和所述管芯座之间，在所述附加的金属层的一侧处接触所述管芯座，经过在所述绝缘层中的开口接触所述结构化的金属层的所述第一部分，并且通过所述绝缘层与所述结构化的金属层的所述第二部分分隔开。15.—种半导体封装,包括: 半导体管芯，具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧； 在所述管芯的所述第一侧处的端子； 在所述管芯的所述第二侧处被耦合到所述管芯的材料； 模制复合物，嵌入所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：V胡贝尔，T基尔格，D迈尔，R奥特伦巴，K席斯，A施勒格尔，B施塔德勒，U瓦赫特，U瓦尔，
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