将半导体芯片定位在载体上并使其与载体连接的方法技术

本发明专利技术一方面涉及一种用于将半导体芯片(100)定位在载体(3)上的方法。半导体芯片具有半导体本体(1)以及钝化物(4)，所述半导体本体具有底侧(1b)以及与所述底侧相对的上侧(1t)，所述钝化物布置在所述上侧上。在该方法中，半导体芯片被接收并且被放置在载体上。借助于挤压力(F)将半导体芯片压到载体上，以使得挤压力仅仅在一个或多个布置在上侧上的相连的芯片金属化部段(21，23)之上作用于半导体芯片，其中，所述相连的芯片金属化部段中的每一个具有一个环形地闭合的边缘部段(21r，23r)，所述边缘部段在每个垂直于挤压方向(z)的方向(x，y)上具有一个大于零的最小宽度(b)，其中，挤压力不在所述边缘部段之上作用于所述半导体芯片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于将半导体芯片定位在载体上的方法以及一种用于使半导体芯片与载体进行材料配合地连接的方法。
技术介绍
为了将半导体芯片装配在载体上也可以是必要的是，将半导体芯片压到载体上。例如在建立半导体芯片和载体之间扩散焊接的或烧结的连接的情况下，然而也在使用其他连接技术的情况下，当以确定的最小挤压力进行挤压时，则可以建立特别可靠的材料配合的连接。然而在挤压时存在下述的危险，即装配工具损坏半导体芯片的钝化层，因此，随着时间的推移，湿气会到达半导体芯片的半导体本体上。此外，所述损坏会消极地影响半导体芯片的耐压强度。另一方面期望的是，将半导体芯片的尽可能大的区域压到载体上，以便实现高质量的平面的连接。这例如在制造大功率半导体模块时是有利的，因为在此具有非常大的基面的半导体芯片用作半导体芯片。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于将半导体芯片定位在载体上的方法，以及一种用于使半导体芯片与载体连接的方法。该目的通过根据权利要求1所述的一种用于将半导体芯片定位在载体上的方法以及通过据权利要求13所述的一种用于使半导体芯片与载体进行材料配合地连接的方法来实现。本专利技术的构型和进一步方案是从属权利要求的内容。第一方面涉及一种用于将半导体芯片定位在载体上的方法。半导体芯片具有半导体本体以及钝化物，所述半导体本体具有底侧以及与所述底侧相对的上侧，所述钝化物布置在上侧上。在该方法中，半导体芯片被接收并且被放置在载体上。借助于挤压力将半导体芯片这样压到载体上，以使得挤压力仅仅在一个或多个布置在上侧上的相连的芯片金属化部段之上作用于半导体芯片，其中，所述相连的芯片金属化部段中的每一个具有一个环形地闭合的边缘部段，所述边缘部段在每个垂直于挤压方向的方向上具有一个大于零的最小宽度，其中，挤压力不在所述边缘部段的上部上作用于半导体芯片。第二方面涉及一种下述的方法，其中使用根据第一方面的方法以使半导体芯片与载体进行材料配合地连接。为此，根据按照第一方面的方法将半导体芯片定位在载体上并且压到载体上。在此，这样实现将半导体芯片放置在载体上，以使得在放置之后并且在挤压期间将一个连接介质层布置在底侧和载体之间。附图说明下面根据实施例参考附图说明本专利技术。在附图中，相同的元件以相同的附图标记标出。附图中的视图不是按照比例的。附图中：图1A示出半导体芯片的横截面图。图1B示出在将半导体芯片安置在载体上期间由装配工具保持的根据图1A的半导体芯片。图1C示出根据图1A和1B的半导体芯片，其中所述半导体芯片通过装配工具压到载体上，以便使所述半导体芯片与载体连接。图1D示出在抬起装配工具之后与载体连接的半导体芯片。图2示出在将半导体芯片压到载体上期间根据图1C的布置的放大的部段A。图3示出芯片金属化部段的俯视图，所述芯片金属化部段被施加到根据图1A的半导体芯片的半导体本体的上侧上。图4A示出半导体芯片的横截面图，半导体芯片具有带上侧的半导体本体，多个相连的芯片金属化部段被施加到所述上侧上。图4B示出在将半导体芯片安置在载体上期间由装配工具保持的根据图4A的半导体芯片。图4C示出根据图4A和4B的半导体芯片，其中所述半导体芯片通过装配工具压到载体上，以便使所述半导体芯片与载体连接。图4D示出在抬起装配工具之后与载体连接的半导体芯片。图5示出一个下述的布置，该布置相应于在将半导体芯片压到载体上期间根据图4C的布置，其中，装配工具相对于根据图4C的装配工具被修改。图6示出一个下述的布置，该布置以如下区别相应于根据图5的装置，即将一个保护层施加到至少一个相连的芯片金属化部段上，所述芯片金属化部段被施加到半导体芯片的上侧上，在所述装配工具将半导体芯片压到载体上期间，装配工具被压到所述保护层上。图7示出在将半导体芯片压到载体上期间根据图6的布置的放大的部段B。图8示出根据图4C的半导体芯片的俯视图。图9示出根据图4C的装配工具的底侧的视图。具体实施方式图1A以横截面图示出半导体芯片100。半导体芯片100是任意的半导体元件、例如MOSFET(MetalOxideSemiconductorField-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)、JFET(JunctionField-EfffectTransistor，结型场效应晶体管)、HEMT(HighElectorMobilityTransistor，高电子迁移率晶体管)、晶闸管或二极管。半导体芯片100具有半导体本体1，所述半导体本体具有上侧1t和与所述上侧1t相对的底侧1b。将相连的芯片金属化部段21以背向半导体本体1的上侧21t施加到上侧1t上。此外，芯片金属化部段21具有环绕的侧面的边缘21s，所述边缘环绕地完全由介电钝化物4、例如酰亚胺或聚酰亚胺或者其他适用的钝化电介质覆盖。钝化物4例如可以具有至少10μm、例如10μm至100μm范围内的厚度d4。此外，可选地如同所示的那样可以将下部的芯片金属化层22施加到半导体本体1的底侧1b上。如图1B所示地，根据图1A的半导体芯片100可以借助于装配工具5(例如“拾取和放置工具”)来接收，并且如同结果在图1C中所示的那样放置在载体3上并且通过装配工具5压到载体3上。载体3理论上可以是任意的载体、例如引线框架(“leadframe”)或电路板。所示的载体3仅仅示意性地构造为陶瓷基底、即具有陶瓷绝缘载体的电路板。然而原则上本专利技术可以利用其他载体实现。载体3具有介电绝缘载体30，所述介电绝缘载体在彼此相对的侧上设有上部的金属化层31或下部的金属化层32。介电绝缘载体30由电绝缘陶瓷、例如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)。为了接收半导体芯片100并且至少直至保持在载体3上，装配工具5可以具有一个或多个吸入通道50，所述吸入通道关于包围半导体芯片100和装配工具5的大气的周围环境压力可以被施加负压p50，从而半导体芯片100可以说被吸到装配工具5的底侧5b上。如图1B所示地，以所述的或任意其他的方式由装配工具5保持的半导体芯片100可以放置在载体3上并且借助于挤压力F5压到载体3上。将半导体芯片100压到载体3上可以同样借助于装配工具5实现。挤压力F5可以例如为至少1N或甚至至少5N。在挤压期间，装配工具5能够可选地直接与芯片金属化部段21接触，也就是说，装配工具5和芯片金属化部段21之间的间距a可以等于零。将半导体芯片100放置在载体3上可以用于使半导体芯片100与载体3进行材料配合的连接。为此，在将半导体芯片100放置在载体3上之前，在半导体芯片100和载体3之间加入连接介质层70。在将设置有连接介质层70的半导体芯片100放置到载体3上之前，如图1B所示地，例如可以将连接介质层70施加到下部的芯片金属化层22上。替换地，在将半导体芯片100放置到被施加在载体3上的连接介质层70上之前，也可以将连接介质层70施加到载体3上。根据一个另外的构型，在将半导体芯片100以位于其上的一个连接介质层70放置到被施加在载体3上的另一个连接介质层70上之前，可以将一个连接介质层70施加到下部的芯片金属化层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将半导体芯片(100)定位在载体(3)上的方法，其中所述半导体芯片(100)具有半导体本体(1)和钝化物(4)，所述半导体本体具有底侧(1b)以及与所述底侧(1b)相对的上侧(1t)，所述钝化物布置在所述上侧(1t)上，其中，所述方法包括：接收所述半导体芯片(100)并且将所述半导体芯片(100)放置在所述载体(3)上；以及借助于挤压力(F)将所述半导体芯片(100)压到所述载体(3)上，以使得所述挤压力(F)仅仅在一个或多个布置在所述上侧(1t)上的相连的芯片金属化部段(21，23)之上作用于所述半导体芯片(100)，其中所述相连的芯片金属化部段(21，23)中的每一个具有环形地闭合的边缘部段(21r，23r)，所述边缘部段在每个垂直于挤压方向(z)的方向(x，y)上具有一个大于零的最小宽度(b)，并且其中所述挤压力(F)不在所述边缘部段(21r，23r)之上作用于所述半导体芯片(100)。

【技术特征摘要】
2015.07.23 DE 102015112023.21.一种用于将半导体芯片(100)定位在载体(3)上的方法，其中所述半导体芯片(100)具有半导体本体(1)和钝化物(4)，所述半导体本体具有底侧(1b)以及与所述底侧(1b)相对的上侧(1t)，所述钝化物布置在所述上侧(1t)上，其中，所述方法包括：接收所述半导体芯片(100)并且将所述半导体芯片(100)放置在所述载体(3)上；以及借助于挤压力(F)将所述半导体芯片(100)压到所述载体(3)上，以使得所述挤压力(F)仅仅在一个或多个布置在所述上侧(1t)上的相连的芯片金属化部段(21，23)之上作用于所述半导体芯片(100)，其中所述相连的芯片金属化部段(21，23)中的每一个具有环形地闭合的边缘部段(21r，23r)，所述边缘部段在每个垂直于挤压方向(z)的方向(x，y)上具有一个大于零的最小宽度(b)，并且其中所述挤压力(F)不在所述边缘部段(21r，23r)之上作用于所述半导体芯片(100)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述钝化物(4)在沿着所述挤压方向(z)挤压期间具有至少10μm的厚度(d4)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述钝化物(4)具有酰亚胺或聚酰亚胺或者由酰亚胺或聚酰亚胺构成。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述挤压力(F5)为至少1N或至少5N。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述最小宽度(b)等于100μm或者等于200μm。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中连接介质层(70)具有焊料或银粉。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，接收所述半导体芯片(100)以及将所述半导体芯片(100)放置在所述载体(3)上借助于装配工具(5)进行，其中在将所述半导体芯片(100)放置在所述载体(3)上之后，所述底侧(1b)朝向所述载体(3)，并且所述上侧(1t)朝向所述装配工具(5)。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在挤压期间，对于每个所述边缘部段(21r，23r)的每个位点(S)适用的是，沿着所述挤压方向(z)延伸穿过所述位点(S)的直线(g)具有线段([P1；P2])，所述线段不延...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·厄施勒，
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