半导体器件制造技术

封装的半导体器件（２０）具有上表面具有有源电路的第一集成电路片（２８）。第一电路片（２８）安装在第一散热器（２２）的凹孔（２１）内。在上表面具有电路的第二电路片（３６）被附着到第一电路片（２８）的上表面上。电路片（２８，３６）都电连接到安装于第一散热器（２２）上的基片（２４）。第二散热器（４０）安装在第二电路片（３６）上表面上。第二散热器（４０）提供用于散发由第二电路片（３６）所产生热量的额外路径。具体地半导体器件的特征在于：具有第一表面和第二表面且包括在第一表面中的有源电路的半导体电路片；以及连接到半导体电路片的第一表面的散热器，其中该散热器焊接到覆盖一部分所述半导体电路片第一表面的金属层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及一种封装的半导体器件，特别涉及形成封装的半导 体器件的方法。
技术介绍
在封装的集成电路中需要提供一种封装，这使得多个半导体电路片 (die)在该封装之内。在一个封装内包含多个电路片具有几个优点。 例如，可以减小封装成本以及可以减小在印刷电路板上所需的空间量。 在一个封装内实现多个电路片的一种方法是把一个电路片叠加在另一 个电路片之上。但是，叠加电路片的方案的一个问题是在该叠层顶部的 电路片要通过底部的电路片而散热。为了封装高功率的器件，可以通过 底部歉t的热量受到限制。因此，需要一种具有改进散热性能的用于叠 加电路片的封装半导体器件。
技术实现思路
一种半导体器件，其特征在于具有第一表面和第二表面的半导体电路片，该半导体电路片包括在 第一表面中的有源电路；以及连接到半导体电路片的第一表面的散热器，其中该散热器焊接到覆 盖一部分所述半导体电路片第一表面的金属层。附图说明本专利技术通过附图中的例子而示出，但是不限于此，其中相同的参照标号表示相同的元件，其中图1-7包括根据本专利技术的一个实施例而形成的封装器件的连续截面 示图。本领域的普通技术人员应当知道在图中的元件是为了简化和清楚 而示出的，并且不一定按照比例来绘制。例如，在图中的一些元件的尺 寸可能相对于其它元件而被夸大，以有助于理解本专利技术的各种实施例。具体实施方式通常，本专利技术釆用一种用于叠加电路片的封装半导体 器件，其通过把散热器附加到顶部电路片上而提高散热性能。附加到顶 部电路片的该散热器补充用于支持底部电路片的散热器。底部散热器具 有用于支承叠加的电路片的凹孔，以减小该器件的高度。当封装的器件 附加到一个印刷电路板(PCB)上时，附加到顶部电路片的散热器与 PCB相接触，提供用于发散直接由顶部电路片的工作所产生的热量的 直接热路径。通过参照附图可以更好地理解本专利技术。图1示出根据本专利技术一个实施例的一个器件20。封装的器件20包 括具有凹孔21的散热器22,在所示的实施例中，散热器22由铜所形 成。如果由铜所形成，则散热器22可以镀有其它金属，例如#4艮、镍 金等等这样的其它金属。在其它实施例中，散热器22可以由任何其它 导热材料所形成。 一个封装的基片24附加到散热器22上。基片24还 具有通常对应于凹孔21的开口。基片24的顶部包括一个或多个线接合 指状物30以及一个或多个焊锡球焊盘32。在本专利技术的一个实施例中， 焊盘32由导电材料所形成，并且可以用于把器件20机械连接和电连接 到PCB。并且，焊盘32可以被用于安装分立器件，可以用于连接测试 用的测试探针，或者可以用于连接导电互联线(例如，焊锡球)。在所 示的实施例中，线接合焊盘30通常把电路片电连接到封装基片。但是， 在其它实施例中，其它技术可以用于把该电路片连接到基片。并且，基 片24包含例如引线(未示出)这样的把线接合焊盘30连接到焊锡球焊 盘32的电导体。具有电路的半导体电路片28在凹孔21中对齐，并且 使用电路片粘合材料26附着到散热器22上，另外，电路片28可以通过电路片粘合带附着到散热器22上。图2示出封装器件20的一个实施例，其中第二电路片36通过使用 电路片附着材料34而对齐并且附着到电路片28的上表面上。通常，电 路片36具有比附着电路片28的表面面积更小的表面面积。图3示出封装器件20的一个实施例，其中第二散热器40附着到电 路片36的上表面。散热器40使用电路片附着材料38而被附着到电路 片36的上表面。电路片附着材料38例如可以是环氧树脂或者胶带电路 片附着材料中的一种。在另一个实施例中，可以通过把散热器40焊接 到电路片36上的一个适当尺寸的金属焊盘(未示出)而把散热器40附 着到电路片36上。散热器40可以在晶片分割为独立的电路片之前或之 后而焊接到金属焊盘上。在一个实施例中，散热器40由铜所制成。如果由铜所形成，则散 热器40可以电镀有例如铬银、镍金等等其它材料。在其它实施例中， 散热器40可以使用例如铝或金这样的另一种导热材料所形成，并且可 以通过冲压、铸造、蚀刻或者机械加工而形成。并且，在所示的实施例 中，散热器40被形成为具有尖细或台阶形状，由参考标号41所表示的 特征或突起，使得散热器40的底部表面的面积大于散热器40的上表面 的面积。并且，当从上往下观看时，散热器40可以为圆柱形或矩形。 如果圆柱形被用于散热器40，则散热器40可以被示出为通过他们的平 坦表面相互连接的两个圆柱， 一个圆柱的直径小于另一个圆柱的直径。 如果矩形被用于散热器40，则它可以被看作为两个连接或相邻的盒子， 其中一个盒子的体积不同于另一个盒子的体积。在其它实施例中，散热 器40可以具有不同的形状，并且可以由多个部件所形成。图4示出器件20的一个实施例，其中电路片28和36通过接合线 44和46电连接到接合指状物30,本专利技术的另一个实施例可以使用多个 接合线44和46和接合指状物30。并且，图4中所示的作为一个选项， 接合线48把散热器40电连接到电路片36上的一个位置。例如，接合 线48可以被用于把散热器40电接地到电路片36。在散热器40中的特 征41作为附着可选的接合线的一个常规位置。图5示出器件20的一个实施例，其中一个封装材料50已经施加在 叠层电路片36和28、散热器40以及接合线44、 46和48上。请注意， 封装材料50可以是用于集成电路的任何类型的适当材料，例如模制塑 料或者液体凝聚成团的材料。并且，请注意封装材料50的上表面与散 热器40的上表面齐平，并且不覆盖散热器40的上表面。并且，特征 41用于把散热器40锁定在电路片36的顶部，并且在器件20重复热循 环之后防止散热器40脱离封装材料50。另外，在所示的实施例中，封 装材料50基本上填充所有凹孔21。图6示出器件20的一个实施例，其中多个焊锡球52形成在多个焊 锡焊盘32之上。焊锡球52使用淀积焊锡球52的一种常规技术而形成。图7示出器件20的一个实施例，其中器件20连接PCB54。请注 意，在所示的实施例中，器件20被叠加或旋转，以把器件20附着到 PCB54上。但是，在另一个实施例中，器件20可以在形成过程中以任 何方式而被定位。PCB54包括在位置上对应于焊锡焊盘32的多个接合 焊盘。焊锡球52被加热或回流，以提供到焊盘60的电连接，该焊盘还 可以具有丝网印刷的焊锡骨等等。并且，焊锡连接56形成在散热器40 和PCB54上的相应焊盘60之间。散热器40提供用于器件20的第二散热路径。在器件20的工作过 程中，热量至少部分地从电路片36通过散热器40M。减小对于由电 路片28it^由电路片36所产生的热量的需要，.从而允许叠加电路片的 半导体器件具有更大的功率消耗。请注意，在基片24中的线路和通孔(未示出)被用于有选择地把 基片24的各个部分相互连接。还请注意，电路片附着材料26、 34和 38可以是任何类型的适当材料，例如胶带或者非固态胶(例如胶水、 环氧树脂)。电路片28和36可以是任何类型的集成电路、半导体器件， 或者其它类型的电激活基片。本专利技术的其它实施例可以具有被封装在封 装的半导体器件20中的任何数目的电路片28和36。例如，另一个实 施例可以在封装器件20中封装3个电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于：　　　　具有第一表面和第二表面的半导体电路片，该半导体电路片包括在第一表面中的有源电路；以及　　　　连接到半导体电路片的第一表面的散热器，其中该散热器焊接到覆盖一部分所述半导体电路片第一表面的金属层。

【技术特征摘要】
US 2002-2-7 10/072,1671.一种半导体器件，其特征在于具有第一表面和第二表面的半导体电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克A格博，肖恩M奥考内，特伦特A汤普森，
申请(专利权)人：自由度半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]