半导体装置和制造半导体装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种半导体装置，该半导体装置包括引线框、金属焊盘，其中该金属焊盘经由引线框与半导体装置的背侧连接。该半导体装置还包括：管芯焊盘，其中该管芯焊盘经由管芯附接材料附接到引线框；以及设置在引线框的顶面的密封剂。该密封剂使该金属焊盘与该管芯焊盘隔离。离。离。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置和制造半导体装置的方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体装置。本专利技术还涉及一种制造半导体装置的方法。

技术介绍

[0002]功率四方扁平无引线(QFN，quad
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leads)或功率双扁平无引线(DFN，dual
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leads)封装是本领域公知的。典型的功率QFN封装包括功率管芯和具有向下突出的外部端子的QFN结构。引线框管芯焊垫可以作为用于与印刷电路板(PCB)连接的热焊盘暴露出来。功率管芯和端子之间的互连通常是引线接合或夹片接合。这种互连引入了额外的电阻和电感，从而对最终产品的电性能产生不利影响。
[0003]在本领域中还已知的是，功率管芯焊盘可以作为端子暴露出来。专利US9214416B1公开了一种具有暴露管芯焊盘和成型件表面的功率QFN/DFN。该专利描述了一种功率DFN和功率QFN封装结构，该封装结构使凸起芯片管芯和其它元件容纳在矩阵引线框的底侧上的空腔中。此技术也适用于如球栅格阵列(Ball Grid Array，BGA)和焊盘栅格阵列(Land Grid Array，LGA)等层压基板封装。
[0004]这种材料适合于如氮化镓GaN和碳化硅SiC等高速功率化合物半导体装置。该封装允许配置单个和多个电源开关，以及控制良好的高速电源管芯开关的并联。该封装使得如级联开关、栅极驱动器、隔离器和保护装置等相关元件的共同封装必须以高开关速度紧密耦合实现。
[0005]该构架容纳引线框顶侧上的元件，并允许具有极低的互连电感和电阻的多芯片功能，以及较高的电路和功率密度。
[0006]该封装构架利用从功率管芯的两侧到外部底侧焊盘的平行热路径提供了较低的封装热阻，并且提供了补充的隔离和非隔离的顶侧散热。
[0007]这种封装结构的缺点在于，引线框结构必须使用模塑法来封装，其中端子高度的对准成为关键的制造挑战，并且由于需要额外的设计和工艺，因此制造复杂度显著增加。

技术实现思路

[0008]各种示例性实施例是针对如上所述的缺点和/或从以下公开内容可以变得明显的其它缺点的。
[0009]根据本专利技术的实施例，半导体装置包括引线框、金属焊盘，其中金属焊盘经由引线框与半导体装置的背侧连接。该半导体装置还包括管芯焊盘，其中该管芯焊盘经由管芯附接材料附接到引线框。密封剂设置在引线框的顶面上，其中该密封剂使该金属焊盘与该管芯焊盘隔离。
[0010]该引线框用作散热器。
[0011]引线框可以预镀有例如NiPdAu等适当的表面抛光。
[0012]管芯附接材料可以是导电管芯附接膜、银环氧树脂或者烧结材料。
[0013]本专利技术还涉及一种制造半导体装置的方法，其中该方法包括以下步骤：
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在引线框的顶侧上形成金属焊盘；
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通过管芯附接材料使管芯焊盘附接到引线框；
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使密封剂施加/点胶在引线框的顶部上，其中密封剂使金属焊盘与管芯焊盘隔离；以及
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对半导体装置进行切单。
[0018]该方法还可以包括除飞边的步骤，以便从金属焊盘和管芯焊盘去除密封剂。
[0019]根据本专利技术实施例的新的无引线引线框封装，进一步使两端子DFN封装小型化，这是非常有益的。使用引线框结构作为到管芯的一个互连，使得能够消除如本领域中已知的常规引线接合或夹片接合。此外，由于减小电阻和电感，半导体装置的电性能得到改善。顶部散热器特征提供增强的热性能，并且引线框焊盘构造还充当良好的瞬态热缓冲器。该引线框分块设计能够支持密封剂的模制或喷射点胶，并且不需要QFN/DFN引线框的传统胶带粘贴。
[0020]本专利技术的实施例提供了半导体装置的进一步小型化。与诸如DSN的芯片级封装相比，新的封装是五侧保护的，并且由于垂直电流而支持更高的功率。
附图说明
[0021]为了能够详细地理解本公开的特征，参考实施例进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了典型的实施例，因此不应被认为是对本专利技术范围的限制。附图是为了便于理解本公开，因此不一定按比例绘制。在结合附图阅读本说明书之后，所要求保护的主题的优点对于本领域技术人员将变得显而易见，
[0022]在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件，并且其中：
[0023]图1示出了根据本专利技术的实施例的半导体装置；
[0024]图2示出了根据本专利技术的实施例的半导体装置；
[0025]图3示出了根据本专利技术的实施例的半导体装置的制造方法；
[0026]图4示出了根据本专利技术的实施例的半导体装置；
[0027]图5a、5b和5c示出了根据本专利技术实施例的半导体装置。
具体实施方式
[0028]本专利技术的关键特征是通过使用引线框结构作为互连来提供半导体装置的进一步小型化，使得不需要引线或夹片来实现该互连。此外，与已知的例如DSN等芯片级封装相比，根据本专利技术的封装是五侧保护的，并且由于垂直电流而支持更高的功率。
[0029]图1示出了本专利技术的一个实施例。半导体装置100包括同样用作散热器的引线框102、位于引线框102顶部的密封剂104、管芯焊盘106和金属焊盘108，所述管芯焊盘106和金属焊盘108位于密封剂104的顶部。
[0030]在该实施例中，半导体装置100的引线框结构102用作互连件。因此，半导体装置不使用引线或夹片来实现互连。
[0031]如图1所示，半导体装置100顶部的正面触点是管芯焊盘106和金属焊盘108。金属焊盘108是引线框结构102的一部分，金属焊盘108通过引线框结构102与管芯的背侧连接，从而不需要诸如引线接合或夹片之类的附加互连。这种互连方法支持管芯的垂直电流。金
属焊盘108的尺寸被设计成支持瞬态热冲击。
[0032]在切单后，由该暴露的引线框形成顶部散热器。该散热器增强了半导体装置封装的热性能。
[0033]使用点胶技术，仅在引线框的一个表面上封装引线框。从五侧保护管芯。
[0034]根据本专利技术的实施例，一种制造半导体装置的方法包括以下步骤：
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附接管芯，
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施加/点胶(dispensing)，
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除飞边(deflash)，以及
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切单(singulate)。
[0039]根据图2所示的本专利技术的实施例，引线框114被分成若干块，在该特定示例中，引线框被分成四个块。这可以应用于QFN/DFN引线框设计。引线框结构通过引线框制造中的典型蚀刻工艺形成。为了便于无胶带的封装，仅在每个块内的引线框的一个表面上进行蚀刻，使得在随后的封装工艺期间密封剂不会流到引线框的另一表面。可通过适当的管芯附接方法(例如导电管芯附接膜、银环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，包括：
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引线框，
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金属焊盘，其中所述金属焊盘经由所述引线框与所述半导体装置的背侧连接，
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管芯焊盘，其中所述管芯焊盘经由管芯附接材料附接到所述引线框，以及
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设置在所述引线框的顶面的密封剂，其中所述密封剂使所述金属焊盘与所述管芯焊盘隔离。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述引线框用作散热器。3.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中所述引线框预镀有例如NiPdAu等适当表面抛光处理。4.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，所述管芯附接材料是导电管芯附接膜、银环氧树脂或者烧结材料。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周安乐，王飞莹，贺伟鸿，闭香红，萧喜铭，
申请(专利权)人：安世有限公司，
类型：发明
国别省市：