半导体器件制造技术

本公开的实施例涉及一种半导体器件，其包括至少一个半导体管芯，激光直接成型封装以及至少一个导电过孔。半导体管芯被布置在衬底上，并且激光直接成型(LDS)封装被模制到半导体管芯上。导电过孔或贯通模具式过孔(TMV)延伸贯通该封装。该TMV包括套环区段，该套环区段从外表面延伸贯通封装的第一部分以到达封装的中间层；以及截头圆锥形区段，该截头圆锥形区段从套环区段的底部延伸贯通封装的第二部分。套环部分在中间层处具有第一横截面面积。截头圆锥形区段的第一端在中间层处具有第二横截面面积。第二横截面面积小于第一横截面面积。TMV可以具有不限于1:1的纵横比。积。TMV可以具有不限于1:1的纵横比。积。TMV可以具有不限于1:1的纵横比。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件


[0001]本描述涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体器件。
[0002]方形扁平无引线(Quad
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Flat No
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leads，QFN)封装中的半导体器件可以为其中可以有利地应用实施例的器件的示例。

技术介绍

[0003]近来已经提出了激光直接成型(LDS)技术(通常也称为直接铜互连(DCI)技术)来替换半导体器件中管芯到引线电连接中的传统电线键合。
[0004]在如当前所使用的LDS技术中，在LDS材料中激光成型(激活)之后，经由电镀(例如，非电解金属化，然后是流电沉积)促进诸如过孔和线或迹线之类的结构的导电性，以达到诸如铜之类的金属材料的数十微米的金属化厚度。
[0005]当在诸如QFN器件之类的半导体器件中提供电连接时应用激光直接成型，出现的问题在于与形成(例如，电镀)截头圆锥形过孔有关的近1:1的纵横比约束。
[0006]通常，当前采用名称“纵横比”以表示图像或对象的宽度与高度的比例。
[0007]对于精细节距引线框架(0.4mm或更小)或对于其中模制厚度较高的封装(比如，所谓的“插装式(slug
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up)”QFN)，形成过孔时的纵横比限制影响过孔着陆在引线上。增加过孔直径则会非期望地导致相对于引线的非期望未对准，并且可能会导致金属短路(“短接”)。
[0008]本领域中需要有助于充分处理这种纵横比问题。

技术实现思路

[0009]本公开的实施例涉及一种半导体器件，以解决传统的半导体器件中存在的上述问题或其他潜在问题。
[0010]一个或多个实施例涉及一种对应半导体器件。
[0011]方形扁平无引线(QFN)封装中的半导体器件可能为其中可以有利地应用实施例的器件的示例。
[0012]一个或多个实施例改善了可制造性和封装小型化。
[0013]一个或多个实施例涉及一种半导体器件。该半导体器件包括：至少一个半导体管芯，布置在衬底上；激光直接成型封装，模制到至少一个半导体管芯上，封装具有与衬底相对的外表面，并且包括封装的在外表面与封装中的中间层之间的第一部分以及封装的在衬底与中间层之间的第二部分，其中第二部分在中间层处与第一部分接界；以及至少一个导电过孔，延伸贯通激光直接成型封装。至少一个导电过孔包括：套环区段，从外表面延伸贯通封装的第一部分以到达中间层，套环区段在中间层处具有横截面面积；以及截头圆锥形区段，从中间层处的第一端延伸贯通封装的第二部分以到达远离中间层的第二端；其中第一端在中间层处具有第一直径、和小于套环区段在中间层处的横截面面积的面积；以及其中远离中间层的第二端具有第二直径，第二直径小于第一直径。
[0014]在一些实施例中，截头圆锥形区段的纵横比近似等于1:1。
[0015]在一些实施例中，至少一个半导体管芯具有与衬底相对的前表面，并且其中前表面至少近似位于中间层处。
[0016]在一些实施例中，衬底包括引线框架的管芯焊盘，引线框架包括围绕管芯焊盘的导电引线阵列，并且其中至少一个导电过孔从封装的外表面延伸贯通激光直接成型封装的第一部分和第二部分以到达导电引线阵列中的至少一个引线。
[0017]在一些实施例中，该半导体器件还包括：至少一个截头圆锥形导电过孔，从封装的外表面延伸贯通封装的第一部分以到达至少一个半导体管芯的前表面；以及至少一个线性导电结构，在封装的外表面处延伸，并且耦合至少一个截头圆锥形导电过孔和扩大的套环区段。
[0018]在一些实施例中，该半导体器件包括：封装的至少一个激光烧蚀位置；以及金属件，位于至少一个激光烧蚀位置上。
[0019]在一些实施例中，位于至少一个激光烧蚀位置上的金属件包括：非电解生长金属件，位于所述至少一个激光烧蚀位置上；以及电解生长金属件，位于所述非电解生长金属件上。
[0020]比如，如本文中所讨论的实施例使用激光直接成型(LDS)技术来改进精细间距的方形扁平无引线(QFN)封装的可制造性。
[0021]如本文中所公开的各示例包括：提供包括上部套环的贯通模具式过孔，该上部套环大于底部过孔部分。
[0022]如本文中所公开的各示例包括：在两个烧蚀步骤中激光加工贯通模具式过孔，以首先形成套环凹部，然后形成从套环凹部的底部延伸的截头圆锥形过孔。
[0023]如本文中所公开的各示例提供以下优点中的一个或多个优点：形成套环有助于创建不受1:1纵横比约束的过孔，例如，创建直径小于模具覆层(封装)厚度的过孔；更简单的模制过程源于可能避免薄模具覆层；可以实施更简单的金属化过程(例如，Cu电镀)；减小模制化合物尺寸有助于获得(整体)纵横比不再受到1:1限制的过孔(也就是说，可以生产高度高于其宽度的“倾斜”的贯通模具式过孔)；并且与基于LDS技术的传统封装解决方案相比，不包括附加过程步骤。
附图说明
[0024]现在，参考附图仅通过示例对一个或多个实施例进行描述，其中
[0025]图1是通过将LDS技术应用于制造半导体器件的半导体器件示例的横截面视图。
[0026]图2是根据本说明书的实施例的制造半导体器件的半导体器件示例的截面图。
[0027]图3是基本上沿着图2中的线III
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III的平面图，该平面图详述了根据本说明书的实施例的半导体器件的制造。
[0028]图4A至图4H是根据本说明书的实施例的制造半导体器件时的可能步骤序列的示例。
具体实施方式
[0029]除非另外指明，否则不同附图中的对应数字和符号通常是指对应部分。
[0030]为了清楚地说明实施例的相关方面，绘制了附图，并且这些附图不必按比例绘制。
[0031]在附图中画出的特征的边缘不一定指示特征范围的终止。
[0032]在后续描述中，图示了各种具体细节，以便提供对根据该描述的实施例的各种示例的深入理解。在没有一个或多个具体细节的情况下，可以利用其他方法、部件、材料等来获得实施例。在其他情况下，没有对已知结构、材料或操作进行详细说明或描述，从而不会模糊实施例的各个方面。
[0033]在本说明书的框架中对“一实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示关于该实施例描述的特定配置、结构或特点被包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本说明书的各个点中的诸如“在一实施例中”、“在一个实施例中”等之类的短语不一定确切地是指同一实施例。更进一步地，特定配置、结构或特点可以在一个或多个实施例中以任何适当方式进行组合。
[0034]本文中所使用的标题/参考仅为了方便而提供，因此不限定保护范围或实施例的范围。
[0035]本公开的一个方面，涉及一种方法，包括：在衬底上布置至少一个半导体管芯；将激光直接成型LDS材料封装模制到布置在衬底上的至少一个半导体管芯上，封装具有与衬底相对的外表面，并且包括封装的在外表面与封装中的中间层之间的第一部分以及封装的在衬底与中间层之间的第二部分，其中第二部分在中间层处与第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：至少一个半导体管芯，布置在衬底上；激光直接成型封装，模制到所述至少一个半导体管芯上，所述封装具有与所述衬底相对的外表面，并且包括所述封装的在所述外表面与所述封装中的中间层之间的第一部分以及所述封装的在所述衬底与所述中间层之间的第二部分，其中所述第二部分在所述中间层处与所述第一部分接界；以及至少一个导电过孔，延伸贯通所述激光直接成型封装，其中所述至少一个导电过孔包括：套环区段，从所述外表面延伸贯通所述封装的所述第一部分以到达所述中间层，所述套环区段在所述中间层处具有横截面面积；以及截头圆锥形区段，从所述中间层处的第一端延伸贯通所述封装的所述第二部分以到达远离所述中间层的第二端；其中所述第一端在所述中间层处具有第一直径、和小于所述套环区段在所述中间层处的横截面面积的面积；以及其中远离所述中间层的所述第二端具有第二直径，所述第二直径小于所述第一直径。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述截头圆锥形区段的纵横比近似等于1:1。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述至少一个半导体管芯具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：