用于在载体上安装半导体芯片的方法技术

本发明专利技术涉及用于在载体上安装半导体芯片的方法。一种方法包括提供具有第一主表面和沉积在第一主表面上的焊料层的半导体芯片，其中所述焊料层具有至少1μm的粗糙度。将半导体芯片放置在载体上，其中半导体芯片的第一主表面面向所述载体。以第一主表面的每mm2的表面积至少1牛顿的压力将半导体芯片按压在所述载体上，并且对焊料施加热量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在特别是引线框的载体上安装半导体芯片的方法。
技术介绍
半导体器件制造商一直致力于提高其产品的性能同时降低其制造成本。半导体器件的制造中的成本密集区是对半导体芯片进行封装。如本领域技术人员认识到的，集成电路是在晶片中制作的，其随后被单片化(singulate)从而产生半导体芯片。随后可以将半导体芯片安装在诸如引线框之类的导电载体上。在安装工艺期间，半导体芯片可能受到热应力，这可能损坏半导体芯片。附图说明包括附图以提供对实施例的进一步理解，并且所述附图被合并在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出了实施例并且与描述一起用来解释实施例的原理。将容易认识到其他实施例以及实施例的许多预期优点，因为它们通过参照下面的详细描述而变得更好理解。附图的元件不一定相对于彼此按比例绘制。相同的附图标记指代对应的类似部件。图1A-1C示意性地示出了用于将半导体芯片安装在载体上的方法的一个实施例的剖面 图2A-2B示意性地示出了用于在半导体芯片上沉积焊料(solder material)的方法的一个实施例的剖面 图3示意性地示出了焊料层的粗糙表面； 图4示意性地示出了具有几个金属层和一个焊料层的半导体芯片的一个实施例的剖面 图5示出了具有焊料层的半导体芯片的SEM (扫描电子显微镜)图像；图6示出了使用隧道炉将半导体芯片安装在载体上的方法的一个实施例的示意 图7A-7E更详细地、示意性地示出了图6的方法的各个步骤； 图8示出了用于使用炉中的分批退火工艺将半导体芯片安装在载体上的方法的一个实施例的示意图；以及 图9示出了安装在引线框上的功率半导体芯片的一个实施例的剖面图。具体实施例方式在下面的详细描述中参照形成本说明书的一部分的附图，其中通过说明的方式示出了其中可以实践本专利技术的具体实施例。在这方面，参照所描述的附图的指向使用了诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“在前”、“在后”等等之类的方向术语。由于实施例的组件可以被定位在许多不同的指向中，因此所述方向术语被用于说明的目的而决不是进行限制。要理解的是，在不背离本专利技术的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以做出结构或逻辑的改变。因此，不要将下面的详细描述视为限制意义，并且本专利技术的范围由所附权利要求书限定。要理解的是，除非明确地另行声明，否则在这里所描述的各个示例性实施例的特征可以彼此组合。在本说明书中所采用的术语“耦合”和/或“电耦合”并不意味着意指所述元件必须直接耦合在一起；可以在“耦合”或“电耦合”的元件之间提供中间元件。下面描述包含半导体芯片的器件。半导体芯片可以具有不同类型，可以通过不同技术制造，并且可以包括例如集成的电、电光或机电电路或无源器件。所述集成电路例如可以被设计成逻辑集成电路、模拟集成电路、混合信号集成电路、存储器电路或集成无源器件。此外，半导体芯片可以被配置成所谓的MEMS (微机电系统)，并且可以包括微机械结构，诸如桥接器、隔膜或舌结构。半导体芯片可以被配置成传感器或致动器，例如压力传感器、加速度传感器、旋转传感器、麦克风等等。此外，半导体芯片可以被配置成功率半导体芯片，诸如功率MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)、JFET (结型栅场效应晶体管)、功率双极型晶体管或者功率二极管。特别可以涉及具有垂直结构的半导体芯片，也就是说半导体芯片可以被制作成使得电流可以在垂直于半导体芯片的主表面的方向上流动。具有垂直结构的半导体芯片可以特别在其两个主表面上具有接触焊盘，也就是说在其顶侧和底侧上具有接触焊盘。功率半导体芯片可以特别具有垂直结构。举例来说，功率MOSFET的源极电极和栅极电极可以位于一个主表面上，同时功率MOSFET的漏极电极可以被设置在另一个主表面上。不需要从例如Si、SiC、SiGe、GaAs的具体半导体材料制造半导体芯片，并且半导体芯片另外可以包含并非半导体的无机和/或有机材料。半导体芯片可以具有接触焊盘(或者电极或接触元件)，其允许与包括在半导体芯片中的集成电路进行电接触。所述接触焊盘可以包括被施加到半导体芯片的半导体材料上的一个或更多金属层。所述金属层可以被制造成具有任何所期望的几何形状以及任何所期望的材料成分。所述金属层例如可以具有覆盖区域的层的形式。例如铝、钛、钨、金、银、铜、钯、钼、镍、铬或镍钒的任何所期望的金属或金属合金可以被用作所述材料。所述金属层不需要是均匀的或者从仅仅一种材料制造的，也就是说包含在所述金属层中的各种材料成分和浓度都是可能的。所述接触焊盘可以位于半导体芯片的活性主表面上，或者位于半导体芯片的其他表面上。可以将焊料沉积在半导体芯片上。例如AuSn、AgSn、CuSn、Sn、AgIn、In或CuIn可以被用作焊料。焊料表面可以具有一定粗糙度。可以将半导体芯片放置在载体上。可以将半导体芯片按压在载体上，使得先前被沉积在半导体芯片上的焊料变形并且在半导体芯片与载体之间产生闭形接合。所述载体可以具有任何形状、尺寸和材料。在所述器件的制作期间可以将载体彼此连接。所述载体还可以由单件制成。可以通过连接装置将载体彼此连接，其目的是在制作过程中将一些载体分离。可以通过机械锯削、激光束、切割、冲压、铣削、蚀刻或者任何其他适当方法来实施载体分离。所述载体可以是导电的。它们可以完全由金属或金属合金制作，特别是铜、铜合金、铁镍、铝、铝合金、钢、不锈钢或者其他适当材料。所述载体可以例如是引线框或者引线框的一部分。此外，所述载体可以镀有导电材料，例如铜、银、铁镍或镍磷。在一个实施例中，所述载体是复合基板，例如DCB (直接铜结合)，其是在其顶表面和底表面上具有铜层的陶瓷基、板。下面描述的器件可以包括可以具有任何形状和尺寸的外部接触焊盘(或外部接触元件)。所述外部接触焊盘可以从所述器件的外部可接近，因而可以允许与半导体芯片进行电接触。此外，外部接触焊盘可以是导热的，并且可以充当吸热器以用于耗散由半导体芯片生成的热量。所述外部接触焊盘可以由任何所期望的导电材料组成，诸如铜、铝或金之类的金属、金属合金或者导电有机材料。可以在外部接触焊盘上沉积诸如焊球或焊点(solderbump)之类的焊料。可以用封装材料覆盖半导体芯片或半导体芯片的至少部分，所述封装材料可以是电绝缘的并且可以形成封装体。所述封装材料可以是任何适当的硬质塑料、热塑或热固材 料或者层压材料(预浸材料)，并且可以包含填料。可以采用各种技术来利用封装材料封装半导体芯片，例如压缩模塑、注射模塑、粉末模塑、液体模塑或层压。可以使用热量和/或压力来施加所述封装材料。图1A-1C示意性地示出了一种用于将半导体芯片安装在载体上的方法。图IA不意性地不出了半导体芯片10,其具有第一主表面11和与第一主表面11相对的第二主表面12。在半导体芯片10的第一主表面11上沉积一层焊料13。该层焊料13，特别是该层的背对半导体芯片10的第一主表面11的表面14，可以具有至少Iym的粗糙度。图IB示意性地示出了其上放置半导体芯片10的载体15，其中半导体芯片10的第一主表面11面向载体15。利用力F将半导体芯片10按压在载体15上,使得对于第一主表面11的每mm2的表面积施加至少I牛顿的压力。图IC示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：O艾兴格，A海因里希，K勒斯尔，
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：