半导体器件管芯键合制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件，该半导体器件包括具有相反的第一面和第二面以及边缘表面的半导体管芯。边缘表面具有在第一面之下的底切。半导体管芯的第二面以管芯附接材料键合至管芯支撑部件(例如，引线框的导热旗座)的键合表面。键合材料的填角形成于底切之内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体管芯封装的方法，并且更特别地，涉及控制用于将半导体管芯附接于管芯支撑部件的材料的填角高度的方法
技术介绍
半导体器件封装实现了基本功能，例如，提供到/来自半导体管芯的外部电连接以及保护管芯免受机械的和环境的应力。在封装管芯的常见方法中，晶片被切单并且切单的管芯被键合于管芯支撑件，例如衬底或者引线框的管芯焊盘或旗座(flag)。在管芯键合工艺中，布置于管芯和支撑件之间的粘性键合材料固化。典型的键合材料是聚合物粘合剂，例如，环氧树脂、软焊料或共晶合金。·在管芯键合操作期间，键合材料可以向上流到管芯的边缘，形成填角(fillet)。填角的高度是一个生产变量，控制该生产变量是重要的。为了提高封装密度，半导体管芯的厚度被最小化。例如，可以在半导体管芯的切单之前磨削晶片的背面以减小晶片的厚度。但是，减小管芯厚度增加了填角高度变得过大的风险；也就是，其中管芯键合材料溢出管芯的边缘并且流到管芯的有源面之上，这继而又能够引起丝线键合的缺陷(例如，管芯上的接触焊盘的短路)的情形。因而，能够精确地控制填角高度并且从而防止管芯键合材料流到管芯的有源面之上将是有利的。附图说明本专利技术以实例的方式示出并且不受其示出于附图中的实施例限制，在附图中相同的参考符号指示相似的元件。在附图中的元件仅出于简明和清晰器起见而示出，并不一定要按比例画出。图I是具有与管芯支撑元件键合的半导体管芯的常规半导体器件的示意性截面图；图2是根据本专利技术的一种实施例(以实例的方式给出的)的具有与管芯支撑元件键合的半导体管芯的半导体器件的示意性截面图；以及图3到图7是根据本专利技术的一种实施例(以实例的方式给出的)的图2的半导体器件在组装或封装过程中的各个阶段的截面图。具体实施例方式用于表面安装的半导体器件封装具有暴露的电接触。暴露的电接触在内部与半导体管芯的有源面上的电接触焊盘连接。可使用各种技术来使封装的暴露电接触与嵌入的半导体管芯连接。在附图中示出的半导体器件是丝线键合的封装，在该封装中半导体管芯安装于管芯支撑件上，半导体管芯的有源面与管芯支撑件相反。丝线然后键合至半导体管芯的接触焊盘以及至封装的暴露电接触以提供内部连接。但是，所示出并描述的将管芯键合于管芯支撑件上的实例同样可应用于其他的半导体器件封装结构。图I示出了一种已知的封装半导体器件100。半导体器件100包括具有相反的第一面42和第二面44以及边缘表面46的半导体管芯40。半导体管芯40的第一面42是有源面并且具有多个电接触元件(没有示出)。半导体管芯40的第二面44以管芯附接材料52(例如，环氧物)附接于管芯支撑部件51。在管芯的第一面42上的电接触元件以键合丝线54电连接至管芯支撑件51上的暴露电接触元件(没有示出)以用于与外部电路的连接。管芯40和键合丝线51以模塑料(molding compound) 56覆盖。在半导体管芯40与管芯支撑件51键合期间，管芯附接材料52是粘性的。当将半导体管芯40的第二面44施加于管芯附接材料52时，会促使管芯附接材料52外流超出管芯40的边缘表面46以保证完全覆盖第二面44并降低半导体管芯40倾斜的风险。然后，表面张力促使管芯附接材料52向上流到边缘表面46，形成填角50。如果填角50具有过大的高度，这将会表现出管芯附接材料52流过管芯边缘46并且流到了有源面42之上，伴随有引起诸如在管芯40上的接触焊盘短路的缺陷的风险。如果边缘表面46是平坦的，使得半导体管芯40的截面是矩形的，则管芯附接材料52将向上直流到管芯的边缘表面46。为了降低管芯附接材料52溢出到有源面42之上的风险，已知的半导体器件100具有形成于 管芯边缘表面46中的台阶48。台阶48形成于半导体管芯40的第一面42中。管芯附接材料52能够在溢出到有源面42上之前流过台阶48的距离大于在直边缘表面46的情形中的距离。但是，台阶减小了有源面42的宽度，使得该宽度小于相反面44的宽度，这具有减少每一晶片的管芯数和/或减少能够位于活性面42之上的电接触元件的数量的缺点。此外，当管芯附接材料52流过台阶48时，表面张力将会促使管芯附接材料52仍旧朝上流向有源面42，留下了管芯附接材料52溢出到有源面42之上的一定风险。图2示出了根据本专利技术的一种实施例的半导体器件200的实例。半导体器件200包括具有相反的第一面204和第二面206以及边缘表面208的半导体管芯202。半导体器件200还包括具有键合表面212的管芯支撑部件210，例如引线框的导热旗座。半导体管芯202在边缘208具有位于第一面204下方或之下的底切214。半导体管芯202的第二面206键合至管芯支撑部件210的具有管芯附接材料的键合表面212，其中管芯附接材料的填角216形成于由底切214限定的区域之内。在将半导体管芯202的第二面206键合至键合表面212的过程期间，底切214含有管芯附接材料使得填角216没有延伸过管芯外缘208且流到管芯的第一面204之上。即使填角216的尺寸过大，管芯附接材料将由键合表面212的通常平行于底切214的悬突的表面张力吸引而倾向于向外流动，而不是沿着垂直的边缘表面208朝上流向第一面204，从而降低了管芯附接材料溢出到第一面204之上和引起缺陷的风险。第一面204是半导体管芯202的有源面并且具有大于第二面206的宽度，与半导体器件100相比，这能够允许增加每一晶片的管芯202的数量和/或增加在管芯202的第一正面(有源面)204上的电接触元件的数量。半导体器件200包括一组暴露的电接触元件218，暴露的电接触元件218可以由引线框的一部分来形成，引线框还提供了管芯支撑件210。半导体管芯202的有源面204具有与暴露的电接触元件218 (例如，与键合丝线222)电连接的多个电接触元件220，这可以使用已知的丝线键合工艺和设备来完成。模塑料224覆盖第一面204、填角216和键合丝线222。应当意识到，诸如器件200的半导体器件可以包括多于一个的半导体管芯202，该半导体管芯202的每一个的边缘表面208包括底切214。为了清晰起见，在附图中的垂直尺寸已经相对于水平尺寸进行了放大。举例来说，在半导体管芯202的一种实例中，通过在切单管芯之前对晶片进行背研磨来使管芯202的厚度减小至125 μ m。底切214为50 μ m宽和75 μ m高。图3到图7示出了根据本专利技术的一种实施例的一种制作半导体器件(例如，器件200)的方法的实例。该方法开始先提供在其中形成半导体电路的晶片300。图3是晶片300的一部分的截面图，所示出的这部分包括用于两个相邻的半导体管芯202的部分的材料。图3到图7所示的方法包括提供具有相反的第一面204和第二面206以及边缘表面208的半导体管芯202。管芯的边缘表面208具有形成于第一面204下方或之下的底切214。如前面所讨论的，底切214的作用是防止管芯附接材料流到管芯202的第一面(有源面)204之上，使得管芯附接材料不妨碍在管芯202的第一面(有源面)上的电连接和电接触元件。再次参考图3，图3所示的晶片300的顶面形成了半导体管芯202的第一面204。 图3所示的晶片300的底面或背面在背研磨之后形成了半导体管芯202的第二面206本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组装半导体器件的方法，包括以下步骤：提供具有相反的第一面和第二面以及边缘表面的半导体管芯，其中所述边缘表面具有在所述第一面下的底切，并且其中所述第一面是所述半导体管芯的有源面且具有大于所述第二面的宽度；提供具有键合表面的管芯支撑部件；以及以管芯附接材料将所述半导体管芯附接于所述键合表面，其中所述管芯附接材料流入所述底切中并且在所述底切中形成填角。

【技术特征摘要】
1.一种组装半导体器件的方法，包括以下步骤 提供具有相反的第一面和第二面以及边缘表面的半导体管芯，其中所述边缘表面具有在所述第一面下的底切，并且其中所述第一面是所述半导体管芯的有源面且具有大于所述第二面的宽度； 提供具有键合表面的管芯支撑部件；以及 以管芯附接材料将所述半导体管芯附接于所述键合表面，其中所述管芯附接材料流入所述底切中并且在所述底切中形成填角。2.根据权利要求I所述的方法，其中将所述半导体管芯附接于所述键合表面的步骤包括将所述管芯附接材料施加于所述键合表面，以及将所述半导体管芯的所述第二面施加于所述管芯附接材料。3.根据权利要求I所述的方法，其中所述半导体器件具有多个暴露的电接触元件并且所述半导体管芯具有多个在所述有源面上的电接触元件，所述方法还包括将所述管芯的所述电接触元件与所述暴露的电接触元件电连接的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其中将所述管芯的所述电接触元件与所述暴露电接触元件电连接的步骤包括将丝线键合至所述电接触元件。5.根据权利要求4所述的方法，还包括以模塑料包封所述半导体管芯、键合丝线和填角，其中所述第一面嵌入到所述模塑料中。6.根据权利要求I所述的方法，其中提供所述半导体管芯的步骤包括安装半导体材料的晶片使所述管芯的所述第一面在背衬材料上，用具有第一宽度的第一锯片执行第一锯切操作以形成所述底切，其中所述第一锯切操作包括部分地锯切通过所述晶片，以及用具有小于所述第一宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱书楠，贡国良，骆军华，徐雪松，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：