表面安装半导体器件制造技术

本实用新型专利技术涉及表面安装半导体器件，其解决现有技术中存在的至少一个技术问题。表面安装半导体器件具有顶面和底面以及边缘表面，其特征在于所述表面安装器件包括：由衬底角部元件结合的衬底元件和出现在所述边缘表面的凹陷；所述衬底元件上的至少一个半导体单元片；帽、框架和接触组件具有由角部支脚连接于框架角部元件的帽元件、多组电接触元件；所述帽元件在所述半导体单元片上延伸，以及设置在所述衬底元件相反侧上的所述凹陷中的所述多组电接触元件；所述半导体单元片与所述电接触元件电连接；以及由模化组合物封装所述衬底元件，所述半导体单元片和所述帽、框架和接触组件。该表面安装半导体器件可用于半导体器件领域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

表面安装半导体器件
本技术涉及半导体器件，并且更具体地涉及具有一个或多个在衬底上的使用帽元件的半导体单元片(die)的封装半导体器件。
技术介绍
半导体器件封装实现基本功能如提供电连接以及保护单元片免受机械和环境应力。例如，完整的半导体器件可安装于具有电连接器的支撑体上，如印刷电路板(PCB)。半导体器件具有暴露的用于连接支撑体上的电连接器的外部电接触面或弓I线。采用表面安装技术，封装部分的外部电接触面或引线可直接焊接于支撑体上的相应焊垫，提供电连接的同时还提供机械附接。为了表面安装，通常通过密封一个或多个半导体单元片封装半导体器件，密封工艺包括将单个单元片或多个单元片嵌入模塑料(molding compound)。为了嵌入的半导体单元片上的电接触垫与所述封装的外部电接触面或引线的内部连接，可以利用不同的技术。 通常通过在联结(link)在一起的器件的元件阵列上的许多操作来促进生产操作，该联结在器件切单(singulation)期间被切断。在一种金属基封装中，衬底为导电和导热金属衬板(flag),其有助于散热。可提供一种金属衬板结构，其具有通过框架构件联结的衬板阵列，框架构件在切单时被切割并废除。所述衬板结构还可以包括多组由所述框架构件支撑并集成的电接触面或引线，直到密封所 述器件并在切单期间切割和废除所述框架构件所述电接触面和引线才彼此隔离。这种技术受器件限制，器件的所述多组导电接触布置在所述金属衬板和半导体单元片的周边， 处于相对的边上或围绕所有四个边。在叠层或陶瓷基封装中，衬底是承载外部电接触面的电绝缘衬底。叠层基封装示例包括球栅阵列(BGA)、针栅阵列(PGA)以及栅格阵列(LGA)封装。典型地用于这种衬底的电绝缘材料也是绝热的，因此不会有助于器件的冷却。半导体器件可具有覆盖半导体单元片或多个单元片表面的帽元件。例如，该帽元件例如可由导热材料形成并用作热沉，通过辐射传导和/或对流，在所述半导体单元片或多个单元片的表面分配内部产生的热量并分散热量。该帽元件可由导电材料形成并且还作电磁屏蔽，典型地与所述半导体单元片或多个单元片下方的导电衬底结合在一起，以便减少电磁干扰效应。无论单元片安装于其上的衬底是否具有与帽相似的性质，当单元片的有源面向上并靠近帽时，该帽特别有效。然而，在半导体器件中集成帽会引入额外工艺步骤，增加器件成本并引入制造缺陷的附加风险，这是期望减少或消除的。
技术实现思路
本技术解决的技术问题之一是解决现有技术中存在的至少一个技术问题。本技术一方面涉及具有顶面和底面以及边缘表面的表面安装半导体器件，其特征在于所述表面安装半导体器件包括衬底元件，其联结至衬底角部元件的并在所述边缘表面处存在凹陷，所述凹陷在所述衬底角部元件之间延伸；所述衬底元件上的至少一个半导体单元片；帽、框架和接触模块，其具有帽元件、多组电接触元件，所述帽元件由角部支脚联结于框架角部元件；所述帽元件在所述半导体单元片上方延伸，所述框架角部元件在所述衬底角部元件上方延伸，并且所述多组电接触元件设置在所述衬底元件相反侧上的所述凹陷中；所述半导体单元片与所述电接触元件电连接；以及所述衬底元件，所述半导体单元片和所述帽、框架和接触模块以模塑料密封。在上述表面安装半导体器件的一个优选实施例中，所述多组电接触元件置于比所述框架角部元件更低的层级。在上述表面安装半导体器件的一个优选实施例中，所述多组电接触元件暴露于所述底面。在所述表面安装半导体器件的进一步优选实施例中，在所述多组电接触元件上安装球栅阵列。在上述表面安装半导体器件的一个优选实施例中，所述器件包括电连接所述半导体单元片和所述多组电接触元件的键合丝线，所述丝线在所述角部支脚之间穿过。在所述表面安装半导体器件的进一步优选实施例中，所述器件包括热连接所述半导体单元片和所述衬底元件的键合丝线。在上述表面安装半导体器件的一个优选实施例中，所述衬底元件为半导体单元片提供热沉且暴露于所述器件的底面，所述衬底元件包括导热材料。在上述表面安装半导体器件的一个优选实施例中，所述帽元件提供用于所述半导体单元片的热沉且暴露于所述器件的顶面，所述帽、框架和接触模块包括导热材料。在上述表面安装半导体器件的一个优选实施例中，所述帽、框架和接触模块包括导电材料。在上述表面安装半导体器件的一个优选实施例中，所述帽、框架和接触模块包括金属材料。一个实施性得到了本技术相应的有利技术效果。附图说明本技术借助于实施例描述并且不限于附图示出的实施例，其中类似参考标记表示类似元件。图中的元件是为了简明且清楚地描述，并且不需要按比例示出。附图1是根据本技术示例给出的一个实施例，在形成半导体器件的方法中所使用的衬底结构的一部分的平面示意图。附图2和3是附图1各自沿着A-A和B-B线的所述衬底结构的剖面示意图。附图4是根据本技术的这个实施例，在形成半导体器件的方法中所使用的帽、框架和接触结构的一部分的平面示意图。附图5和6是附图4中各自沿着与附图1的A-A和B B线位置一致的附图4的 A-A和B-B线的所述帽、框架和接触结构的剖面示意图。附图7是根据本技术的实施例，用于形成半导体器件的方法中使用的附图1 至3的衬底结构以及附图4至6的所述帽、框架和接触结构的组件的一部分的平面示意图。附图8、10和12是根据本技术的实施例，在形成半导体器件方法的连续阶段的各自沿着A-A线的附图4的所述器件结构的剖面示意图；附图9、11和13是根据本技术的实施例，在形成半导体器件方法的连续阶段的各自沿着B-B线的附图4的所述器件结构的剖面示意图；附图14和15是根据本技术的实施例且由附图1至14描述的方法制造的，在形成半导体器件方法的后面阶段的沿着A-A线的附图4的所述器件结构的剖面示意图；附图16是根据本技术的其他实施例，在形成半导体器件的方法中所使用的帽、框架和接触结构的一部分的平面示意图。附图17至19是形成半导体器件的方法的连续阶段中相应于附图16沿着C-C线的剖面示意图。具体实施方式附图15示出由示例给出的根据本技术 实施例的表面安装半导体器件1500， 且附图1至15示出了由示例给出的根据本技术实施例的制造所述半导体器件1500的方法。附图1至15示出的所述方法包括提供衬底结构100 (图1-图3)，衬底结构100具有衬底元件102的阵列，衬底元件102由衬底角部元件104联结并由在衬底角部元件104 之间延伸的槽106分离。半导体单元片702 (图7)的阵列置于衬底元件102的阵列上。提供帽、框架和接触结构400 (图4至6)，其具有相应的帽元件402的阵列，联结框架角部元件 406的多个框架元件408，以及由所述框架元件408支撑的多组电接触元件(如410)，帽元件402由角部支脚404支撑，角部支脚404将帽元件402与框架角部元件406联结。通过在衬底结构100上对准所述帽、框架和接触结构400形成组件700 (图7、10和11)，所述帽元件402在相应的半导体单元片702上方延伸，框架角部元件406在所述衬底角部元件104 上方延伸，多组电接触元件410设置于槽106中。所述半导体单元片702通过电接触元件 410电连接。包括衬底结构100、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面安装半导体器件，具有顶面和底面以及边缘表面，其特征在于所述表面安装半导体器件包括：衬底元件，联结至衬底角部元件并在所述边缘表面处存在凹陷，所述凹陷在所述衬底角部元件之间延伸；在所述衬底元件上的至少一个半导体单元片；帽、框架和接触模块，具有帽元件和多组电接触元件，所述帽元件由角部支脚联结至框架角部元件；所述帽元件在所述半导体单元片之上延伸，所述框架角部元件在所述衬底角部元件之上延伸，并且所述多组电接触元件设置在所述衬底元件的相反侧上的所述凹陷中；所述半导体单元片与所述电接触元件电连接；以及所述衬底元件、所述半导体单元片和所述帽、框架和接触模块以模塑料密封。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹保冠，骆军华，孙德国，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：实用新型
国别省市：