[发明专利]半导体装置及其组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置及组装半导体装置的方法，并且更具体地，涉及用于改善半导体装置的热耗散的方法。 

背景技术

常规的形成用于高电流和/或高功率应用的半导体装置的技术典型地牵涉将功率管芯(power die)安装到管芯接合盘(die pad)上，该管芯接合盘作为热沉(heat sink)以改善功率管芯所产生的热量的耗散。需要相对高厚度的管芯接合盘(其典型地由金属材料形成)。 

当前存在两种主要的实现该厚度增加的热沉的技术，使用厚度增加的引线框架或使用双规(dual-gauge)引线框架。实现任何一个技术都使引线框架比被认为是必要的还显著地昂贵，从而使得封装处理的总体成本不希望地高。增加的厚度还在引线框架设计和制造中以及对于封装布局引入了其自身的限制。例如，引线节距(pitch)与引线框架厚度有关，要求特定的蚀刻或冲压纵横比。 

使用双规引线框架要求引线框架具有两个或更多个厚度不同的部分。某些技术要求两个引线框架部分彼此附接，其中具有较高厚度的部分作为热沉。这是相对复杂的布置，要求相对复杂的制造工艺，还导致较高成本并呈现某些设计限制。 

对于半导体产品(诸如，PQFN(功率扁平四方无引线)产品，附接半导体装置中的管芯所需的步骤必须在带载(taping)引线框架前完成，以便避免在后续的工艺步骤(诸如固化和/或回流工艺)中带的损伤。带载附接有管芯的引线框架可能导致操纵困难。例如，在管芯设置在引线框架上的情况下，必须保护管芯在引线框架带载工艺期间不受损伤或刮擦。此外，可能不能在带载机中设计并使用通用的工 具/夹具，因为每一个工艺将可能要求引线框架上的不同的布局。这意味着较高的工具加工成本以及在产品改变时增加的工具加工转换难度。另外，具有管芯的引线框架的条带翘曲大于没有管芯的引线框架，因此，导致带载机中引线框架堵塞的事件的可能性较高。 

因此，开发一种或更多种降低引线框架成本(尤其是在高功率应用中)以及消除前述操纵问题和设计限制的新的制造技术将是有利的。另外，如果这些一种或更多种新的制造技术能够允许更大的混合和匹配来自通常被认为对于半导体封装是不兼容的或者至少是难以集成的技术的部件的灵活性，这将是有利的。此外，如果这些一种或更多种新的制造技术对于热量耗散维持或者改善当前可获得的性能，这将是有利的。 

附图说明

通过示例的方式示出本发明，并且本发明不受附图的限制，在附图中，相同的附图标记表示类似的元件。图中的元件出于简化和清楚的目的而是出，并且并不必然按比例绘制。 

图1A是示出了根据本发明实施例的管芯和热沉组件的形成的放大视图； 

图1B是示出了根据本发明实施例的具有图1A的管芯和热沉组件的半导体装置的形成的放大视图； 

图1C是示出了模制包封工艺步骤之后的具有接合线的完整的图1B的半导体装置的放大视图； 

图2A是示出了根据本发明实施例的管芯和热沉组件的形成的放大视图； 

图2B是示出了根据图2A的实施例的图2A的具有管芯和热沉组件的半导体装置的形成的放大视图； 

图2C是示出了模制包封工艺步骤之后的具有接合线的完整的图2B的半导体装置的放大视图； 

图3是示出了根据本发明另外实施例的半导体装置的放大视图； 

图4A是示出了根据本发明另一实施例的半导体装置的放大视图； 

图4B是示出了根据本发明又一实施例的半导体装置的放大视图； 

图5A是示出了用于MAP BGA/LGA半导体封装中的热量耗散的第一常规布置的放大视图； 

图5B是示出了用于MAP BGA/LGA半导体封装中的热量耗散的第二常规布置的放大视图； 

图6是示出了利用用于改善热量耗散的制造工艺形成的半导体装置的放大视图； 

图7A-7N和7P是示出了用于制造图6的半导体装置的工艺的一系列的视图； 

图8是示出了使用图7A-图7P的制造工艺的原理形成的半导体装置的放大视图； 

图9是示出了使用图7A-图7P的制造工艺的原理形成的半导体装置的放大视图； 

图10是示出了使用图7A-图7P的制造工艺的原理形成的半导体装置的放大视图； 

图11是示出了使用图7A-图7P的制造工艺的原理形成的半导体装置的放大视图；以及 

图12是示出了使用图7A-图7P的制造工艺的原理形成的半导体装置的放大视图。 

具体实施方式