[发明专利]半导体器件管芯键合

说明书

技术领域

本发明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

背景技术

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

本发明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1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是根据本发明的一种实施例(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是根据本发明的一种实施例(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1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。