[发明专利]半导体器件及用于制造具有改善的散热能力的半导体器件的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年7月9日提交的名称为“SemiconductorDevice and Method for Manufacturing a Semiconductor Device HavingImproved Heat Dissipation Capabilities”的美国专利申请No.11/827,042的权益，其要求于2006年8月11日提交的名称为“Method ForAssembling Metal Heat Sink Onto Semiconductor Device”的美国临时专利申请序列号为60/837,353的权益。

本申请还涉及于2007年7月9日提交的名称为“SemiconductorDevice and Method for Manufacturing a Semiconductor Device”的美国专利申请No.11/827,041，其要求于2006年8月11提交的名称为“Method of Fabricating Power Bridge by Coating Lead Frame with HighDielectric Strength and High Thermal Conductivity Material”的美国临时专利申请No.60/837,329的权益。

本申请还涉及于2005年7月12日提交的名称为“SemiconductorDevice and Method for Manufacturing a Semiconductor Device”的序列号为11/179,334的美国专利申请。

上述每个相关申请的全部内容都通过引用结合于此。

技术领域

本发明的各个方面总体上涉及一种半导体器件及用于制造半导体器件的方法，且更具体地讲，涉及一种封装在具有减小的厚度的外壳中的半导体器件。

背景技术

诸如整流器的半导体器件的效率降低的主要原因是在正常操作期间不充分的冷却。减轻该问题的两个方式包括使用热沉以及减少密封半导体器件的外壳的壁厚。

图1a和1b分别是由Vishay Intertechnology，Inc.制造的内部具有四个半导体管芯(未示出)的Semiconductor牌单相内桥式整流器器件(single phase inline bridge rectifier device)10的透视图和侧视图。器件10经由引线14可通孔安装，并且包含外部环氧树脂外壳12，该外部环氧树脂外壳12在器件10的操作期间保护半导体管芯，由半导体管芯产生的热通过引线14和外壳12传递。图1B是器件10的侧视图，示出将器件10安装到基板11(例如，电路板)的通孔安装(through-hole mounting)，并且还示出热沉(诸如带散热片的铝板)如何可以用于提高外壳12的散热性能--由外壳12内的管芯产生的热经由引线14传递到基板11并且通过外壳12传递到热沉13和/或周围环境。使用诸如自然对流或空气强制对流的冷却技术来冷却器件10、基板11以及热沉13。然而，环氧树脂外壳12的热传导率比热沉13的热传导率小得多，这往往导致器件10具有差的散热性能。不幸地，外壳12对于保护半导体器件防止湿气以及装配工艺及其他环境污染物是必需的。通常通过将半导体器件密封到通过传递模塑工艺施加的诸如热固性塑料的模塑化合物中来形成外壳12。

在用于半导体工业的典型传递模塑机中，安装在引线框架上的薄的电子工件被夹在分开的塑模的两个一半之间。塑模以充分的间隙限定围绕器件的塑模腔，以允许模塑化合物被注入并且在器件周围流动从而密封器件。在模塑工艺期间，模塑化合物被注入到进口中并且塑模内部的空气从出口逸出。活塞将液化的模塑化合物驱使到塑模腔中。模塑化合物被允许固化并且塑模被打开，从而释放密封的半导体器件。

如前所述，为增加散热，器件制造商意欲减少封闭每个器件的模塑化合物的密封层的厚度。较薄的密封层还有助于改善器件性能或关于对热应力下的涂层损坏的抵抗力和其他参数的可靠性。期望较薄的密封层的另一原因是，一般而言，相对于较大的器件，更期望较小的半导体器件。然而，因为在内部塑模表面与电子工件之间的距离被减小，所以变得更加难以获得围绕整个器件的高质量无空隙的密封剂。

为获得无空隙的密封，在模塑化合物流动前沿到达塑模排放口之前，液化的模塑化合物必须进入塑模进口并且完全填充塑模腔中的空间。如果在完全地填充塑模之前模塑化合物到达排放口，则气泡被陷入在塑模中，从而产生空隙。