[发明专利]组装包括绝缘衬底和热沉的半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装，并且更具体地，涉及组装包括半导体管芯以及绝缘衬底和热沉(heat sink)的半导体器件的方法。

背景技术

半导体器件封装实现例如提供电连接以及保护管芯抵抗机械和环境应力的基本功能。完成的半导体器件可以安装在例如印刷电路板(“PCB”)等的具有电连接器的支座上。半导体器件可以具有用于与支座上的电连接器连接的露出的外部电接触表面或引线。使用表面安装技术，封装的引线或外部电接触表面可以直接焊接到支座上的对应焊盘，提供机械附接以及电连接。

半导体器件通常通过密封一个或多个半导体管芯来进行封装以便进行表面安装，所述密封处理包括将管芯嵌入模塑化合物(moldingcompound)中。多种技术可用于将封装的引线或外部电接触表面与嵌入的半导体管芯上的电接触焊盘内部连接。

在导线结合封装中，管芯可以安装在管芯支座上，其中管芯的接触焊盘位于其与管芯支座相对工作面(active face)上。在密封之前，导线则可以结合到接触焊盘，并且结合到封装的引线或外部电接触表面，以提供内部连接。

在引线框型封装中，管芯支座可以是导电引线框，在制造期间，其框部件被切断和丢弃，以在施加模塑化合物密封管芯、内部连接和来自引线框的外部电接触之后使封装的电接触表面或引线彼此隔离。通过该技术，封装的外部电接触可以在完成的器件的工作面中或在器件的边沿，绕在半导体管芯的外围设置。然而，外部电接触的最小间距和数值密度受到相邻接触之间短路危险的限制。

在例如层叠基底封装或陶瓷基底封装的绝缘衬底封装中，管芯可以安装在支承外部电接触表面的电绝缘衬底上。层叠基底封装的例子包括球栅阵列(BGA)、针栅阵列(PGA)和面栅阵列(LGA)封装。在一种绝缘衬底封装的技术中，在密封之前，通过管芯的接触焊盘和外部电接触表面之间的导线结合实现内部连接。在密封之后，通常在拆分密封的器件之前，焊料球或柱的阵列可以施加到外部电接触表面。代替球或针，LGA封装具有例如裸露的镀金铜的金属焊盘，它们在使用中被母板上的针接触。

这种绝缘衬底封装能够实现间距较小且数值密度较高的外部电接触。然而，通常，电绝缘衬底也是绝热的。对于某些类型的半导体器件，例如高功率器件等，希望将半导体管芯安装在热沉元件上，所述热沉元件例如金属或其它导热基座(flag)，其将内部产生的热量散布到半导体管芯的面上，并通过进行辐射和/或对流来耗散该热量。

希望在绝缘衬底半导体管芯封装中的热沉设置应最小化封装处理的复杂程度，并且不增加成本。

附图说明

本发明通过示例的方式说明，并且不限于附图中所示出的本发明的实施方式，在附图中，相同的附图标记指示类似的要素。附图中的要素出于简化和清楚的目的示出，并且不一定按比例绘制。

图1是通过已知方法制造的包括半导体管芯以及绝缘衬底和热沉的半导体器件的示意性截面图；

图2是通过根据本发明的实施方式的方法制造的、包括半导体管芯以及绝缘衬底和热沉的半导体器件、在与图7的箭头2-2对应的位置处截取的示意性截面图；

图3是在制造的中间阶段、图2的半导体器件中的热沉阵列结构的一部分、在与图7的箭头2-2对应的位置处截取的示意性截面图；

图4是在制造的中间阶段、图3的热沉阵列结构上安装的半导体管芯阵列的一部分、在与图7的箭头2-2对应的位置处截取的示意性截面图；

图5是在制造的中间阶段、图2的半导体器件中的电绝缘衬底的一部分的、在与图7的箭头2-2对应的位置处截取的示意性截面图；

图6是在制造的中间阶段、与图5的电绝缘衬底组装的图4的热沉阵列结构上安装的半导体管芯阵列的一部分、在与图7的箭头2-2对应的位置处截取的详细截面图；

图7是在同一制造的中间阶段图6中所示的组件的一部分的示意性平面图；

图8是组装图1的半导体器件的已知方法的简化流程图；以及

图9是根据本发明的实施方式组装图2的半导体器件的方法的简化流程图。

具体实施方式