[发明专利]一种半导体封装件及在其上形成半导体接合区的方法

说明书

通过在安装晶片(52,54)之前利用定位焊(点焊)至封装件(12)的片状预制体(14)来减少将半导体晶片(52,54)焊接至电子封装件(12)所需的金量。将仅略大于要附接至封装件(12)的半导体晶片(52,54)的预制体(14)放置在晶片接合位置(16)处，并在两个间隔的位置(18)处将该预制体(14)定位焊(点焊)至封装件(12)。预制体(14)包括金或诸如AuSn或AuGe之类的金合金。

背景技术

本公开涉及将半导体芯片晶片接合(die bond)至陶瓷或金属，更具体地，涉及利用金晶片接合片状预制体将半导体芯片晶片接合至半导体封装件。

将半导体芯片晶片接合至封装件或座(header)通常涉及利用金合金对半导体封装件进行金属化并将晶片接合至基板。对于功率器件(例如，需要高质量晶片接合以从封装件散热并且在一些情况下在晶片的底部和晶片接合区域之间提供低阻抗界面的功率器件)，晶片接合极其重要。

对于封装件制造商，在半导体封装件上所镀的金的量是封装件成本的重要因素。封装件上金层的厚度必须足够提供用于晶片附接工艺的牢固接合表面。此外，当制造晶片时同一制造商晶片类型的变化影响晶片接合。

因此，应当认识到的是，高度期望的是在仍旧保持相当水平的性能的同时比传统封装件需要更少金的封装件。

此外，还高度期望的是能够容易地调整晶片接合区域处金的厚度以适应晶片类型和其他特征的变化的封装件。

通过引用并入

通过引用将发明人为Jech David和Kothandapani Ramesh、申请人为WilliamsAdvanced Materials Inc.、国际申请号为 PCT/US2007/080552的WIPO专利公布WO200804577并入本文。

发明内容

根据本公开的一个方面，在封装件上形成晶片接合区的方法包括：形成晶片接合片状预制体；将该晶片接合片状预制体放置在半导体封装件的晶片接合区域上；以及在一个以上的位置处将晶片接合片状预制体定位接合至半导体封装件。

根据本公开，进一步地，使用金锡晶片接合片状预制体。

根据本公开，进一步地，金锡晶片接合片状预制体大约13μm (0.0005英寸)厚。

根据本公开，进一步地，通过电阻焊接借助于具有仅一个主电流峰的焊接电流波形的电流来将预制体定位接合至封装件。

根据另一方面，在半导体封装件上形成半导体接合区的方法包括如下步骤：形成具有宽度、长度和实质均匀厚度的含金的晶片接合片状预制体；将晶片接合片状预制体放置在半导体封装件上的晶片接合区域上；以及在两个间隔的点处将晶片接合片状预制体焊接至封装件的晶片接合区域，所述两个间隔的点的总面积大大小于片状预制体的面积。

晶片接合片状预制体可含有金和锡。晶片接合片状预制体可为约13μm厚。可将晶片接合片状预制体轧制为13μm的最终厚度。可利用具有仅一个主电流峰的焊接电流波形通过电流电阻焊接将晶片接合片状预制体焊接至封装件的晶片接合区域。将晶片接合片状预制体焊接至封装件的晶片接合区域包括：使用具有非常小的接触区域 (约0.3mm至0.5mm)的工作电极。所述方法可进一步包括：将晶片放置在晶片接合片状预制体上；以及通过至少部分地熔化晶片接合片状预制体而将所述晶片附接至封装件的晶片接合区域。晶片接合片状预制体可以略微大于晶片的覆盖区。焊点的总面积可约为0.4mm至 0.7mm。

根据另一方面，半导体封装件包括：铜钨底座，其具有晶片接合区；以及含有金和锡的晶片接合片，其在彼此间隔的至少两个位置处焊接至底座的晶片接合区。

晶片接合片可以为具有约13μm厚度的预制体。晶片接合片可点焊至底座的晶片接合区。所述至少两个位置可包括具有约6.20mm ×2.39mm的面积的焊点。