DE102021126041B3

DE102021126041B3 - FLIP CHIP PACKAGE AND METHOD OF MAKING FLIP CHIP PACKAGE

Info

Publication number: DE102021126041B3
Application number: DE102021126041.8A
Authority: DE
Inventors: Navas Khan Oratti Kalandar; Do Hyung Kim; Ariel Lizaba Miranda; Ingolf Rau; Mario Soric; Kesvakumar V C Muniandy
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2021-10-07
Filing date: 2021-10-07
Publication date: 2022-12-01
Anticipated expiration: 2041-10-08
Also published as: WO2023057339A2; WO2023057339A3

Abstract

Ein Flip-Chip-Gehäuse weist ein Substrat auf, einen Halbleiterchip, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, wobei der Halbleiterchip auf dem Substrat so angeordnet ist, dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, einen Formkörper, der die lateralen Seiten des Halbleiterchips zumindest teilweise verkapselt, einen Deckel, der auf der Rückseite des Halbleiterchips angeordnet ist, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und dem Deckel angeordnet ist, und einen Klebstoff, der den Deckel mechanisch mit dem Halbleiterchip und/oder dem Formkörper verbindet, wobei der Klebstoff zumindest teilweise entlang der Kanten zwischen der Rückseite und den lateralen Seiten des Halbleiterchips angeordnet ist, wobei der Klebstoff einen Elastizitätsmodul aufweist, der mindestens 50-mal größer ist als ein Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials.

A flip chip package includes a substrate, a semiconductor die having a front side, an opposing back side, and lateral sides connecting the front side and the back side, the semiconductor die being placed on the substrate with the front side facing the substrate is, a molded body that at least partially encapsulates the lateral sides of the semiconductor chip, a lid that is arranged on the back side of the semiconductor chip, a layer of thermally conductive material that is arranged between the back side of the semiconductor chip and the lid, and an adhesive that mechanically connects the cover to the semiconductor chip and/or the molded body, the adhesive being arranged at least partially along the edges between the rear side and the lateral sides of the semiconductor chip, the adhesive having a modulus of elasticity that is at least 50 times greater than a modulus of elasticity of the thermally conductive material.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Halbleitergehäuse, insbesondere ein Flip-Chip-Gehäuse, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses.The present disclosure generally relates to a semiconductor package, in particular a flip-chip package, and a method of manufacturing such a package.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Ein Halbleitergehäuse, z. B. ein Flip-Chip-Gehäuse, kann ein Substrat, einen auf dem Substrat angeordneten Halbleiterchip und einen Formkörper aufweisen, der den Halbleiterchip zumindest teilweise verkapselt. Das Halbleitermaterial auf der einen Seite und das Formmaterial auf der anderen Seite können einen erheblichen Unterschied in ihren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dieser Unterschied kann z. B. zu einem Verzug des Gehäuses und sogar zu Rissen, z. B. im Formkörper, und/oder zu einer teilweisen oder vollständigen Ablösung des Halbleiterchips vom Substrat führen. Insbesondere Halbleitergehäuse für den Einsatz im Automobilbereich müssen jedoch strenge Anforderungen an die Planarität des Gehäuses und die Vermeidung von Rissen und Delaminationen in großen Temperaturbereichen erfüllen. Die US 2004/0150118 A1 offenbart ein Flip-Chip-Gehäuse, das ein Substrat, einen auf dem Substrat angeordneten Halbleiterchip und einen den Halbleiterchip verkapselnden Harzkörper aufweist. Ferner ist ein Deckel über der Rückseite des Halbleiterchips angeordnet und mittels Klebstoffs mit dem Halbleiterchip und dem Harzkörper verbunden. Weitere Flip-Chip-Gehäuse sind in der US 2014/0061893 A1 offenbart.A semiconductor package, e.g. A flip-chip package, for example, can have a substrate, a semiconductor chip arranged on the substrate and a molded body which at least partially encapsulates the semiconductor chip. The semiconductor material on the one hand and the molding material on the other hand can have a significant difference in their coefficients of thermal expansion. This difference can e.g. B. warpage of the housing and even cracks, z. B. in the molded body, and / or lead to a partial or complete detachment of the semiconductor chip from the substrate. However, semiconductor packages in particular for use in the automotive sector must meet strict requirements for the planarity of the package and the avoidance of cracks and delaminations in large temperature ranges. the U.S. 2004/0150118 A1 discloses a flip chip package having a substrate, a semiconductor chip disposed on the substrate, and a resin body encapsulating the semiconductor chip. Further, a lid is placed over the back side of the semiconductor chip and bonded to the semiconductor chip and the resin body with an adhesive. More flip chip packages are in the US 2014/0061893 A1 disclosed.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object on which the invention is based is achieved by the features of the independent claims. Further advantageous embodiments are described in the dependent claims.

KURZFASSUNGSHORT VERSION

Verschiedene Aspekte betreffen ein Flip-Chip-Gehäuse, aufweisend: ein Substrat, einen Halbleiterchip, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, wobei der Halbleiterchip so auf dem Substrat angeordnet ist, dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, einen Formkörper, der die lateralen Seiten des Halbleiterchips zumindest teilweise verkapselt, einen Deckel, der auf der Rückseite des Halbleiterchips angeordnet ist, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und dem Deckel angeordnet ist, und einen Klebstoff, der den Deckel mechanisch mit dem Halbleiterchip und/oder dem Formkörper verbindet, wobei der Klebstoff zumindest teilweise entlang der Kanten zwischen der Rückseite und den lateralen Seiten des Halbleiterchips angeordnet ist, wobei der Klebstoff einen Elastizitätsmodul aufweist, der mindestens 50-mal größer ist als ein Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials.Various aspects relate to a flip-chip package, comprising: a substrate, a semiconductor chip having a front side, an opposite back side and lateral sides connecting the front side and the back side, the semiconductor chip being arranged on the substrate such that the Front side faces the substrate, a molded body that at least partially encapsulates the lateral sides of the semiconductor chip, a lid that is arranged on the back side of the semiconductor chip, a layer of thermally conductive material that is arranged between the back side of the semiconductor chip and the lid, and an adhesive that mechanically connects the lid to the semiconductor chip and/or the molded body, the adhesive being arranged at least partially along the edges between the rear side and the lateral sides of the semiconductor chip, the adhesive having a modulus of elasticity that is at least 50 times greater is as a modulus of elasticity of thermally conductive material.

Verschiedene Aspekte beziehen sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Substrats, Anordnen eines Halbleiterchips, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, auf dem Substrat, so dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, zumindest teilweises Verkapseln der lateralen Seiten des Halbleiterchips mit einem Formkörper, Anordnen eines Klebstoffs zumindest teilweise entlang der Kanten zwischen der Rückseite und den lateralen Seiten des Halbleiterchips, Aufbringen eines wärmeleitfähigen Materials auf der Rückseite des Halbleiterchips, und Anordnen eines Deckels über der Rückseite des Halbleiterchips und mechanisches Verbinden des Deckels mit dem Halbleiterchip und/oder dem Formkörper mittels des Klebstoffs, wobei der Klebstoff einen Elastizitätsmodul hat, der mindestens 50-mal größer ist als ein Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials.Various aspects relate to a method of manufacturing a flip-chip package, the method comprising: providing a substrate, arranging a semiconductor die having a front side, an opposing back side, and lateral sides connecting the front side and the back side the substrate, so that the front side faces the substrate, at least partially encapsulating the lateral sides of the semiconductor chip with a molded body, arranging an adhesive at least partially along the edges between the back side and the lateral sides of the semiconductor chip, applying a thermally conductive material to the back side of the semiconductor chips, and placing a lid over the back side of the semiconductor chip and mechanically connecting the lid to the semiconductor chip and/or the molded body by means of the adhesive, the adhesive having a modulus of elasticity at least 50 times greater than a modulus of elasticity of the thermal conductivity table material.

Verschiedene Aspekte beziehen sich auf ein Flip-Chip-Gehäuse, das Folgendes aufweist: ein Substrat, einen Halbleiterchip, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, wobei der Halbleiterchip auf dem Substrat so angeordnet ist, dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, einen Formkörper, der eine Vorderseite und eine gegenüberliegende Rückseite aufweist, wobei der Formkörper die lateralen Seiten des Halbleiterchips zumindest teilweise verkapselt, einen Deckel, der eine Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist, wobei der Deckel über den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers angeordnet ist, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die zwischen den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers und der Innenseite des Deckels angeordnet ist, wobei die Rückseite des Formkörpers mindestens eine Aussparung aufweist, die so gestaltet ist, dass sie überschüssiges wärmeleitfähiges Material aufnimmt.Various aspects relate to a flip-chip package, comprising: a substrate, a semiconductor chip having a front side, an opposite back side and lateral sides connecting the front side and the back side, the semiconductor chip being arranged on the substrate is that the front side faces the substrate, a molded body having a front side and an opposite back side, the molded body at least partially encapsulating the lateral sides of the semiconductor chip, a lid having an inside and an opposite outside, the lid over the rear sides of the semiconductor chip and the molded body is arranged, a layer of thermally conductive material, which is arranged between the rear sides of the semiconductor chip and the molded body and the inside of the lid, wherein the rear side of the molded body has at least one recess which is designed in such a way that it excess w absorbs sleeve-conductive material.

Verschiedene Aspekte beziehen sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bereitstellen eines Substrats, Anordnen eines Halbleiterchips, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite auf dem Substrat verbinden, auf dem Substrat, so dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, zumindest teilweises Verkapseln der lateralen Seiten des Halbleiterchips mit einem Formkörper, der eine Vorderseite und eine gegenüberliegende Rückseite aufweist, Abscheiden eines wärmeleitfähigen Materials auf der Rückseite des Halbleiterchips und/oder der Rückseite des Formkörpers, und Anordnen eines Deckels, der eine Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist, über den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers, wodurch Druck auf das wärmeleitfähige Material ausgeübt wird, so dass das wärmeleitfähige Material eine Schicht bildet, wobei die Rückseite des Formkörpers mindestens eine Aussparung aufweist, die so gestaltet ist, dass sie überschüssiges wärmeleitfähiges Material aufnimmt.Various aspects relate to a method for manufacturing a flip chip package, the method comprising: providing a substrate, arranging a semiconductor chip having a front side, an opposite back side and lateral sides, the front side and the back side on the Connect substrate, on the substrate, so that the front side faces the substrate, at least partially encapsulating the lateral sides of the semiconductor chip with a molded body having a front side and an opposite back side, depositing a thermally conductive material on the back side of the semiconductor chip and/or the back side of the molded body, and arranging a cover having an inside and an opposite outside side, over the backsides of the semiconductor chip and the shaped body, thereby applying pressure to the thermally conductive material so that the thermally conductive material forms a layer, the backside of the shaped body having at least one recess which is designed to receive excess thermally conductive material.

Figurenlistecharacter list

Die beigefügten Zeichnungen zeigen Beispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, Prinzipien der Offenbarung zu erläutern. Andere Beispiele und viele der beabsichtigten Vorteile der Offenbarung werden in Anbetracht der folgenden detaillierten Beschreibung leicht zu erkennen sein. Die Elemente in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander. Identische Bezugsziffern bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.

1 zeigt eine Schnittansicht eines Flip-Chip-Gehäuses, wobei ein Klebstoff verwendet wird, um einen Deckel mit dem Rest des Gehäuses zu verbinden.
Die 2A und 2B zeigen Draufsichten auf bestimmte Beispiele des Flip-Chip-Gehäuses aus 1, wobei der Deckel weggelassen wurde, um den Klebstoff zu zeigen.
3 ist eine Schnittdarstellung eines weiteren Flip-Chip-Gehäuses, bei dem sich der Klebstoff über mindestens einen Teil der Rückseite des Formkörpers erstreckt.
4 ist eine Schnittansicht eines weiteren Flip-Chip-Gehäuses, bei dem die Rückseite des Formkörpers mindestens eine Aussparung aufweist, die so gestaltet ist, dass sie überschüssiges wärmeleitfähiges Material aufnimmt.
Die 5A bis 5C zeigen Draufsichten auf spezifische Beispiele des Flip-Chip-Gehäuses aus 4, wobei der Deckel und die Schicht aus wärmeleitfähigem Material weggelassen sind, um die mindestens eine Aussparung zu zeigen.
6 zeigt eine Schnittdarstellung eines weiteren Flip-Chip-Gehäuses, bei dem zwischen dem Halbleiterchip und der Schicht aus wärmeleitfähigem Material eine zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material angeordnet ist.
Die 7A bis 7C zeigen Draufsichten von spezifischen Beispielen des Flip-Chip-Gehäuses aus 6, wobei der Deckel und die Schicht aus wärmeleitfähigem Material weggelassen sind, um die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material zu zeigen.
8 zeigt eine Schnittdarstellung eines weiteren Flip-Chip-Gehäuses, bei dem zwischen dem Halbleiterchip und der Schicht aus wärmeleitfähigem Material eine Zwischenschicht angeordnet ist.
Die 9A und 9B zeigen Schnittansichten weiterer Flip-Chip-Gehäuse, die eine Verkapselung aufweisen, die durch die Schicht aus wärmeleitfähigem Material mit dem Halbleiterchip gekoppelt ist, wobei die Verkapselung den Halbleiterchip an fünf Seiten umgibt.
Die 10A bis 10D zeigen Draufsichten auf spezifische Beispiele der Flip-Chip-Gehäuse der 9A und 9B.
11 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses.
12 ist ein Flussdiagramm eines weiteren Verfahrens zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses.

The accompanying drawings illustrate examples and, together with the description, serve to explain principles of the disclosure. Other examples and many of the intended advantages of the disclosure will be readily apparent in view of the detailed description that follows. The elements in the drawings are not necessarily to scale with respect to one another. Identical reference numbers designate corresponding similar parts.

1 Figure 12 shows a sectional view of a flip chip package using an adhesive to bond a lid to the rest of the package.
the 2A and 2 B 10 show plan views of specific examples of the flip chip package 1 , with the lid omitted to show the glue.
3 Figure 12 is a cross-sectional view of another flip chip package in which the adhesive extends over at least a portion of the backside of the molded body.
4 Fig. 12 is a sectional view of another flip chip package in which the backside of the molded body has at least one recess designed to contain excess thermally conductive material.
the 5A until 5C 10 show plan views of specific examples of the flip chip package 4 12, wherein the lid and the layer of thermally conductive material are omitted to show the at least one recess.
6 FIG. 12 shows a cross-sectional view of another flip-chip package in which a second layer of thermally conductive material is arranged between the semiconductor chip and the layer of thermally conductive material.
the 7A until 7C 12 show plan views of specific examples of the flip chip package 6 12 with the lid and layer of thermally conductive material omitted to show the second layer of thermally conductive material.
8th FIG. 12 shows a cross-sectional view of another flip-chip package in which an intermediate layer is arranged between the semiconductor chip and the layer of thermally conductive material.
the 9A and 9B show sectional views of other flip-chip packages having an encapsulation coupled to the semiconductor die through the layer of thermally conductive material, the encapsulation surrounding the semiconductor die on five sides.
the 10A until 10D FIG. 12 show plan views of specific examples of the flip chip packages of FIG 9A and 9B .
11 Figure 12 is a flow chart for a method of manufacturing a flip chip package.
12 Figure 12 is a flow diagram of another method of manufacturing a flip chip package.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

In der folgenden detaillierten Beschreibung werden richtungsbezogene Begriffe wie „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „obere“, „untere“ usw. mit Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da die Komponenten der Offenbarung in einer Reihe von verschiedenen Ausrichtungen positioniert werden können, wird die richtungsbezogene Terminologie nur zur Veranschaulichung verwendet. Es versteht sich, dass auch andere Beispiele verwendet und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können.In the following detailed description, directional terms such as "top", "bottom", "left", "right", "upper", "lower" etc. are used with reference to the orientation of the figure(s) being described. Because the components of the disclosure can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is used for purposes of illustration only. It is understood that other examples can be used and structural or logical changes can be made.

Soweit in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen die Begriffe „einschließen“, „haben“, „mit“ oder andere Varianten davon verwendet werden, sind diese Begriffe ähnlich wie der Begriff „aufweisen“ als umfassend zu verstehen. Die Begriffe „gekoppelt“ und „verbunden“ sowie deren Ableitungen können verwendet werden. Es ist davon auszugehen, dass diese Begriffe verwendet werden können, um anzuzeigen, dass zwei Elemente zusammenwirken oder miteinander interagieren, unabhängig davon, ob sie in direktem physischen oder elektrischen Kontakt stehen, oder ob sie nicht in direktem Kontakt miteinander stehen; zwischen den „gekoppelten“, „angebrachten“ oder „verbundenen“ Elementen können Zwischenelemente oder Schichten vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die „gekoppelten“, „angebrachten“ oder „verbundenen“ Elemente in direktem Kontakt zueinander stehen. Auch der Begriff „beispielhaft“ ist lediglich als Beispiel und nicht als das Beste oder Optimale gemeint.To the extent that the terms "include,""have,""with," or other variations thereof are used in the detailed description or in the claims, such terms are similar to the term "comprising" to be construed as comprehensive. The terms "coupled" and "connected" and their derivatives may be used. It is understood that these terms can be used to indicate that two elements co-operate or interact with each other, whether they are in direct physical or electrical contact, or whether they are not in direct contact with each other; intermediate elements or layers may be provided between the "coupled,""attached," or "connected" elements. However, it is also possible that the "coupled,""attached," or "connected" elements are in direct con stand in sync with one another. Also, the term "exemplary" is meant as an example only and not as the best or optimal.

Die im Folgenden beschriebenen Beispiele für ein Flip-Chip-Gehäuse können verschiedene Arten von Halbleiterchips oder in die Halbleiterchips integrierte Schaltungen verwenden, darunter AC/DC- oder DC/DC-Wandlerschaltungen, Leistungs-MOS-Transistoren, Leistungs-Schottky-Dioden, JFETs (Junction-Gate-Feldeffekttransistoren), Leistungs-Bipolartransistoren, integrierte Logikschaltungen, analoge integrierte Schaltungen, integrierte Mixed-Signal-Schaltungen, Sensorschaltungen, MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems), integrierte Leistungsschaltungen usw.The flip-chip package examples described below may use different types of semiconductor chips or circuits integrated into the semiconductor chips, including AC/DC or DC/DC converter circuits, power MOS transistors, power Schottky diodes, JFETs (Junction Gate Field Effect Transistors), Power Bipolar Transistors, Logic Integrated Circuits, Analog Integrated Circuits, Mixed Signal Integrated Circuits, Sensor Circuits, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), Power Integrated Circuits, etc.

In mehreren Beispielen werden Schichten oder Schichtstapel aufeinander aufgebracht oder Materialien auf Schichten aufgebracht oder abgeschieden. Es sollte klar sein, dass Begriffe wie „aufgetragen“ oder „abgeschieden“ buchstäblich alle Arten und Techniken des Auftragens von Schichten auf einander abdecken sollen. Insbesondere sind damit Techniken gemeint, bei denen Schichten auf einmal als Ganzes aufgebracht werden, wie z. B. Laminiertechniken, sowie Techniken, bei denen Schichten nacheinander abgeschieden werden, wie z.B. Spin-Coating, Sputtern, Plattieren, Gießen, CVD usw.In several examples, layers or stacks of layers are applied to one another or materials are applied or deposited on layers. It should be understood that terms such as "applied" or "deposited" are intended to cover literally all manners and techniques of applying layers to one another. In particular, this means techniques in which layers are applied at once as a whole, such as e.g. laminating techniques, as well as techniques in which layers are deposited one after the other, such as spin-coating, sputtering, plating, casting, CVD, etc.

Ein effizientes Flip-Chip-Gehäuse kann z.B. den Materialverbrauch, die ohmschen Verluste, den chemischen Abfall, usw. verringern und somit Energie- und/oder Ressourceneinsparungen ermöglichen. Verbesserte Flip-Chip-Gehäuse und verbesserte Verfahren zur Herstellung von Flip-Chip-Gehäusen, wie sie in dieser Beschreibung beschrieben werden, können somit zumindest indirekt zu grünen Technologielösungen beitragen, d. h. zu klimafreundlichen Lösungen, die eine Verringerung des Energie- und/oder Ressourcenverbrauchs ermöglichen.For example, an efficient flip-chip package can reduce material consumption, resistive losses, chemical waste, etc., thus enabling energy and/or resource savings. Improved flip-chip packages and improved methods for manufacturing flip-chip packages as described in this specification can thus at least indirectly contribute to green technology solutions, i. H. to climate-friendly solutions that enable a reduction in energy and/or resource consumption.

1 zeigt ein Flip-Chip-Gehäuse 100, das ein Substrat 110, einen Halbleiterchip 120, einen Formkörper 130, einen Deckel 140, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 und einen Klebstoff 160 aufweist. Obwohl der Begriff „Flip-Chip-Gehäuse“ verwendet wird, können stattdessen auch andere Verbindungstechniken für die Kopplung des Halbleiterchips 120 mit dem Substrat 110, z.B. Drahtbonden, verwendet werden. Das Gehäuse 100 muss daher nicht unbedingt eine Flip-Chip-Verbindung aufweisen. Beispielsweise kann ein Halbleitergehäuse mindestens zwei Halbleiterchips aufweisen, die in einem Stapel angeordnet sind, oder es kann ein Abstandshalter auf der Oberseite des Halbleiterchips 120 angeordnet sein. In diesem Fall kann die zusätzliche Höhe des Formkörpers 130 unter dem Deckel 140, die durch den zweiten Chip oder den Abstandshalter erforderlich ist, ausreichend Platz bieten, um einen Kontakt auf der Oberseite des Halbleiterchips 120 mit dem Substrat 110 zu verbinden, z. B. mit einem Bonddraht oder einem Clip. 1 12 shows a flip chip package 100 comprising a substrate 110, a semiconductor chip 120, a molded body 130, a lid 140, a layer of thermally conductive material 150 and an adhesive 160. FIG. Although the term "flip chip package" is used, other connection techniques for coupling the semiconductor chip 120 to the substrate 110, such as wire bonding, may be used instead. The package 100 therefore does not necessarily have to have a flip-chip connection. For example, a semiconductor package may include at least two semiconductor chips arranged in a stack, or a spacer may be arranged on top of the semiconductor chip 120 . In this case, the additional height of the molded body 130 under the lid 140 required by the second chip or the spacer can provide sufficient space to connect a contact on top of the semiconductor chip 120 to the substrate 110, e.g. B. with a bonding wire or a clip.

Der Halbleiterchip 120 weist eine Vorderseite (oder Unterseite) 121, eine gegenüberliegende Rückseite (oder Oberseite) 122 und laterale Seiten 123 auf, die die Vorderseite 121 und die Rückseite 122 verbinden. Der Halbleiterchip 120 ist so auf dem Substrat 110 angeordnet, dass die Vorderseite 121 dem Substrat 110 zugewandt ist. Das Substrat 110 kann eine innere Seite 111 und eine äußere Seite 112 aufweisen, wobei die innere Seite 111 dem Halbleiterchip 120 zugewandt ist. Die Außenseite 112 kann externe elektrische Kontakte des Flip-Chip-Gehäuses 100 aufweisen.The semiconductor die 120 has a front (or bottom) 121 , an opposing back (or top) 122 , and lateral sides 123 connecting the front 121 and the back 122 . The semiconductor chip 120 is arranged on the substrate 110 in such a way that the front side 121 faces the substrate 110 . The substrate 110 may have an inner side 111 and an outer side 112 , with the inner side 111 facing the semiconductor chip 120 . The exterior 112 may include external electrical contacts of the flip chip package 100 .

Gemäß einem Beispiel weist die Vorderseite 121 des Halbleiterchips eine Vielzahl von elektrischen Kontakten auf und die Rückseite 122 ist frei von jeglichen elektrischen Kontakten. Gemäß einem anderen Beispiel weisen sowohl die Vorderseite 121 als auch die Rückseite 122 jeweils mindestens einen elektrischen Kontakt auf (in diesem Fall kann der Halbleiterchip 120 z.B. eine vertikale Transistorstruktur aufweisen). Die elektrischen Kontakte des Halbleiterchips 120 können mit der Innenseite 111 des Substrats über Lötpunkte verbunden werden („Flip-Chip“). Die Außenseite 112 des Substrats kann externe Kontakte des Flip-Chip-Gehäuses 100 aufweisen.According to an example, the front side 121 of the semiconductor chip has a plurality of electrical contacts and the back side 122 is free of any electrical contacts. According to another example, both the front side 121 and the back side 122 each have at least one electrical contact (in this case the semiconductor chip 120 can have a vertical transistor structure, for example). The electrical contacts of the semiconductor chip 120 can be connected to the inside 111 of the substrate via solder points (“flip chip”). The outside 112 of the substrate may have external contacts of the flip chip package 100 .

Der Halbleiterchip 120 kann z.B. eine Kantenlänge, gemessen zwischen gegenüberliegenden lateralen Seiten 123, von 10mm oder mehr, oder 15mm oder mehr, oder 17mm oder mehr aufweisen. Der Halbleiterchip 120 kann beispielsweise eine quadratische Form oder eine rechteckige Form haben, von der Rückseite 122 aus gesehen. Der Halbleiterchip 120 kann beispielsweise eine zwischen der Vorderseite 121 und der Rückseite 122 gemessene Dicke von 500µm oder weniger, oder 400µm oder weniger, oder 300µm oder weniger, oder 200µm oder weniger, oder 100µm oder weniger haben. Darüber hinaus kann das Flip-Chip-Gehäuse 100 als Ganzes zum Beispiel eine im Wesentlichen quadratische oder rechteckige Form haben, von oben auf den Deckel 140 gesehen.The semiconductor chip 120 can, for example, have an edge length, measured between opposite lateral sides 123, of 10 mm or more, or 15 mm or more, or 17 mm or more. For example, the semiconductor chip 120 may have a square shape or a rectangular shape as viewed from the back side 122 . The semiconductor chip 120 can have a thickness of 500 μm or less, or 400 μm or less, or 300 μm or less, or 200 μm or less, or 100 μm or less, measured between the front side 121 and the back side 122, for example. Furthermore, the flip chip package 100 as a whole may have a substantially square or rectangular shape as viewed from the top of the lid 140, for example.

Der Formkörper 130 kapselt die lateralen Seiten 123 des Halbleiterchips 120 zumindest teilweise ein. Insbesondere kann sich der Formkörper 130 von der Innenseite 111 des Substrats 110 bis zur oder fast bis zur oder teilweise bis zur Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 erstrecken.The molded body 130 at least partially encapsulates the lateral sides 123 of the semiconductor chip 120 . In particular, the molded body 130 can extend from the inside 111 of the substrate 110 to or almost to or partially to the rear side 122 of the semiconductor chip 120 .

Der Formkörper 130 kann eine Vorderseite 131, eine gegenüberliegende Rückseite 132 und laterale Seiten 133 aufweisen, die die Vorderseite 131 und die Rückseite 132 verbinden. Gemäß einem Beispiel können die lateralen Seiten 133 des Formkörpers 130 komplanar mit lateralen Seiten des Substrats 110 sein.The shaped body 130 can have a front side 131, an opposite back side 132 and lateral sides 133 connecting the front 131 and the back 132 . According to one example, lateral sides 133 of molded body 130 may be coplanar with lateral sides of substrate 110 .

Der Formkörper 130 kann eine beliebige, zwischen der Vorderseite 131 und der Rückseite 132 gemessene Dicke aufweisen, z.B. eine Dicke von 1mm oder weniger, oder 800µm oder weniger, oder 600µm oder weniger, oder 400µm oder weniger.The shaped body 130 can have any thickness measured between the front side 131 and the back side 132, for example a thickness of 1 mm or less, or 800 μm or less, or 600 μm or less, or 400 μm or less.

Der Formkörper 130 kann jedes geeignete Formmaterial aufweisen oder aus diesem bestehen. Gemäß einem Beispiel weist der Formkörper 130 Füllstoffpartikel auf, z.B. Füllstoffpartikel, die so konfiguriert sind, dass sie die Wärmeleitfähigkeit des Formkörpers 130 verbessern. Der Formkörper 130 kann zum Beispiel durch Spritzgießen, Formpressen oder Spritzpressen hergestellt werden. Der Formkörper 130 kann einen vergleichsweise hohen Elastizitätsmodul aufweisen. Insbesondere kann der Elastizitätsmodul des Formkörpers 130 größer sein als ein Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials 150.Molded body 130 may include or consist of any suitable molding material. According to one example, the molded body 130 includes filler particles, e.g., filler particles configured to improve thermal conductivity of the molded body 130 . The molded body 130 can be produced, for example, by injection molding, compression molding or transfer molding. The shaped body 130 can have a comparatively high modulus of elasticity. In particular, the modulus of elasticity of the molded body 130 can be greater than a modulus of elasticity of the thermally conductive material 150.

Der Deckel 140 ist an der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 angeordnet. Der Deckel 140 kann die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 vollständig bedecken. Der Deckel 140 kann auch an der Rückseite 132 des Formkörpers 130 angeordnet sein, und der Deckel 140 kann die Rückseite 132 des Formkörpers 130 teilweise oder vollständig bedecken.The cover 140 is arranged on the rear side 122 of the semiconductor chip 120 . The lid 140 can completely cover the back side 122 of the semiconductor chip 120 . The lid 140 can also be arranged on the rear side 132 of the molded body 130 and the lid 140 can partially or completely cover the rear side 132 of the molded body 130 .

Der Deckel 140 kann eine Innenseite 141, eine gegenüberliegende Außenseite 142 und laterale Seiten 143 aufweisen, die die Innen- und Außenseiten 141, 142 verbinden. Der Deckel 140 kann eine beliebige, zwischen der Innenseite 141 und der Außenseite 142 gemessene Dicke aufweisen, z.B. eine Dicke von 100µm oder mehr, oder 200µm oder mehr, oder 300µm oder mehr, oder 400µm oder mehr, oder 500µm oder mehr, oder 800µm oder mehr. Der Deckel 140 kann eine beliebige geeignete Länge haben, gemessen zwischen gegenüberliegenden lateralen Seiten 123. Die Länge des Deckels 140 kann zum Beispiel im Wesentlichen gleich oder kleiner als die Länge des Substrats 110 sein. Mit anderen Worten können die lateralen Seiten 143 des Deckels 140 im Wesentlichen komplanar mit den lateralen Seiten des Substrats 110 (und den lateralen Seiten 133 des Formkörpers 130) sein, oder die lateralen Seiten 143 des Deckels können z.B. in Bezug auf die lateralen Seiten des Substrats 110 und/oder die lateralen Seiten 133 des Formkörpers 130 nach innen verschoben sein.The lid 140 may have an inner surface 141, an opposite outer surface 142, and lateral sides 143 connecting the inner and outer surfaces 141,142. The lid 140 can have any thickness measured between the inside 141 and the outside 142, e.g. a thickness of 100 μm or more, or 200 μm or more, or 300 μm or more, or 400 μm or more, or 500 μm or more, or 800 μm or more. The lid 140 may have any suitable length as measured between opposing lateral sides 123. The length of the lid 140 may be substantially equal to or less than the length of the substrate 110, for example. In other words, the lateral sides 143 of the lid 140 may be substantially coplanar with the lateral sides of the substrate 110 (and the lateral sides 133 of the molded body 130), or the lateral sides 143 of the lid may be in relation to the lateral sides of the substrate, for example 110 and/or the lateral sides 133 of the shaped body 130 can be shifted inwards.

Gemäß einem Beispiel können 60% oder mehr, oder 70% oder mehr, oder 80% oder mehr, oder 90% oder mehr, oder im Wesentlichen 100% der kombinierten Oberfläche der Rückseiten 122, 132 des Halbleiterchips 120 und des Formkörpers 130 durch den Deckel 140 abgedeckt sein, betrachtet von oberhalb der Außenseite 142 des Deckels.According to one example, 60% or more, or 70% or more, or 80% or more, or 90% or more, or substantially 100% of the combined surface area of the backsides 122, 132 of the semiconductor chip 120 and the molded body 130 can be covered by the lid 140, viewed from above the outside 142 of the lid.

Der Deckel 140 kann beispielsweise ein geeignetes Metall oder eine Metalllegierung aufweisen oder daraus bestehen. Der Deckel 140 kann z.B. Al, Cu oder Fe aufweisen oder daraus bestehen. Der Deckel 140 kann z.B. als Kühlkörper oder Wärmeverteilungselement für den Halbleiterchip 120 ausgebildet sein. Der Deckel 140 kann zusätzlich oder alternativ dazu ausgebildet sein, den Halbleiterchip 120, insbesondere die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120, mechanisch zu schützen.The cover 140 can include or consist of a suitable metal or a metal alloy, for example. The cover 140 can include or consist of Al, Cu or Fe, for example. The cover 140 can be embodied, for example, as a heat sink or heat distribution element for the semiconductor chip 120 . The cover 140 can additionally or alternatively be designed to mechanically protect the semiconductor chip 120 , in particular the rear side 122 of the semiconductor chip 120 .

Die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 ist zwischen der Rückseite des Halbleiterchips 120 und dem Deckel 140 angeordnet. Das wärmeleitfähige Material 150 kann direkt auf der Innenseite 141 des Deckels 140 angeordnet sein. Das wärmeleitfähige Material 150 kann direkt auf der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 angeordnet sein, insbesondere direkt auf Halbleitermaterial des Halbleiterchips 120. Es ist aber auch möglich, dass zwischen dem Halbleitermaterial und dem wärmeleitfähigen Material 150 eine Metallisierungsschicht, z.B. eine Rückseitenmetallisierungsschicht, angeordnet ist.The layer of thermally conductive material 150 is arranged between the back side of the semiconductor chip 120 and the lid 140 . The thermally conductive material 150 can be arranged directly on the inside 141 of the lid 140 . The thermally conductive material 150 can be arranged directly on the rear side 122 of the semiconductor chip 120, in particular directly on the semiconductor material of the semiconductor chip 120. However, it is also possible for a metallization layer, e.g. a rear-side metallization layer, to be arranged between the semiconductor material and the thermally conductive material 150.

Gemäß einem Beispiel hat die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 eine Dicke im Bereich von 30µm bis 200µm. Die untere Grenze dieses Bereichs kann auch 50µm oder 70µm und die obere Grenze dieses Bereichs kann auch 150µm oder 100µm betragen.According to one example, the layer of thermally conductive material 150 has a thickness in the range of 30 μm to 200 μm. The lower limit of this range can also be 50 μm or 70 μm and the upper limit of this range can also be 150 μm or 100 μm.

Gemäß einem Beispiel weist das wärmeleitfähige Material 150 eine Wärmeleitpaste (engl. „thermal interface material“ - TIM) auf oder besteht aus einem solchen. Das wärmeleitfähige Material 150 kann dielektrische Eigenschaften haben. Das wärmeleitfähige Material 150 kann beispielsweise in Form einer Paste oder eines Vorformlings bereitgestellt werden, die bzw. der auf der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 und/oder auf der Innenseite 141 des Deckels 140 aufgebracht oder angeordnet ist.According to one example, the thermally conductive material 150 comprises or consists of a thermal interface material (TIM). The thermally conductive material 150 can have dielectric properties. The thermally conductive material 150 can be provided in the form of a paste or a preform, for example, which is applied or arranged on the rear side 122 of the semiconductor chip 120 and/or on the inside 141 of the cover 140 .

Der Klebstoff 160 verbindet den Deckel 140 mechanisch mit dem Halbleiterchip 120 und/oder mit dem Formkörper 130. Der Klebstoff 160 ist zumindest teilweise entlang von Kanten zwischen der Rückseite 122 und den lateralen Seiten 123 des Halbleiterchips 120 angeordnet. Gemäß einem Beispiel kann der Klebstoff 160 auch zumindest auf einem Teil der Rückseite 132 des Formkörpers 130 angeordnet sein.The adhesive 160 mechanically connects the cover 140 to the semiconductor chip 120 and/or to the molded body 130. The adhesive 160 is arranged at least partially along edges between the rear side 122 and the lateral sides 123 of the semiconductor chip 120. According to one example, the adhesive 160 can also be arranged on at least part of the rear side 132 of the shaped body 130 .

Der Klebstoff 160 hat einen Elastizitätsmodul (z.B. einen Young'schen Modul), der mindestens 50-mal größer ist als ein Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials 150. Der Elastizitätsmodul des Klebstoffs 160 kann auch mindestens 80-mal größer oder 100-mal größer oder 120-mal größer sein als der Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials 150. Einem Beispiel zufolge hat der Klebstoff 160 einen Elastizitätsmodul (z. B. einen Young'schen Modul) von 12GPa oder mehr, oder 14 GPa oder mehr, oder 16 GPa oder mehr bei 25°C. Der Formkörper 130 kann zum Beispiel einen Elastizitätsmodul im Bereich von 25MPa bis 55MPa bei 25°C haben.The adhesive 160 has a modulus of elasticity (eg, a Young's modulus) that is at least 50- times greater than a modulus of elasticity of thermally conductive material 150. The modulus of elasticity of adhesive 160 may also be at least 80 times greater, or 100 times greater, or 120 times greater than the modulus of elasticity of thermally conductive material 150. According to one example, adhesive 160 has a Young's modulus (e.g. Young's modulus) of 12GPa or more, or 14GPa or more, or 16GPa or more at 25°C. For example, the molded body 130 may have a Young's modulus in the range of 25MPa to 55MPa at 25°C.

Außerdem können die Hafteigenschaften des Klebstoffs 160 größer sein als die Hafteigenschaften des wärmeleitfähigen Materials 150. Der Klebstoff 160 kann in erster Linie so konfiguriert sein, dass er den Deckel 140 mechanisch mit dem Rest des Flip-Chip-Gehäuses 100 verbindet, während das wärmeleitfähige Material 150 in erster Linie so konfiguriert sein kann, dass es einen geringen Wärmewiderstand aufweist.Additionally, the adhesive properties of adhesive 160 may be greater than the adhesive properties of thermally conductive material 150. Adhesive 160 may be configured primarily to mechanically bond lid 140 to the remainder of flip chip package 100 while the thermally conductive material 150 can be configured primarily to have low thermal resistance.

Die verschiedenen Teile eines Halbleitergehäuses, z. B. der Halbleiterchip 120 und der Formkörper 130, können unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Temperaturschwankungen, z. B. während der Herstellung des Halbleitergehäuses, können daher einen Verzug des Gehäuses verursachen und zu einer Delamination zwischen dem Halbleiterchip 120 und dem Formkörper 130 sowie zur Bildung von Rissen im Formkörper 130 führen. Solche Risse können sich zum Beispiel in unmittelbarer Nähe der Ecken des Halbleiterchips 120 bilden.The various parts of a semiconductor package, e.g. B. the semiconductor chip 120 and the molded body 130 may have different coefficients of thermal expansion. temperature fluctuations, e.g. B. during the manufacture of the semiconductor package, can therefore cause a distortion of the package and lead to a delamination between the semiconductor chip 120 and the molded body 130 and the formation of cracks in the molded body 130. Such cracks can form in close proximity to the corners of the semiconductor chip 120, for example.

In dem Flip-Chip-Gehäuse 100 kann der Klebstoff 160 jedoch eine vergleichsweise starke mechanische Verbindung zwischen dem Halbleiterchip 120 und/oder dem Formkörper 130 einerseits und dem Deckel 140 andererseits herstellen, was den Verzug in dem Flip-Chip-Gehäuse 100 sowie die Spannungen an den Ecken des Halbleiterchips 120 reduzieren kann. Der Bildung von Rissen und/oder der Delaminierung des Halbleiterchips 120 vom Substrat 110 kann dadurch entgegengewirkt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Klebstoff 160 verhindern, dass Feuchtigkeit in die Grenzfläche zwischen den lateralen Seiten 123 des Halbleiterchips 120 und dem Formkörper 130 eindringt.In the flip-chip package 100, however, the adhesive 160 can create a comparatively strong mechanical connection between the semiconductor chip 120 and/or the molded body 130 on the one hand and the cover 140 on the other hand, which reduces the distortion in the flip-chip package 100 and the stresses at the corners of the semiconductor chip 120 can be reduced. The formation of cracks and/or the delamination of the semiconductor chip 120 from the substrate 110 can thereby be counteracted. Additionally or alternatively, the adhesive 160 can prevent moisture from penetrating into the interface between the lateral sides 123 of the semiconductor chip 120 and the molded body 130 .

Die 2A und 2B zeigen jeweils eine Draufsicht auf die Rückseiten 122, 132 des Halbleiterchips 120 und des Formkörpers 130 (der Deckel 140 ist in den 2A und 2B weggelassen) gemäß bestimmten Beispielen.the 2A and 2 B each show a plan view of the rear sides 122, 132 of the semiconductor chip 120 and of the molded body 130 (the cover 140 is shown in FIGS 2A and 2 B omitted) according to certain examples.

Wie in 2A und 2B gezeigt, umgibt der Klebstoff 160 die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 nur teilweise. Auf diese Weise ist mindestens eine Öffnung 170 in dem Klebstoff 160 vorgesehen, durch die überschüssiges wärmeleitfähiges Material 150 von der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 herausgedrückt werden kann, wenn der Deckel 140 auf den Halbleiterchip 120 aufgesetzt wird.As in 2A and 2 B shown, the adhesive 160 surrounds the back side 122 of the semiconductor chip 120 only partially. In this way, at least one opening 170 is provided in the adhesive 160 through which excess thermally conductive material 150 can be squeezed out from the rear side 122 of the semiconductor chip 120 when the lid 140 is placed onto the semiconductor chip 120 .

In dem in 2A gezeigten Beispiel ist der Klebstoff 160 auf der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 und/oder der Rückseite 132 des Formkörpers 130 in Form von mehreren unzusammenhängenden Depots angeordnet. Die Depots von Klebstoff 160 können z.B. an den Ecken der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 angeordnet sein. Die Depots von Klebstoff 160 können beispielsweise entlang eines Teils der Kanten der Rückseite 122 angeordnet sein, ausgehend von den Ecken der Rückseite 122.in the in 2A example shown, the adhesive 160 is arranged on the rear side 122 of the semiconductor chip 120 and/or the rear side 132 of the molded body 130 in the form of a plurality of unconnected depots. The depots of adhesive 160 can be arranged at the corners of the rear side 122 of the semiconductor chip 120, for example. For example, the deposits of adhesive 160 may be disposed along a portion of the edges of the backing 122, starting from the corners of the backing 122.

Die Öffnungen 170 sind zwischen den Depots von Klebstoff 160 angeordnet. Die Öffnungen 170 können z.B. in der Mitte der jeweiligen Kante der Rückseite 122 angeordnet sein. Eine Öffnung 170 kann sich beispielsweise über nicht mehr als 70% oder nicht mehr als 50% oder nicht mehr als 30% oder nicht mehr als 10% der Länge der jeweiligen Kante erstrecken.Apertures 170 are located between deposits of adhesive 160 . For example, the openings 170 may be located in the center of each edge of the back panel 122. For example, an opening 170 may extend no more than 70%, or no more than 50%, or no more than 30%, or no more than 10% of the length of the respective edge.

In dem in 2B gezeigten Beispiel ist ein einziges Depot von Klebstoff 160 auf der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 und/oder der Rückseite 132 des Formkörpers 130 angeordnet. Mit anderen Worten, es ist eine einzige Öffnung 170 vorgesehen.in the in 2 B In the example shown, a single depot of adhesive 160 is arranged on the rear side 122 of the semiconductor chip 120 and/or the rear side 132 of the molded body 130 . In other words, a single opening 170 is provided.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine beliebige Anzahl von Depots von Klebstoff 160 und/oder Öffnungen 170 vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass zusätzliche Depots von Klebstoff 160 vorgesehen sind, die nicht entlang der Kanten der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120, sondern auf der Rückseite 132 des Formkörpers 130, z.B. in der Nähe der Außenkanten der Rückseite 132, angeordnet sind.According to another embodiment, any number of deposits of adhesive 160 and/or openings 170 may be provided. In addition, it is also possible for additional depots of adhesive 160 to be provided, which are not arranged along the edges of the rear side 122 of the semiconductor chip 120, but rather on the rear side 132 of the molded body 130, e.g. in the vicinity of the outer edges of the rear side 132.

3 zeigt ein weiteres Flip-Chip-Gehäuse 300, das dem Flip-Chip-Gehäuse 100 ähnlich oder identisch sein kann, mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede. 3 12 shows another flip chip package 300, which may be similar or identical to flip chip package 100 except for the differences described below.

In dem Flip-Chip-Gehäuse 300 ist der Klebstoff 160 an den Kanten der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 angeordnet und erstreckt sich darüber hinaus zumindest teilweise über die Rückseite 132 des Formkörpers 130. Der Klebstoff 160 kann beispielsweise in der in 2A oder 2B gezeigten Form aufgebracht werden.In the flip-chip package 300, the adhesive 160 is arranged on the edges of the rear side 122 of the semiconductor chip 120 and also extends at least partially over the rear side 132 of the molded body 130. The adhesive 160 can, for example, in FIG 2A or 2 B shown form are applied.

Gemäß einem Beispiel sind 10% oder mehr, oder 30% oder mehr, oder 50% oder mehr, oder 70% oder mehr, oder 90% oder mehr der Rückseite 132 des Formkörpers 130 von dem Klebstoff 160 bedeckt. Eine Breite w des Klebstoffs 160 kann beispielsweise 200µm oder mehr, oder 500µm oder mehr, oder 1mm oder mehr, oder 1,5mm oder mehr, oder 2mm oder mehr betragen.According to one example, 10% or more, or 30% or more, or 50% or more, or 70% or more, or 90% or more of the backside is 132 of the molded body 130 covered by the adhesive 160. A width w of the adhesive 160 can be, for example, 200 μm or more, or 500 μm or more, or 1 mm or more, or 1.5 mm or more, or 2 mm or more.

Wie in 3 gezeigt, können die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 und die Rückseite 132 des Formkörpers 130 in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein, so dass zwischen den beiden Rückseiten 122, 132 eine Stufe vorhanden ist. Die Höhe der Stufe zwischen den beiden Ebenen kann z.B. 50µm oder mehr oder 100µm oder mehr betragen. Der Teil der lateralen Seiten 123 des Halbleiterchips 120, der nicht von dem Formkörper 130 bedeckt ist, kann teilweise oder vollständig von dem Klebstoff 160 bedeckt sein. Insbesondere kann der Teil der lateralen Seiten 123 unterhalb der Öffnung(en) 170 von dem Klebstoff 160 bedeckt sein oder auch nicht. Gemäß einem anderen Beispiel des Flip-Chip-Gehäuses 300 sind die Rückseiten 122, 132 komplanar.As in 3 shown, the rear side 122 of the semiconductor chip 120 and the rear side 132 of the molded body 130 can be arranged in different planes, so that there is a step between the two rear sides 122, 132. The height of the step between the two levels can be, for example, 50 μm or more or 100 μm or more. The part of the lateral sides 123 of the semiconductor chip 120 that is not covered by the molded body 130 can be partially or completely covered by the adhesive 160 . In particular, the portion of the lateral sides 123 below the opening(s) 170 may or may not be covered by the adhesive 160 . According to another example of the flip chip package 300, the backsides 122, 132 are coplanar.

In den 1 und 3 ist die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 so dargestellt, dass sie nicht von dem Formkörper 130 bedeckt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Flip-Chip-Gehäuses 100 oder 300 bedeckt der Formkörper 130 jedoch auch die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120, so dass der Formkörper 130 zwischen der Rückseite 122 einerseits und der Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 und dem Klebstoff 160 andererseits angeordnet ist.In the 1 and 3 the rear side 122 of the semiconductor chip 120 is shown in such a way that it is not covered by the shaped body 130 . However, according to one embodiment of the flip-chip package 100 or 300, the molded body 130 also covers the back side 122 of the semiconductor chip 120, so that the molded body 130 is arranged between the back side 122 on the one hand and the layer of thermally conductive material 150 and the adhesive 160 on the other hand.

4 zeigt ein weiteres Flip-Chip-Gehäuse 400, das ähnlich oder identisch zu den Flip-Chip-Gehäusen 100 oder 300 sein kann, mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede. Insbesondere muss das Flip-Chip-Gehäuse 400 nicht unbedingt den Klebstoff 160 aufweisen. 4 12 shows another flip chip package 400, which may be similar or identical to flip chip packages 100 or 300 except for the differences described below. In particular, the flip chip package 400 does not necessarily have to have the adhesive 160 .

Wie in 4 gezeigt, ist die Schicht aus thermisch leitfähigem Material 150 zwischen den Rückseiten 122, 132 des Halbleiterchips 120 und des Formkörpers 130 und der Innenseite 141 des Deckels 140 angeordnet. Die Schicht aus thermisch leitfähigem Material 150 bedeckt insbesondere zumindest teilweise sowohl die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 als auch die Rückseite 132 des Formkörpers 130. Gemäß einem Beispiel ist die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 vollständig von der Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 bedeckt und die Rückseite 132 des Formkörpers 130 ist zumindest teilweise bedeckt. So können beispielsweise 30% oder mehr, 50% oder mehr, 70% oder mehr oder 90% oder mehr der Rückseite 132 des Formkörpers 130 von der Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 bedeckt sein. Außerdem können 50% oder mehr, oder 75% oder mehr, oder 80% oder mehr, oder 90% oder mehr der Innenseite 141 des Deckels 140 von der Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 bedeckt sein.As in 4 shown, the layer of thermally conductive material 150 is arranged between the rear sides 122, 132 of the semiconductor chip 120 and the molded body 130 and the inside 141 of the cover 140. In particular, the layer of thermally conductive material 150 at least partially covers both the rear side 122 of the semiconductor chip 120 and the rear side 132 of the molded body 130. According to one example, the rear side 122 of the semiconductor chip 120 is completely covered by the layer of thermally conductive material 150 and the rear side 132 of the shaped body 130 is at least partially covered. For example, 30% or more, 50% or more, 70% or more, or 90% or more of the back side 132 of the shaped body 130 can be covered by the layer of thermally conductive material 150 . In addition, 50% or more, or 75% or more, or 80% or more, or 90% or more of the inside 141 of the lid 140 may be covered by the thermally conductive material layer 150 .

Gemäß einem Beispiel ist die Innenseite 141 des Deckels von der Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 so bedeckt, dass ein maximaler Abstand zwischen einer Kante der Innenseite 141 des Deckels 140 und dem wärmeleitfähigen Material 150 2mm oder weniger, oder 1mm oder weniger, oder 0,5mm oder weniger, oder 0,2mm oder weniger beträgt.According to one example, the inner side 141 of the lid is covered by the layer of thermally conductive material 150 such that a maximum distance between an edge of the inner side 141 of the lid 140 and the thermally conductive material 150 is 2mm or less, or 1mm or less, or 0.5mm or less, or 0.2mm or less.

Darüber hinaus weist die Rückseite 132 des Formkörpers 130 mindestens eine Aussparung 410 auf, die so konfiguriert ist, dass sie überschüssiges wärmeleitfähiges Material 150 aufnimmt. Gemäß einem Beispiel weist das Flip-Chip-Gehäuse 400 mindestens zwei Aussparungen 410 auf. Die Aussparungen 410 können in einem symmetrischen Muster um den Halbleiterchip 120 herum angeordnet sein, gesehen von oben auf die Rückseiten 122, 132. Das Flip-Chip-Gehäuse 400 kann beispielsweise vier Aussparungen 410 aufweisen, die an den äußeren Ecken des Formkörpers 132, von der Rückseite 132 aus gesehen, angeordnet sind.Additionally, the back side 132 of the molded body 130 includes at least one recess 410 configured to receive excess thermally conductive material 150 . According to an example, the flip chip package 400 has at least two cavities 410 . The cavities 410 can be arranged in a symmetrical pattern around the semiconductor chip 120, viewed from above on the backsides 122, 132. The flip-chip package 400 can have, for example, four cavities 410 located at the outer corners of the molded body 132, from seen from the rear 132, are arranged.

Für den Fall, dass das Flip-Chip-Gehäuse 400 mehr als eine Aussparung 410 aufweist, können die Aussparungen 410 im Wesentlichen identische Formen und/oder Abmessungen haben oder die Aussparungen können unterschiedliche Formen und/oder unterschiedliche Abmessungen haben.In the event that the flip chip package 400 includes more than one cavity 410, the cavities 410 may have substantially identical shapes and/or dimensions, or the cavities may have different shapes and/or different dimensions.

In dem in 4 dargestellten Beispiel sind die Aussparungen 410 vollständig mit dem wärmeleitfähigen Material 150 gefüllt. Es ist jedoch auch möglich, dass eine oder mehrere oder alle Aussparungen 410 nur teilweise mit dem wärmeleitfähigen Material 150 gefüllt sind oder dass eine oder mehrere oder alle Aussparungen 410 leer sind.in the in 4 In the example shown, the recesses 410 are completely filled with the thermally conductive material 150 . However, it is also possible that one or more or all of the recesses 410 are only partially filled with the thermally conductive material 150 or that one or more or all of the recesses 410 are empty.

Die mindestens eine Aussparung 410 kann beliebige geeignete Abmessungen aufweisen. Zum Beispiel kann die mindestens eine Aussparung 410 eine senkrecht zur Rückseite 132 des Formkörpers 130 gemessene Tiefe von 50µm oder mehr, oder 70µm oder mehr, oder 100µm oder mehr, oder 150µm oder mehr, oder 200µm oder mehr haben. Die mindestens eine Aussparung 410 kann beispielsweise eine laterale Ausdehnung gemessen parallel zur Rückseite 132 von 50µm oder mehr, oder 100µm oder mehr, oder 200µm oder mehr, oder 500µm oder mehr, oder 1mm oder mehr haben.The at least one recess 410 can have any suitable dimensions. For example, the at least one recess 410 can have a depth of 50 μm or more, or 70 μm or more, or 100 μm or more, or 150 μm or more, or 200 μm or more, measured perpendicular to the rear side 132 of the molded body 130 . The at least one cutout 410 can, for example, have a lateral extension, measured parallel to the rear side 132, of 50 μm or more, or 100 μm or more, or 200 μm or more, or 500 μm or more, or 1 mm or more.

Die 5A bis 5C zeigen jeweils eine Draufsicht auf das Flip-Chip-Gehäuse 400 gemäß verschiedener Beispiele, wobei der Deckel 140 und die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 weggelassen wurden, um die Rückseiten 122, 132 des Halbleiterchips 120 und des Formkörpers 130 sowie die mindestens eine Aussparung 410 zu zeigen.the 5A until 5C 12 each show a top view of the flip-chip package 400 according to various examples, with the lid 140 and the layer of thermally conductive material 150 omitted to expose the backsides 122, 132 of the Semiconductor chip 120 and the molded body 130 and the at least one recess 410 to show.

Wie im Beispiel der 5A gezeigt, kann das Flip-Chip-Gehäuse 400 eine Vielzahl von Aussparungen 410 aufweisen, zum Beispiel vier Aussparungen 410, die an den äußeren Ecken der Rückseite 132 des Formkörpers 130 angeordnet sind. Die Aussparungen 410 können sich zum Beispiel parallel zu den Außenkanten der Rückseite 132 erstrecken. Eine Aussparung 410 kann z.B. einen rechten Winkel, von oben auf die Rückseite 132 gesehen, aufweisen.As in the example 5A As shown, the flip-chip package 400 may include a plurality of cavities 410, for example four cavities 410, located at the outer corners of the backside 132 of the molded body 130. FIG. The recesses 410 may extend parallel to the outer edges of the back 132, for example. For example, a recess 410 may have a right angle as viewed from the top of the back side 132 .

Bei dem in 5B gezeigten Beispiel sind die Aussparungen 410 wiederum an den äußeren Ecken der Rückseite 132 des Formkörpers angeordnet. Die Aussparungen 410 haben eine andere Form als bei dem in 5A gezeigten Beispiel. Insbesondere können die Aussparungen 410 in der Draufsicht auf die Rückseite 132 eine kreisförmige Form aufweisen. Es können jedoch auch andere Formen verwendet werden, beispielsweise eine quadratische, rechteckige, rautenförmige, polygonale oder jede andere geeignete Form.At the in 5B In the example shown, the recesses 410 are in turn arranged at the outer corners of the rear side 132 of the shaped body. The recesses 410 have a different shape than in 5A shown example. In particular, the recesses 410 can have a circular shape in the plan view of the rear side 132 . However, other shapes may be used, such as square, rectangular, diamond, polygonal, or any other suitable shape.

Gemäß einem Beispiel sind die Aussparungen 410 nicht an den äußeren Ecken der Rückseite 132 angeordnet, sondern beispielsweise in der Mitte der äußeren Kanten der Rückseite 132, zwischen den Ecken. Gemäß einem anderen Beispiel sind die Aussparungen 410 sowohl an den Ecken als auch in der Mitte der Kanten der Rückseite 132 angeordnet.According to one example, the recesses 410 are not located at the outer corners of the back 132 but, for example, in the middle of the outer edges of the back 132, between the corners. According to another example, the recesses 410 are located both at the corners and in the middle of the edges of the back side 132 .

In dem in 5C dargestellten Beispiel weist das Flip-Chip-Gehäuse 400 eine Aussparung 410 auf, die den Halbleiterchip 120 vollständig umgibt. Die Aussparung 410 kann zum Beispiel die Form eines Grabens haben, der sich im Wesentlichen parallel zu den Außenkanten der Rückseite 132 des Formkörpers 130 erstreckt.in the in 5C In the example shown, the flip-chip package 400 has a recess 410 that completely surrounds the semiconductor chip 120 . For example, the recess 410 may be in the form of a trench that extends substantially parallel to the outer edges of the back side 132 of the molded body 130 .

Wie auch in 5C gezeigt, kann die Aussparung 410 beispielsweise vergrößerte Ecken 411 aufweisen, die durch vergleichsweise schmale Verbindungsbereiche 412 verbunden sind.as well as in 5C For example, as shown, the recess 410 may have enlarged corners 411 connected by comparatively narrow connecting regions 412 .

Gemäß einem Beispiel sind die Aussparungen 410 relativ näher an den äußeren Ecken oder den äußeren Kanten der Rückseite 132 des Formkörpers angeordnet als an dem Halbleiterchip 120.According to one example, the recesses 410 are arranged relatively closer to the outer corners or the outer edges of the back side 132 of the molded body than to the semiconductor chip 120.

Die eine oder mehreren Aussparungen 410 können verhindern, dass überschüssiges wärmeleitfähiges Material 150 unter dem Deckel 140 herausläuft. Darüber hinaus kann das Abdecken sowohl der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 als auch eines beträchtlichen Teils der Rückseite 132 des Formkörpers, wie in 4 beschrieben, dazu beitragen, den Verzug des Gehäuses zu verringern und die Bildung von Rissen im Formkörper 130 und/oder die Delaminierung des Halbleiterchips 120 vom Substrat 110 zu verhindern.The one or more cutouts 410 may prevent excess thermally conductive material 150 from spilling out from under the lid 140 . In addition, covering both the rear side 122 of the semiconductor chip 120 and a considerable part of the rear side 132 of the shaped body, as in 4 described, help to reduce the warpage of the package and to prevent the formation of cracks in the molded body 130 and / or the delamination of the semiconductor chip 120 from the substrate 110.

Ein Verfahren zur Herstellung des Flip-Chip-Gehäuses 400 kann Folgendes aufweisen: Bereitstellen des Halbleiterchips 120 und Anordnen des Halbleiterchips 120 auf dem Substrat 110; Herstellen des Formkörpers 130 (dies kann z.B. einen Formgebungsprozess und einen anschließenden Aushärtungsprozess aufweisen); Aufbringen des wärmeleitfähigen Materials 150 über dem Halbleiterchip 120 und dem Formkörper 130; Anordnen des Deckels 140 über dem wärmeleitfähigen Material 150; Aushärten des wärmeleitfähigen Materials 150. Die oben genannten Prozesse können beispielsweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Ferner kann das Verfahren das Bereitstellen der mindestens einen Aussparung 410 aufweisen, z.B. durch Verwendung eines entsprechend geformten Formwerkzeugs oder durch Abtragen von Material, z.B. durch Bohren, Schneiden oder Schleifen nach der Bildung des Formkörpers 130.A method of manufacturing the flip chip package 400 may include: providing the semiconductor die 120 and arranging the semiconductor die 120 on the substrate 110; producing the shaped body 130 (this can e.g. comprise a shaping process and a subsequent curing process); depositing the thermally conductive material 150 over the semiconductor chip 120 and the molded body 130; placing the lid 140 over the thermally conductive material 150; Curing the thermally conductive material 150. The above processes can be performed in the order listed, for example. Furthermore, the method can include providing the at least one recess 410, e.g. by using a correspondingly shaped mold or by removing material, e.g. by drilling, cutting or grinding after the formation of the shaped body 130.

6 zeigt ein weiteres Flip-Chip-Gehäuse 600, das ähnlich oder identisch zu dem Flip-Chip-Gehäuse 100, 200 oder 400 sein kann, mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede. Insbesondere muss das Flip-Chip-Gehäuse 600 nicht unbedingt den Klebstoff 160 aufweisen. Das Flip-Chip-Gehäuse 600 weist jedoch die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 und eine zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' auf. 6 12 shows another flip chip package 600, which may be similar or identical to flip chip package 100, 200, or 400 except for the differences described below. In particular, the flip chip package 600 does not necessarily have to have the adhesive 160 . However, the flip chip package 600 includes the layer of thermally conductive material 150 and a second layer of thermally conductive material 150'.

Wie in 6 gezeigt, ist die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' direkt auf der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 angeordnet. Die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' kann die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 teilweise oder vollständig bedecken.As in 6 As shown, the second layer of thermally conductive material 150 ′ is arranged directly on the backside 122 of the semiconductor chip 120 . The second layer of thermally conductive material 150 ′ may partially or completely cover the back side 122 of the semiconductor chip 120 .

Außerdem kann die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' direkt auf den lateralen Seiten 123 des Halbleiterchips 120 angeordnet sein. Die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' kann die lateralen Seiten 123 des Halbleiterchips 120 teilweise oder vollständig bedecken. Zum Beispiel kann ein oberer Teil der lateralen Seiten 123 von der zweiten Schicht aus wärmeleitfähigem Material bedeckt sein.In addition, the second layer of thermally conductive material 150 ′ can be arranged directly on the lateral sides 123 of the semiconductor chip 120 . The second layer of thermally conductive material 150 ′ can partially or completely cover the lateral sides 123 of the semiconductor chip 120 . For example, an upper portion of the lateral sides 123 may be covered by the second layer of thermally conductive material.

Die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 ist auf der zweiten Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' und auf mindestens einem Teil der Rückseite 132 des Formkörpers 130 angeordnet. Mit anderen Worten kann die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 beispielsweise in direktem Kontakt mit der Rückseite 132 des Formkörpers 130 stehen, jedoch nicht mit der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120.The layer of thermally conductive material 150 is disposed on the second layer of thermally conductive material 150 ′ and on at least a portion of the back surface 132 of the molded body 130 . In other words, the layer of thermally conductive material 150 can, for example, be in direct contact with the rear side 132 of the molded body 130, but not with the rear side 122 of the semiconductor chip 120.

Einem Beispiel zufolge weisen die Schichten aus wärmeleitfähigem Material 150, 150' das gleiche Material oder die gleiche Materialzusammensetzung auf. Gemäß einem anderen Beispiel weisen die Schichten aus wärmeleitfähigem Material 150, 150' unterschiedliche Materialien oder Materialzusammensetzungen auf.According to one example, the layers of thermally conductive material 150, 150' comprise the same material or material composition. According to another example, the layers of thermally conductive material 150, 150' comprise different materials or material compositions.

Die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' kann beispielsweise eine ähnliche Dicke aufweisen, wie weiter oben in Bezug auf die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 beschrieben.For example, the second layer of thermally conductive material 150 ′ may have a thickness similar to that described above with respect to the layer of thermally conductive material 150 .

Die 7A bis 7C zeigen Draufsichten auf das Flip-Chip-Gehäuse 600 gemäß verschiedenen Beispielen, wobei der Deckel 140 und die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 weggelassen wurden, um die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' zu zeigen. Die Position des Halbleiterchips 120 unter der zweiten Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' ist durch gestrichelte Linien gekennzeichnet.the 7A until 7C 12 show top views of the flip chip package 600 according to various examples, with the lid 140 and the layer of thermally conductive material 150 omitted to show the second layer of thermally conductive material 150'. The position of the semiconductor chip 120 under the second layer of thermally conductive material 150' is indicated by dashed lines.

Wie in 7A gezeigt, kann die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' eine quadratische oder rechteckige Form haben.As in 7A As shown, the second layer of thermally conductive material 150' may have a square or rectangular shape.

Wie in 7B gezeigt, kann die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' zum Beispiel eine kreisförmige oder elliptische Form haben.As in 7B As shown, the second layer of thermally conductive material 150' may have a circular or elliptical shape, for example.

Wie in 7C gezeigt, kann die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' zum Beispiel die Form eines verschmierten „X“ haben.As in 7C For example, as shown, the second layer of thermally conductive material 150' may have the shape of a smeared "X".

Wie ebenfalls in 7C gezeigt, bedeckt die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' nicht unbedingt die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 vollständig. Allerdings kann die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' beispielsweise so geformt sein, dass zumindest die Ecken der Rückseite 122 bedeckt sind. Der Teil der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120, der nicht von der zweiten Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' bedeckt ist, kann beispielsweise durch den Formkörper 130 abgedeckt sein.As also in 7C As shown, the second layer of thermally conductive material 150' does not necessarily cover the backside 122 of the semiconductor chip 120 completely. However, the second layer of thermally conductive material 150' may be shaped to cover at least the corners of the backside 122, for example. The part of the rear side 122 of the semiconductor chip 120 that is not covered by the second layer of thermally conductive material 150′ can be covered by the molded body 130, for example.

Ein Verfahren zur Herstellung des Flip-Chip-Gehäuses 600 kann beispielsweise Folgendes aufweisen: Bereitstellen des Halbleiterchips 120 und Anordnen des Halbleiterchips 120 auf dem Substrat 110; Herstellen der zweiten Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' (dies kann einen Abscheidungsprozess und einen anschließenden Aushärtungsprozess aufweisen); Herstellen des Formkörpers 130 (dies kann einen Formungsprozess und einen anschließenden Aushärtungsprozess aufweisen); Abscheiden des wärmeleitfähigen Materials 150; Anordnen des Deckels 140 auf dem wärmeleitfähigen Material 150; Aushärten des wärmeleitfähigen Materials 150. Die oben genannten Verfahren können beispielsweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden.A method for manufacturing the flip chip package 600 may include, for example: providing the semiconductor chip 120 and arranging the semiconductor chip 120 on the substrate 110; fabricating the second layer of thermally conductive material 150' (this may include a deposition process followed by a curing process); producing the molded body 130 (this may include a molding process and a subsequent curing process); depositing the thermally conductive material 150; placing the lid 140 on the thermally conductive material 150; curing the thermally conductive material 150. For example, the above methods may be performed in the order given.

8 zeigt ein weiteres Flip-Chip-Gehäuse 800, das dem Flip-Chip-Gehäuse 600 ähnlich oder identisch sein kann, mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede. Insbesondere weist das Flip-Chip-Gehäuse 800 anstelle der zweiten Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' eine Zwischenschicht 810 auf. 8th FIG. 8 shows another flip chip package 800, which may be similar or identical to flip chip package 600 except for the differences described below. In particular, the flip chip package 800 includes an interlayer 810 in place of the second layer of thermally conductive material 150'.

Die Zwischenschicht 810 ist zwischen der Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 und der Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 angeordnet. Die Zwischenschicht 810 kann zum Beispiel die Rückseite 122 des Halbleiterchips 120 vollständig bedecken. Einem Beispiel zufolge erstreckt sich die Zwischenschicht 810 nicht auf die lateralen Seiten 123 des Halbleiterchips 120. Einem Beispiel zufolge erstreckt sich die Zwischenschicht nicht über die Rückseite 132 des Formkörpers 130. Die Zwischenschicht 810 kann beispielsweise eine ähnliche Dicke haben wie die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150'.The intermediate layer 810 is arranged between the backside 122 of the semiconductor chip 120 and the layer of thermally conductive material 150 . The intermediate layer 810 can, for example, completely cover the back side 122 of the semiconductor chip 120 . According to one example, the intermediate layer 810 does not extend to the lateral sides 123 of the semiconductor chip 120. According to one example, the intermediate layer does not extend to the backside 132 of the molded body 130. The intermediate layer 810 can have a thickness similar to that of the second layer of thermally conductive material, for example 150'.

Einem Beispiel zufolge ist die Zwischenschicht 810 direkt auf dem Halbleitermaterial des Halbleiterchips 120 angeordnet. Gemäß einem anderen Beispiel sind eine oder mehrere Metallisierungsschichten, z. B. eine Rückseitenmetallisierung, zwischen dem Halbleitermaterial und der Zwischenschicht 810 angeordnet. Eine solche Metallisierung kann z.B. die Wärmeableitung vom Halbleiterchip 120 zum Deckel 140 verbessern und/oder die Haftung zwischen der Zwischenschicht 810 und dem Halbleiterchip 120 verbessern.According to one example, the intermediate layer 810 is arranged directly on the semiconductor material of the semiconductor chip 120 . According to another example, one or more metallization layers, e.g. B. a rear side metallization, between the semiconductor material and the intermediate layer 810 is arranged. Such a metallization can improve the heat dissipation from the semiconductor chip 120 to the cover 140 and/or improve the adhesion between the intermediate layer 810 and the semiconductor chip 120, for example.

Die Zwischenschicht 810 kann z.B. Formmaterial, Laminat, wärmeleitfähiges Material, insbesondere TIM oder wärmeleitfähigen Kleber, Polyimid, etc. aufweisen oder daraus bestehen. Die Zwischenschicht 810 und der Formkörper 130 können unterschiedliche Materialien oder Materialzusammensetzungen aufweisen oder die Zwischenschicht 810 und der Formkörper 130 können das gleiche Material oder die gleiche Materialzusammensetzung aufweisen. Die Zwischenschicht 810 und die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 können unterschiedliche Materialien oder Materialzusammensetzungen aufweisen oder die Zwischenschicht 810 und die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 können das gleiche Material oder die gleiche Materialzusammensetzung aufweisen.The intermediate layer 810 can comprise or consist of, for example, molded material, laminate, thermally conductive material, in particular TIM or thermally conductive adhesive, polyimide, etc. The intermediate layer 810 and the shaped body 130 can have different materials or material compositions, or the intermediate layer 810 and the shaped body 130 can have the same material or the same material composition. The intermediate layer 810 and the layer of thermally conductive material 150 may comprise different materials or material compositions, or the intermediate layer 810 and the layer of thermally conductive material 150 may comprise the same material or material composition.

Ein Verfahren zur Herstellung des Flip-Chip-Gehäuses 800 kann Folgendes aufweisen: ein Halbleitergehäuse kann bereitgestellt werden; eine optionale Metallisierung kann auf dem Wafer hergestellt werden; die Zwischenschicht 810 kann entweder direkt auf dem Halbleitermaterial oder auf der optionalen Metallisierung hergestellt werden (dies kann das Aufbringen des Materials der Zwischenschicht 810 durch z.B. Spin-Coating, Laminierung oder Wafer-Level-Formgießen und einen optionalen Aushärtungsprozess beinhalten); es kann ein Wafer-Dicing durchgeführt werden, um die Halbleiterchips 120 zu vereinzeln; die Halbleiterchips 120 können mit dem Substrat 110 verbunden werden; der Formkörper 130 kann gebildet werden; die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 kann über der Zwischenschicht 810 und der Rückseite 132 des Formkörpers 130 angeordnet werden; der Deckel 140 kann auf der Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 angeordnet werden; ein Aushärtungsprozess kann verwendet werden, um das wärmeleitfähige Material 150 auszuhärten. Die einzelnen oben aufgeführten Prozesse können beispielsweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden.A method of manufacturing the flip chip package 800 may include: a semiconductor package may be provided; an optional metallization can be produced on the wafer will; the interlayer 810 may be fabricated either directly on the semiconductor material or on the optional metallization (this may involve applying the interlayer 810 material by eg spin coating, lamination or wafer level molding and an optional curing process); wafer dicing may be performed to singulate the semiconductor chips 120; the semiconductor chips 120 can be bonded to the substrate 110; the shaped body 130 can be formed; the layer of thermally conductive material 150 can be placed over the intermediate layer 810 and the backside 132 of the molded body 130; the lid 140 can be placed on the layer of thermally conductive material 150; a curing process can be used to cure the thermally conductive material 150 . For example, each of the processes listed above can be performed in the order listed.

Die Zwischenschicht 810 kann dazu beitragen, den Verzug des Gehäuses und die Rissbildung im Flip-Chip-Gehäuse 800 zu verringern, ähnlich wie die zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150' im Flip-Chip-Gehäuse 600. Darüber hinaus kann eine auf Waferebene aufgebrachte Zwischenschicht 810 als mechanisch stabilisierendes Element für den Halbleiterchip 120 dienen, was die Verwendung eines besonders dünnen Halbleiterchips 120 im Flip-Chip-Gehäuse 800 ermöglicht. Dies kann auch dazu beitragen, den Verzug des Gehäuses zu reduzieren.The interposer 810 can help reduce package warpage and cracking in the flip chip package 800, similar to the second layer of thermally conductive material 150' in the flip chip package 600. In addition, a wafer level interposer 810 serve as a mechanically stabilizing element for the semiconductor chip 120, which enables the use of a particularly thin semiconductor chip 120 in the flip-chip package 800. This can also help reduce case warpage.

9A zeigt ein weiteres Flip-Chip-Gehäuse 900, das ähnlich oder identisch zu den Flip-Chip-Gehäusen 400 bis 800 sein kann, mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede. 9A 12 shows another flip chip package 900, which may be similar or identical to flip chip packages 400-800 except for the differences described below.

Insbesondere weist das Flip-Chip-Gehäuse 900 anstelle des Formkörpers 130 eine Verkapselung 910 auf. Die Verkapselung 910 kann so gestaltet sein, dass sie den Halbleiterchip 120 vor Umwelteinflüssen schützt. Die Verkapselung 910 kann den Halbleiterchip 120 an der Rückseite 122 verkapseln und sie kann den Halbleiterchip 120 auch an den lateralen Seiten 123 verkapseln.In particular, the flip-chip package 900 has an encapsulation 910 instead of the molded body 130 . The encapsulation 910 can be designed in such a way that it protects the semiconductor chip 120 from environmental influences. The encapsulation 910 can encapsulate the semiconductor chip 120 at the back side 122 and it can also encapsulate the semiconductor chip 120 at the lateral sides 123 .

Die Verkapselung 910 kann zum Beispiel ein Polymer, einen Kunststoff oder ein Formmaterial aufweisen oder daraus bestehen. Bei der Verkapselung 910 kann es sich beispielsweise um ein vorgeformtes Teil oder eine vorgeformte Schale handeln, die in einem separaten Prozess hergestellt (d.h. geformt und ausgehärtet) und durch einen Pick-and-Place-Prozess über den Halbleiterchip 120 gelegt wird.The encapsulation 910 may include or consist of a polymer, plastic, or molded material, for example. The encapsulation 910 may be, for example, a premolded part or shell that is fabricated (i.e., molded and cured) in a separate process and placed over the semiconductor die 120 by a pick-and-place process.

Die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 kann zwischen dem Halbleiterchip 120 und der Verkapselung 910 angeordnet sein. Die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 kann insbesondere auf der Rückseite 122 sowie auf den lateralen Seiten 123 des Halbleiterchips 120 angeordnet sein. Die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 kann so konfiguriert sein, dass sie die Verkapselung 910 mechanisch mit dem Halbleiterchip 120 verbindet. Die Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 kann so konfiguriert sein, dass sie einen Wärmeableitungspfad von dem Halbleiterchip 120 zu der Verkapselung 910 bereitstellt.The layer of thermally conductive material 150 can be arranged between the semiconductor chip 120 and the encapsulation 910 . The layer of thermally conductive material 150 can be arranged in particular on the rear side 122 and on the lateral sides 123 of the semiconductor chip 120 . The layer of thermally conductive material 150 may be configured to mechanically connect the encapsulation 910 to the semiconductor die 120 . The layer of thermally conductive material 150 may be configured to provide a heat dissipation path from the semiconductor die 120 to the encapsulation 910 .

9B zeigt ein Flip-Chip-Gehäuse 900', das dem Flip-Chip-Gehäuse 900 ähnlich oder identisch sein kann, mit der Ausnahme, dass das Flip-Chip-Gehäuse 900' einen Kühlkörper (oder Wärmeverteiler) 920 aufweist, der in die Verkapselung 910 eingebettet ist. Der Kühlkörper 920 kann ähnlich oder identisch mit dem Deckel 140 sein. Der Kühlkörper 920 kann dasselbe Material oder dieselbe Materialzusammensetzung aufweisen oder daraus bestehen, wie in Bezug auf den Deckel 140 beschrieben. 9B 12 shows a flip chip package 900', which may be similar or identical to flip chip package 900, except that flip chip package 900' includes a heat sink (or heat spreader) 920 incorporated into the encapsulation 910 is embedded. Heatsink 920 may be similar or identical to cover 140 . Heat sink 920 may include or be made of the same material or composition of materials as described with respect to cover 140 .

Das Anordnen der Schicht aus wärmeleitfähigem Material 150 um fünf Seiten des Halbleiterchips 120 und das Bereitstellen der Verkapselung 910 anstelle des Formkörpers 130, wie in den 9A und 9B gezeigt, kann dazu beitragen, Verzug, Rissbildung und Delaminierung in den Flip-Chip-Gehäusen 900 und 900' zu reduzieren oder zu verhindern.Arranging the layer of thermally conductive material 150 around five sides of the semiconductor chip 120 and providing the encapsulation 910 in place of the molded body 130, as in FIGS 9A and 9B 1, may help reduce or prevent warping, cracking, and delamination in flip chip packages 900 and 900'.

Ein Verfahren zur Herstellung der Flip-Chip-Gehäuse 900 und 900' kann Folgendes umfassen: Bereitstellen des Halbleiterchips 120 und Anordnen des Halbleiterchips 120 auf dem Substrat 110; Aufbringen des wärmeleitfähigen Materials 150 auf dem Halbleiterchip 120; Bereitstellen der Verkapselung 910 (die Verkapselung 910 kann optional den Kühlkörper 920 aufweisen) und Anordnen der Verkapselung 910 über dem Halbleiterchip 120; Aushärten des wärmeleitfähigen Materials 150, um die Verkapselung 910 mechanisch mit dem Halbleiterchip 120 zu verbinden. Die oben genannten Prozesse können beispielsweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden.A method of manufacturing the flip-chip packages 900 and 900' may include: providing the semiconductor die 120 and placing the semiconductor die 120 on the substrate 110; depositing the thermally conductive material 150 on the semiconductor chip 120; providing the encapsulation 910 (the encapsulation 910 may optionally include the heat sink 920) and placing the encapsulation 910 over the semiconductor die 120; Curing the thermally conductive material 150 to mechanically connect the encapsulation 910 to the semiconductor chip 120. For example, the above processes can be performed in the order given.

Die 10A bis 10D zeigen Draufsichten auf die Flip-Chip-Gehäuse 900 und 900' gemäß verschiedenen Beispielen.the 10A until 10D 12 show top views of flip chip packages 900 and 900' according to various examples.

Wie in 10A gezeigt, kann die Verkapselung 910 des Flip-Chip-Gehäuses 900 optional eine oder mehrere Öffnungen 930 aufweisen. Die Öffnungen 930 können so konfiguriert sein, dass sie ein Ausgasen von z.B. dem wärmeleitfähigen Material 150 ermöglichen. Die Öffnungen 930 können in der Verkapselung 910 in jedem geeigneten Muster angeordnet sein. Beispielsweise können eine oder mehrere Öffnungen 930 in der Mitte der Verkapselung 910 und zusätzliche Öffnungen 930 an den Ecken der Verkapselung 910 angeordnet sein.As in 10A As shown, the encapsulation 910 of the flip chip package 900 may optionally include one or more openings 930. FIG. The openings 930 may be configured to allow outgassing of, for example, the thermally conductive material 150 . The openings 930 can be arranged in the encapsulation 910 in any suitable pattern. For example, one or more openings 930 in the center of the encapsulation 910 and additional openings 930 at the corners of the encapsulation 910.

In dem in 10B gezeigten Beispiel hat der Kühlkörper 920 des Flip-Chip-Gehäuses 900' eine im Wesentlichen kreisförmige Form. Das Flip-Chip-Gehäuse 900' kann optional die Öffnungen 930 aufweisen. In dem in 10C dargestellten Beispiel hat der Kühlkörper 920 eine quadratische oder rechteckige Form. In dem in 10D dargestellten Beispiel hat der Kühlkörper 920 ebenfalls eine quadratische oder rechteckige Form, wobei die Ecken des Kühlkörpers 920 ausgespart sind. Diese ausgesparten Ecken können dazu beitragen, Spannungen in den Ecken des Flip-Chip-Gehäuses 900' zu reduzieren.in the in 10B In the example shown, the heatsink 920 of the flip chip package 900' has a substantially circular shape. The flip chip package 900 ′ may optionally have the openings 930 . in the in 10C In the example shown, the heatsink 920 has a square or rectangular shape. in the in 10D In the example shown, the heat sink 920 also has a square or rectangular shape, with the corners of the heat sink 920 being recessed. These relieved corners can help reduce stresses in the corners of the flip chip package 900'.

11 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 1100 zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses. Das Verfahren 1100 kann z.B. zur Herstellung des Flip-Chip-Gehäuses 100 oder 300 verwendet werden. 11 11 is a flow diagram of a method 1100 for manufacturing a flip chip package. Method 1100 may be used to fabricate flip chip package 100 or 300, for example.

Das Verfahren 1100 weist bei 1101 einen Prozess des Bereitstellens eines Substrats auf, bei 1102 einen Prozess des Anordnens eines Halbleiterchips mit einer Vorderseite, einer gegenüberliegenden Rückseite und lateralen Seiten, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, auf dem Substrat, so dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, bei 1103 einen Prozess des zumindest teilweisen Verkapselns der lateralen Seiten des Halbleiterchips mit einem Formkörper, bei 1104 einen Prozess des Anordnens eines Klebstoffs zumindest teilweise entlang der Kanten zwischen der Rückseite und den lateralen Seiten des Halbleiterchips, bei 1105 einen Prozess des Abscheidens eines wärmeleitfähigen Materials auf der Rückseite des Halbleiterchips, und bei 1106 einen Prozess des Anordnens eines Deckels über der Rückseite des Halbleiterchips und des mechanischen Verbindens des Deckels mit dem Halbleiterchip und/oder dem Formkörper mit dem Klebstoff, wobei der Klebstoff einen Elastizitätsmodul hat, der mindestens 50-mal größer ist als ein Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials.The method 1100 includes at 1101 a process of providing a substrate, at 1102 a process of arranging a semiconductor chip having a front side, an opposite back side and lateral sides connecting the front side and the back side on the substrate such that the front side faces the Substrate facing, at 1103 a process of at least partially encapsulating the lateral sides of the semiconductor chip with a molded body, at 1104 a process of arranging an adhesive at least partially along the edges between the back side and the lateral sides of the semiconductor chip, at 1105 a process of depositing a thermally conductive material on the back side of the semiconductor chip, and at 1106 a process of placing a lid over the back side of the semiconductor chip and mechanically connecting the lid to the semiconductor chip and/or the molded body with the adhesive, the adhesive having a modulus of elasticity that m is at least 50 times larger than a modulus of elasticity of the thermally conductive material.

12 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 1200 zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses. Das Verfahren 1200 kann zum Beispiel zur Herstellung des Flip-Chip-Gehäuses 400 verwendet werden. 12 12 is a flowchart of a method 1200 for manufacturing a flip chip package. The method 1200 may be used to fabricate the flip chip package 400, for example.

Das Verfahren 1200 weist bei 1201 einen Prozess des Bereitstellens eines Substrats auf, bei 1202 einen Prozess des Anordnens eines Halbleiterchips mit einer Vorderseite, einer gegenüberliegenden Rückseite und lateralen Seiten, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, auf dem Substrat, so dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, bei 1203 einen Prozess des zumindest teilweisen Verkapselns der lateralen Seiten des Halbleiterchips mit einem Formkörper mit einer Vorderseite und einer gegenüberliegenden Rückseite, bei 1204 einen Prozess des Abscheidens eines wärmeleitfähigen Materials auf der Rückseite des Halbleiterchips und/oder der Rückseite des Formkörpers, und bei 1205 einen Prozess des Anordnens eines Deckels, der eine Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist, über den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers, wodurch Druck auf das wärmeleitfähige Material ausgeübt wird, so dass das wärmeleitfähige Material eine Schicht bildet, wobei die Rückseite des Formkörpers mindestens eine Aussparung aufweist, die so gestaltet ist, dass sie überschüssiges wärmeleitfähiges Material aufnimmt.The method 1200 includes at 1201 a process of providing a substrate, at 1202 a process of arranging a semiconductor chip having a front side, an opposite back side and lateral sides connecting the front side and the back side on the substrate such that the front side faces the facing the substrate, at 1203 a process of at least partially encapsulating the lateral sides of the semiconductor chip with a molded body having a front side and an opposite back side, at 1204 a process of depositing a thermally conductive material on the back side of the semiconductor chip and/or the back side of the molded body, and at 1205 a process of placing a lid having an inner side and an opposite outer side over the back sides of the semiconductor chip and the molded body, whereby pressure is applied to the thermally conductive material so that the thermally conductive material forms a layer, the back side of the shaped body has at least one recess which is designed in such a way that it accommodates excess thermally conductive material.

BEISPIELEEXAMPLES

Im Folgenden werden das Flip-Chip-Gehäuse und das Verfahren zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses anhand konkreter Beispiele näher beschrieben.In the following, the flip chip package and the method for manufacturing a flip chip package are described in more detail using concrete examples.

Beispiel 1 ist ein Flip-Chip-Gehäuse, das Folgendes aufweist: ein Substrat, einen Halbleiterchip, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, wobei der Halbleiterchip auf dem Substrat so angeordnet ist, dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, einen Formkörper, der die lateralen Seiten des Halbleiterchips zumindest teilweise verkapselt, einen Deckel, der auf der Rückseite des Halbleiterchips angeordnet ist, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und dem Deckel angeordnet ist, und einen Klebstoff, der den Deckel mechanisch mit dem Halbleiterchip und/oder dem Formkörper verbindet, wobei der Klebstoff zumindest teilweise entlang der Kanten zwischen der Rückseite und den lateralen Seiten des Halbleiterchips angeordnet ist, wobei der Klebstoff einen Elastizitätsmodul aufweist, der mindestens 50-mal größer als ein Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials ist.Example 1 is a flip chip package comprising: a substrate, a semiconductor die having a front side, an opposing back side and lateral sides connecting the front side and the back side, the semiconductor die being arranged on the substrate so that the front side faces the substrate, a molded body that at least partially encapsulates the lateral sides of the semiconductor chip, a cover that is arranged on the back side of the semiconductor chip, a layer of thermally conductive material that is arranged between the back side of the semiconductor chip and the cover , and an adhesive which mechanically connects the cover to the semiconductor chip and/or the molded body, the adhesive being arranged at least partially along the edges between the rear side and the lateral sides of the semiconductor chip, the adhesive having a modulus of elasticity which is at least 50- times larger than a modulus of elasticity of the thermal energy table material.

Beispiel 2 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach Beispiel 1, wobei der Formkörper eine dem Deckel zugewandte Rückseite aufweist, und wobei der Klebstoff ebenfalls zumindest auf einem Teil der Rückseite des Formkörpers angeordnet ist.Example 2 is the flip-chip package of Example 1, wherein the molded body has a back surface facing the lid, and the adhesive is also disposed on at least part of the back side of the molded body.

Beispiel 3 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach Beispiel 2, das ferner aufweist: eine Stufe zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und der Rückseite des Formkörpers, so dass ein Teil der lateralen Seiten des Halbleiterchips von dem Formkörper freigelegt ist, wobei der Klebstoff den freigelegten Teil der lateralen Seiten des Halbleiterchips zumindest teilweise bedeckt.Example 3 is the flip chip package according to Example 2, further comprising: a step between the back side of the semiconductor chip and the back side of the molded body so that part of the lateral sides of the semiconductor chip is exposed from the molded body, the adhesive covering the exposed Part of the lateral sides of the semiconductor chip at least partially covered.

Beispiel 4 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Klebstoff die Rückseite des Halbleiterchips nur teilweise umgibt.Example 4 is the flip chip package according to any of the previous examples, wherein the adhesive only partially surrounds the back side of the semiconductor chip.

Beispiel 5 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Elastizitätsmodul des Klebstoffs mindestens 100-mal größer ist als der Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials.Example 5 is the flip chip package of any of the preceding examples, wherein the elastic modulus of the adhesive is at least 100 times greater than the elastic modulus of the thermally conductive material.

Beispiel 6 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Elastizitätsmodul des Klebstoffs mindestens 12 GPa bei 25°C beträgt.Example 6 is the flip chip package according to any of the previous examples, wherein the Young's modulus of the adhesive is at least 12 GPa at 25°C.

Beispiel 7 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Klebstoff zumindest an den vier Ecken des Halbleiterchips angeordnet ist.Example 7 is the flip chip package according to any of the preceding examples, wherein the adhesive is arranged at least at the four corners of the semiconductor chip.

Beispiel 8 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Substrats, Anordnen eines Halbleiterchips, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite auf dem Substrat verbinden, auf dem Substrat, so dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, zumindest teilweises Verkapseln der lateralen Seiten des Halbleiterchips mit einem Formkörper, Anordnen eines Klebstoffs zumindest teilweise entlang der Kanten zwischen der Rückseite und den lateralen Seiten des Halbleiterchips, Aufbringen eines wärmeleitfähigen Materials auf der Rückseite des Halbleiterchips, und Anordnen eines Deckels über der Rückseite des Halbleiterchips und mechanisches Verbinden des Deckels mit dem Halbleiterchip und/oder dem Formkörper mittels des Klebstoffs, wobei der Klebstoff einen Elastizitätsmodul hat, der mindestens 50-mal größer ist als ein Elastizitätsmodul des wärmeleitfähigen Materials.Example 8 is a method of manufacturing a flip chip package, the method comprising: providing a substrate, arranging a semiconductor chip having a front side, an opposite back side, and lateral sides connecting the front side and the back side on the substrate, on the substrate so that the front side faces the substrate, at least partially encapsulating the lateral sides of the semiconductor chip with a molded body, arranging an adhesive at least partially along the edges between the back side and the lateral sides of the semiconductor chip, applying a thermally conductive material to the back side of the semiconductor chip, and placing a lid over the back side of the semiconductor chip and mechanically connecting the lid to the semiconductor chip and/or the molded body by means of the adhesive, the adhesive having a modulus of elasticity that is at least 50 times greater than a modulus of elasticity of the thermally conductive one n materials.

Beispiel 9 ist das Verfahren nach Beispiel 8, wobei der Klebstoff entlang der Kanten zwischen der Rückseite und den lateralen Seiten des Halbleiterchips angeordnet wird, bevor das wärmeleitfähige Material auf der Rückseite des Halbleiterchips angeordnet wird.Example 9 is the method of Example 8, wherein the adhesive is placed along the edges between the backside and lateral sides of the semiconductor chip before the thermally conductive material is placed on the backside of the semiconductor chip.

Beispiel 10 ist ein Flip-Chip-Gehäuse, das Folgendes aufweist: ein Substrat, einen Halbleiterchip, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, wobei der Halbleiterchip auf dem Substrat so angeordnet ist, dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, einen Formkörper, der eine Vorderseite und eine gegenüberliegende Rückseite aufweist, wobei der Formkörper die lateralen Seiten des Halbleiterchips zumindest teilweise verkapselt, einen Deckel, der eine Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist, wobei der Deckel über den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers angeordnet ist, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die zwischen den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers und der Innenseite des Deckels angeordnet ist, wobei die Rückseite des Formkörpers mindestens eine Aussparung aufweist, die so gestaltet ist, dass sie überschüssiges wärmeleitfähiges Material aufnimmt.Example 10 is a flip chip package comprising: a substrate, a semiconductor die having a front side, an opposing back side, and lateral sides connecting the front side and the back side, the semiconductor die being arranged on the substrate so that the front side faces the substrate, a molded body having a front side and an opposite back side, the molded body at least partially encapsulating the lateral sides of the semiconductor chip, a lid having an inside and an opposite outside side, the lid over the back sides of the semiconductor chip and the shaped body is arranged, a layer of thermally conductive material, which is arranged between the rear sides of the semiconductor chip and the shaped body and the inside of the lid, wherein the rear side of the shaped body has at least one recess which is designed in such a way that excess thermally conductive material is removed material l absorbs.

Beispiel 11 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach Beispiel 10, wobei die Rückseite des Formkörpers mindestens vier Aussparungen aufweist, die an den vier Ecken des Flip-Chip-Gehäuses angeordnet sind.Example 11 is the flip chip package of Example 10, wherein the back side of the molded body has at least four recesses located at the four corners of the flip chip package.

Beispiel 12 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach Beispiel 10 oder 11, wobei die Rückseite des Formkörpers eine Aussparung aufweist, die den Halbleiterchip, von oben gesehen, vollständig umgibt.Example 12 is the flip-chip package according to example 10 or 11, wherein the rear side of the molded body has a recess which completely surrounds the semiconductor chip when viewed from above.

Beispiel 13 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach einem der Beispiele 10 bis 12, wobei mindestens 75% der Innenseite des Deckels von dem wärmeleitfähigen Material bedeckt sind.Example 13 is the flip chip package of any of Examples 10-12, wherein at least 75% of the inside of the lid is covered by the thermally conductive material.

Beispiel 14 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach einem der Beispiele 10 bis 13, wobei ein maximaler Abstand zwischen einer Kante der Innenseite des Deckels und dem wärmeleitfähigen Material 0,5mm oder weniger beträgt.Example 14 is the flip chip package according to any one of Examples 10 to 13, wherein a maximum distance between an edge of the inside of the lid and the thermally conductive material is 0.5 mm or less.

Beispiel 15 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach einem der Beispiele 10 bis 14, wobei die mindestens eine Aussparung eine senkrecht zur Rückseite des Formkörpers gemessene Tiefe von 50µm oder mehr aufweist.Example 15 is the flip-chip package according to any one of examples 10 to 14, wherein the at least one recess has a depth of 50 μm or more, measured perpendicularly to the rear side of the shaped body.

Beispiel 16 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Substrats, Anordnen eines Halbleiterchips, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, aufweist, auf dem Substrat, so dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, zumindest teilweises Verkapseln der lateralen Seiten des Halbleiterchips mit einem Formkörper, der eine Vorderseite und eine gegenüberliegende Rückseite aufweist, Abscheiden eines wärmeleitfähigen Materials auf der Rückseite des Halbleiterchips und/oder der Rückseite des Formkörpers, und Anordnen eines Deckels, der eine Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist, über den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers, wodurch Druck auf das wärmeleitfähige Material ausgeübt wird, so dass das wärmeleitfähige Material eine Schicht bildet, wobei die Rückseite des Formkörpers mindestens eine Aussparung aufweist, die so gestaltet ist, dass sie überschüssiges wärmeleitfähiges Material aufnimmt.Example 16 is a method for manufacturing a flip chip package, the method comprising: providing a substrate, arranging a semiconductor chip having a front side, an opposite back side, and lateral sides connecting the front side and the back side, on the Substrate, so that the front side faces the substrate, at least partially encapsulating the lateral sides of the semiconductor chip with a molded body having a front side and an opposite back side, depositing a thermally conductive material on the back side of the semiconductor chip and/or the back side of the molded body, and Placing a lid, which has an inner side and an opposite outer side, over the back sides of the semiconductor chip and the molded body, whereby pressure is applied to the thermally conductive material, so that the thermally conductive material forms a layer, the back side of the molded body having at least one off recess designed to accommodate excess thermally conductive material.

Beispiel 17 ist das Verfahren nach Beispiel 16, wobei das wärmeleitfähige Material nach dem Aushärten des Formkörpers aufgebracht wird.Example 17 is the process of Example 16, with the thermally conductive material being applied after the molded article has been cured.

Beispiel 18 ist das Verfahren nach Beispiel 16 oder 17, wobei die mindestens eine Aussparung während oder nach dem Formgießen gebildet wird.Example 18 is the method of Example 16 or 17, wherein the at least one recess is formed during or after molding.

Beispiel 19 ist eine Vorrichtung, die Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Beispiele 8 oder 9 aufweist.Example 19 is an apparatus having means for carrying out the method of either Example 8 or 9.

Beispiel 20 ist eine Vorrichtung, die Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Beispiele 16 bis 18 aufweist.Example 20 is an apparatus having means for carrying out the method of any one of Examples 16-18.

Beispiel 21 ist ein Flip-Chip-Gehäuse, das Folgendes aufweist: ein Substrat, einen Halbleiterchip, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, wobei der Halbleiterchip auf dem Substrat so angeordnet ist, dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, einen Formkörper, der den Halbleiterchip an den lateralen Seiten verkapselt und eine dem Substrat zugewandte Vorderseite und eine gegenüberliegende Rückseite aufweist, einen Deckel, der eine Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist, wobei der Deckel über den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers angeordnet ist, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die auf der Innenseite des Deckels angeordnet ist, und eine zweite Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und der Schicht aus wärmeleitfähigem Material und zumindest teilweise zwischen den lateralen Seitenwänden des Halbleiterchips und dem Formkörper angeordnet ist.Example 21 is a flip chip package comprising: a substrate, a semiconductor die having a front side, an opposing back side, and lateral sides connecting the front side and the back side, the semiconductor die being arranged on the substrate so that the front side faces the substrate, a molded body which encapsulates the semiconductor chip on the lateral sides and has a front side facing the substrate and an opposite back side, a lid which has an inside and an opposite outside side, the lid over the back sides of the Semiconductor chip and the molded body is arranged, a layer of thermally conductive material, which is arranged on the inside of the lid, and a second layer of thermally conductive material, which is between the back of the semiconductor chip and the layer of thermally conductive material and at least partially between the lateral side walls of the semi-conductor terchips and the molded body is arranged.

Beispiel 22 ist ein Flip-Chip-Gehäuse, das Folgendes aufweist: ein Substrat, einen Halbleiterchip, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, wobei der Halbleiterchip auf dem Substrat so angeordnet ist, dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, einen Formkörper, der den Halbleiterchip an den lateralen Seiten verkapselt und eine dem Substrat zugewandte Vorderseite und eine gegenüberliegende Rückseite aufweist, einen Deckel, der eine Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist, wobei der Deckel über den Rückseiten des Halbleiterchips und des Formkörpers angeordnet ist, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die auf mindestens einem Teil der Innenseite des Deckels angeordnet ist, und eine Zwischenschicht, die zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und der Schicht aus wärmeleitfähigem Material angeordnet ist, wobei die Zwischenschicht mindestens eines von einem geformten Material, einem wärmeleitfähigen Material, einem Laminat oder einem Klebstoff aufweist.Example 22 is a flip chip package comprising: a substrate, a semiconductor die having a front side, an opposing back side, and lateral sides connecting the front side and the back side, the semiconductor die being arranged on the substrate so that the front side faces the substrate, a molded body which encapsulates the semiconductor chip on the lateral sides and has a front side facing the substrate and an opposite back side, a lid which has an inside and an opposite outside side, the lid over the back sides of the Semiconductor chips and the shaped body is arranged, a layer of thermally conductive material, which is arranged on at least part of the inside of the cover, and an intermediate layer, which is arranged between the back of the semiconductor chip and the layer of thermally conductive material, wherein the intermediate layer comprises at least one of a shaped one Material, a thermally conductive material, a laminate or an adhesive.

Beispiel 23 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach Beispiel 22, wobei die Zwischenschicht ein Material oder eine Materialzusammensetzung aufweist, die sich von dem Material oder der Materialzusammensetzung des ersten Formkörpers unterscheidet.Example 23 is the flip chip package of Example 22, wherein the intermediate layer has a material or material composition different from the material or material composition of the first molded article.

Beispiel 24 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Flip-Chip-Gehäuses, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Substrats, Anordnen eines Halbleiterchips, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, aufweist, auf dem Substrat, so dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, Verkapseln des Halbleiterchips mit einem wärmeleitfähigen Material und Ablagern einer vorgeformten Schale über dem verkapselten Halbleiterchip.Example 24 is a method of manufacturing a flip chip package, the method comprising: providing a substrate, arranging a semiconductor chip having a front side, an opposite back side, and lateral sides connecting the front side and the back side, on which substrate such that the front side faces the substrate, encapsulating the semiconductor die with a thermally conductive material, and depositing a premolded shell over the encapsulated semiconductor die.

Beispiel 25 ist ein Flip-Chip-Gehäuse, das aufweist: ein Substrat, einen Halbleiterchip, der eine Vorderseite, eine gegenüberliegende Rückseite und laterale Seiten aufweist, die die Vorderseite und die Rückseite verbinden, wobei der Halbleiterchip auf dem Substrat so angeordnet ist, dass die Vorderseite dem Substrat zugewandt ist, eine Schicht aus wärmeleitfähigem Material, die auf der Rückseite und zumindest auf einem Teil der lateralen Seiten des Halbleiterchips angeordnet ist, und eine vorgeformte Schale, die den Halbleiterchip einkapselt, wobei die Schicht aus wärmeleitfähigem Material zwischen dem Halbleiterchip und der vorgeformten Schale angeordnet ist.Example 25 is a flip chip package comprising: a substrate, a semiconductor chip having a front side, an opposite back side and lateral sides connecting the front side and the back side, wherein the semiconductor chip is arranged on the substrate such that the front side faces the substrate, a layer of thermally conductive material arranged on the rear side and on at least part of the lateral sides of the semiconductor chip, and a preformed shell encapsulating the semiconductor chip, the layer of thermally conductive material between the semiconductor chip and of the preformed shell.

Beispiel 26 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach Beispiel 25, wobei die vorgeformte Schale einen integrierten Kühlkörper aufweist, wobei der Kühlkörper über der Rückseite des Halbleiterchips angeordnet ist.Example 26 is the flip-chip package of Example 25, wherein the premolded shell has an integrated heat sink, with the heat sink disposed over the back side of the semiconductor die.

Beispiel 27 ist das Flip-Chip-Gehäuse nach Beispiel 25 oder 26, das ferner aufweist: mindestens eine Öffnung innerhalb der vorgeformten Schale, wobei die Öffnung so konfiguriert ist, dass sie ein Ausgasen des wärmeleitfähigen Materials ermöglicht.Example 27 is the flip chip package of example 25 or 26, further comprising: at least one opening within the premolded shell, the opening being configured to allow outgassing of the thermally conductive material.

Claims

A flip chip package (100) comprising: a substrate (110), a semiconductor die (120) having a front side (121), an opposite back side (122) and lateral sides (123) defining the front side (121 ) and connect the back (122), wherein the semiconductor chip (120) is arranged on the substrate (110) in such a way that the front side (121) faces the substrate (110), a molded body (130) which at least partially covers the lateral sides (123) of the semiconductor chip (120). encapsulated, a lid (140) arranged on the back (122) of the semiconductor chip (120), a layer of thermally conductive material (150) sandwiched between the back (122) of the semiconductor chip (120) and the lid (140) is arranged, and an adhesive (160) which mechanically connects the cover (140) to the semiconductor chip (120) and/or the molded body (130), the adhesive (160) at least partially along the edges between the rear side (122) and the lateral sides (123) of the semiconductor chip (120), the adhesive (160) having a modulus of elasticity which is at least 50 times greater than a modulus of elasticity of the thermally conductive material (150).

Flip chip package (100, 300) after claim 1 , wherein the molded body (130) has a rear side (132) facing the cover (140), and wherein the adhesive (160) is also arranged on at least part of the rear side (132) of the molded body (130).

Flip chip package (100, 300) after claim 2 , further comprising: a step between the rear side (122) of the semiconductor chip (120) and the rear side (132) of the molded body (130), so that a part of the lateral sides (123) of the semiconductor chip (120) is separated from the molded body (130 ) is exposed, wherein the adhesive (160) at least partially covers the exposed part of the lateral sides (123) of the semiconductor chip (120).

A flip chip package (100) as claimed in any preceding claim, wherein the adhesive (160) only partially surrounds the back side (122) of the semiconductor chip (120).

The flip chip package (100) of any preceding claim, wherein the elastic modulus of the adhesive (160) is at least 100 times greater than the elastic modulus of the thermally conductive material (150).

The flip chip package (100) of any preceding claim, wherein the elastic modulus of the adhesive (160) is at least 12GPa at 25°C.

A flip chip package (100) according to any one of the preceding claims, wherein the adhesive (160) is located at least at the four corners of the semiconductor chip (120).

A method (1100) of manufacturing a flip chip package, the method (1100) comprising: providing (1101) a substrate, arranging (1102) a semiconductor chip having a front side, an opposing back side and lateral sides connecting the front side and the back side on the substrate such that the front side faces the substrate, at least partially encapsulating (1103) the lateral sides of the semiconductor chip with a molded body, Arranging (1104) an adhesive at least partially along the edges between the rear side and the lateral sides of the semiconductor chip, applying (1105) a thermally conductive material to the rear side of the semiconductor chip, and Arranging (1106) a cover over the rear side of the semiconductor chip and mechanically connecting the cover to the semiconductor chip and/or the molded body by means of the adhesive, wherein the adhesive has a modulus of elasticity that is at least 50 times greater than a modulus of elasticity of the thermally conductive material.

Method (1100) according to claim 8 , wherein the adhesive is placed along the edges between the backside and the lateral sides of the semiconductor chip before the thermally conductive material is placed on the backside of the semiconductor chip.