TWI405274B - 無夾且無線之半導體晶粒封裝及其製造方法 - Google Patents

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Description

無夾且無線之半導體晶粒封裝及其製造方法
本發明係有關於無夾且無線之半導體晶粒封裝及其製造方法。
 發明背景
目前具有複數種半導體晶粒封裝。多數半導體封裝使用線將半導體晶粒上的源極及閘極區域與引線框上的源極及閘極引線電連接。複數之其他半導體封裝使用線夾取代線用以對外部終端構成外部連接。該等半導體晶粒封裝通常係視為“無線”封裝。典型的無線封裝包括一附裝至一半導體晶粒的線夾。無線半導體晶粒封裝一般而言係為較佳的，因為就熱連接而言其具有較使用線之半導體晶粒封裝為佳的熱及電氣特性。
儘管線夾接合半導體封裝係為有用的，但仍可進行改良。例如，一問題在於需線夾接合的半導體封裝平台之成本為高。線夾之成本係如引線框之成本般高。再者，線夾接合需要昂貴的定做線夾接合器(clip bonder)及焊膏滴塗器(paste dispenser)系統。線夾接合封裝因而具有極高的材料及製造成本。
線夾接合所存在的另一問題在於線夾與半導體晶粒之間施加焊料量不協調或不均勻。當於一晶粒與一線夾之間使用的焊料量不協調或不均勻時，所完成的封裝會顯現不良的性能。再者，隨著微引線封裝(MLP)組件之特徵尺寸越 作越小，設計受限於蝕刻及半蝕刻框架技術之金屬間餘隙及尺寸容限能力。
本發明之具體實施例能夠個別地且共同地解決上述及其他問題。
 發明概要
本發明之具體實施例係針對半導體晶粒封裝及製造半導體晶粒封裝的方法。本發明之一些具體實施例係針對微引線封裝(MLP)。然而，本發明之具體實施例亦能夠延伸至其他類型之半導體晶粒封裝，諸如小外形(SO)封裝。
本發明之一具體實施例係針對一用以構成一半導體晶粒封裝的方法，該方法包含：獲得一引線框結構其包括至少一具有一引線表面的引線結構；將具有一第一表面及一第二表面的一半導體晶粒黏合至引線框結構，其中半導體晶粒之第一表面大體上係與引線表面齊平以及半導體晶粒之第二表面係與引線框結構耦合；以及在引線表面及半導體晶粒之第一表面上構成一傳導材料層用以將至少一引線結構與半導體晶粒電耦合。
本發明之另一具體實施例係針對一半導體晶粒封裝，其包含：一引線框結構，其包括至少一具有一引線表面的引線結構；一半導體晶粒，其於引線框結構上具有一第一表面及一第二表面，其中半導體晶粒之第一表面大體上係與引線表面齊平以及半導體晶粒之第二表面係與引線框結構耦合；以及一傳導薄膜，其係位在引線表面及半導體晶 粒之第一表面上並將至少一引線結構與半導體晶粒之第一表面耦合。
圖式簡單說明
第1圖係為說明本發明之一具體實施例的一方法的一流程圖。
第2(a)圖係為本發明之一具體實施例的一引線框結構的一側橫截面視圖。
第2(a)’圖係為本發明之一具體實施例的一引線框結構的一俯視圖。
第2(b)圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一半導體晶粒之一側橫截面視圖。
第2(b)’圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一半導體晶粒之一俯視圖。
第2(c)圖係為以一模製材料黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第2(c)’圖係為以一模製材料黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第2(d)圖係為以一模製材料及一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第2(d)’圖係為以一模製材料及一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第2(e)圖係為以一模製材料、一傳導材料層以及一上覆焊膏層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第2(e)’圖係為以一模製材料、一傳導材料層以及一上覆焊膏層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第3圖係為說明本發明之另一具體實施例的一方法的一流程圖。
第4(a)圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一半導體晶粒之一側橫截面視圖。
第4(a)’圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一半導體晶粒之一俯視圖。
第4(b)圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一改良半導體晶粒之一側橫截面視圖。
第4(b)’圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一改良半導體晶粒之一俯視圖。
第4(c)圖係為以一非傳導光罩黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(c)’圖係為以一非傳導光罩黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第4(d)圖係為以一非傳導光罩黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(d)’圖係為以一非傳導光罩黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一俯視圖。
第4(e)圖係為以一非傳導光罩以及供源極連接的一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(e)’圖係為以一非傳導光罩以及供源極連接的一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第4(f)圖係為以一非傳導光罩、供源極連接的一傳導材料層以及供閘極連接的一打線接合黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(f)’圖係為以一非傳導光罩、供源極連接的一傳導材料層以及供閘極連接的一打線接合黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第4(g)圖係為以一非傳導光罩、供源極連接的一傳導材料層、供閘極連接的一打線接合以及覆蓋在半導體封裝上的一囊封劑黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(h)圖係為以一連續帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(h)’圖係為以一連續帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一俯視圖。
第4(i)圖係為以二帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層以及一上覆焊膏黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(i)’圖係為以二帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層以及一上覆焊膏黏合在一引線框結構 上的一改良半導體晶粒的一俯視圖。
第4(j)圖係為以二帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層、一上覆焊膏以及一覆蓋在半導體封裝上的囊封劑黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第5(a)圖係為根據本發明之一具體實施例包含二黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(b)圖係為包含二以一模製材料黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(c)圖係為包含二以一模製材料及一傳導性材料黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(d)圖係為包含二以一模製材料、一傳導性材料層以及一上覆焊膏層黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(e)圖係為包含二以一模製材料、一傳導性材料層、一上覆焊膏層以及一覆蓋半導體封裝的囊封劑黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(f)圖係為包含二以一模製材料、一傳導性材料層以、一上覆焊膏層以及一覆蓋半導體封裝的囊封劑黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一側橫截面視圖。
 較佳實施例之詳細說明
本發明之具體實施例藉由於封裝中完全地、或大體上完全地提供無夾且無線互連而解決上述及其他問題，同時保持線夾接合封裝超越打線接合封裝的優點。該等優點包括低導通電阻(on-resistance)及高載流(current-carrying)能力。
該一封裝之另一優點在於完全或是大體上完全無夾且無線平台之低成本。由於線夾之成本典型地係如引線框結構之成本般高，所以對於半導體封裝而言一無夾封裝顯著地降低平台之材料成本。再者，儘管線夾接合需要昂貴定製的線夾接合器及焊膏滴塗器系統，但本發明僅使用一標準的絲網印刷機(screen printer)。因此，亦能夠降低製造成本。因此，就現行標準封裝而言，亦能夠降低與插入式取代(drop-in replacements)有關的成本。
本發明之一具體實施例的一無線且無夾封裝，未使用或是大體上減少用以將半導體晶粒之電氣元件中輸入及/或輸出終端與相似裝置之引線框結構連接所需的線或線夾結構之數目。於本發明之一具體實施例之一半導體晶粒封裝中，取代線夾或打線接合，半導體晶粒封裝包含一覆蓋引線框結構及半導體晶粒的傳導材料層，用以將引線框結構中至少一引線結構與半導體晶粒中的終端電耦合。
第1圖係為本發明之一具體實施例的一方法的一示範製程流程的一流程圖。流程圖中的每一步驟於以下相關於 第2(a)-2(e)’圖詳加說明。
首先，如第1圖之步驟1(a)所示，提供一引線框結構。“引線框結構”一詞能夠參考源自於或是與一引線框相同的一結構。第2(a)圖係為一引線框結構20的一橫截面視圖，第2(a)’圖係為引線框結構20的一俯視圖。每一引線框結構包括二或更多具有引線表面20(a)的引線，以及一晶粒黏結區域20(b)。引線自晶粒黏結區域20(b)橫向地延伸。一單一引線框結構可包括一閘極引線結構20(c)，以及一源極引線結構20(d)。於第2(a)’圖中，G、S及D之示範性指定稱號分別為閘極、源極及汲極引線指狀件。於最終構成的半導體封裝中，閘極及源極引線指狀件及結構係相互電隔離。
引線框結構20可包含任一適合的材料。示範的引線框結構材料包括諸如銅、鋁、金等金屬以及其之合金。引線框結構亦可包括電鍍層，諸如金、鉻、銀、鈀、鎳等之電鍍層。引線框結構20亦可具有任一適合的厚度，包括小於約1公厘的一厚度(例如，小於約0.5公厘)。
引線框結構能夠使用傳統製程加以蝕刻及/或圖案化，用以將引線框結構之引線或其他部分構形。例如，藉由蝕刻一連續傳導薄片用以構成一預定圖案而能夠構成引線框結構。在蝕刻之前或之後，引線框結構亦能夠加以模鍛，因此引線框結構之一晶粒黏結表面相關於引線框結構之引線的引線表面係為凹壓的。若使用模鍛作業，則引線框結構可為藉由繫桿連接的引線框結構陣列中複數引線框結構的其中之一者。引線框結構陣列亦可經切割用以將引 線框結構自其他引線框結構分離。由於切割作業，於一最終半導體晶粒封裝中一引線框結構之該等部分，諸如一源極引線及一閘極引線可相互地電氣及機械解耦。因此，一引線框結構可為一連續金屬結構或是一斷續的金屬結構。
獲得一引線框結構之後，將至少一半導體晶粒黏合在或附裝至引線框結構，如第1圖之步驟1(b)所示。第2(b)圖顯示半導體晶粒30其具有一第一表面32(a)以及一黏合在引線框結構20上的第二表面32(b)。半導體晶粒30之第二表面32(b)係與引線框結構20之晶粒黏結區域20(b)接近。能夠使用任一適合的黏合劑或焊料，於引線框結構20之晶粒黏結區域20(b)處將半導體晶粒30黏結至引線框結構20。
半導體晶粒30包括一閘極區域30(a)以及一源極區域30(b)位在半導體晶粒30之第一表面32(a)處，以及一位在半導體晶粒30之第二表面32(b)處的汲極區域30(c)。第2(b)’圖之俯視圖中顯示閘極區域30(a)及源極區域30(b)。於本發明之一較佳具體實施例中，半導體晶粒30之第一表面32(a)大體上係與引線框結構20之引線表面20(a)共平面，如第2(b)圖中的虛線所示。
半導體晶粒30可為任一適合的半導體裝置。適合的裝置包括垂直或水平裝置。垂直裝置於晶粒之一側邊處具有至少一輸入部分以及於晶粒之另一側邊處具有一輸出部分，因此電流能夠垂直地流動通過晶粒。水平裝置於晶粒之一側邊處包括至少一輸入部分以及於晶粒之相同側邊處包括至少一輸出部分，因此電流能夠水平地流動通過晶 粒。示範性垂直功率裝置亦揭示於美國專利申請案第6,274,905及6,351,018號中，該二申請案係讓渡與本申請案之相同的受讓人，於此係多用途以全文引用方式併入本案以為參考資料。
垂直功率電晶體包括功率垂直雙擴散金屬氧化物半導體(VDMOS)電晶體以及垂直雙極電晶體。一VDMOS電晶體係為一金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)，具有藉由擴散構成的二或更多半導體區域。其具有一源極區域、一汲極區域以及一閘極。裝置係為垂直的其中源極區域及汲極區域係位在半導體晶粒之相對表面處。閘極可為一槽溝式閘極結構或是一平面閘極結構，並係構成位在與源極區域相同的表面處。槽溝式閘極結構係為較佳的，由於槽溝式閘極結構較窄且佔用較平面閘極結構為小的空間。於作業期間，於一VDMOS裝置中自源極區域流動至汲極區域的電流大體上係與晶粒表面垂直。
以下將相關於在將半導體晶粒30於晶粒黏結區域20(b)處黏結至引線框結構20之後半導體晶粒封裝之製程，進一步地說明本發明之二較佳具體實施例。
I.流程A
在將半導體晶粒30黏結至引線框結構20之後，將一模製材料40構成環繞引線框結構20及晶粒30之至少一部分，用以提供包括引線框結構20以及晶粒30的一模製結構，如第1圖之步驟1(c)所示。與其他結構相較模製結構一般地具有一較低的翹曲及較高的總框架剛性(overall panel rigidity)。如第2(c)圖中所示，模製材料40以一第一表面40(a)及一第二表面40(b)覆蓋引線框結構20。典型地，引線框結構20之至少一表面，諸如引線表面20(a)，大體上係與模製材料40之第一表面40(a)共平面。於第2(c)圖中所示的較佳具體實施例中，半導體晶粒30之第一表面32(a)亦與引線表面20(a)及模製材料40之第一表面40(a)共用一共同平面。於第2(c)’圖中所示的模製結構亦顯示半導體晶粒30之閘極區域30(a)及源極區域30(b)之表面，以及閘極引線結構20(c)及源極引線結構20(d)之表面皆共用一共同平面並係經由模製材料40而暴露。
可使用包括一薄膜或帶狀輔助式轉注模製製程的任一適合的模製製程。例如，於帶狀輔助式、單側模製製程中，引線框結構20及半導體晶粒30係黏合至一帶狀結構的一黏著側。接著將此結合配置在模具之一模具腔室中。接著將模製材料40(液體或是半液體形式)導入位在引線框結構20下方的模製室中，模製材料40向上通過並填注引線框結構20中空隙。模製材料一旦凝固，能夠將帶狀結構、引線框結構20以及模製材料40自加工室中去除。在凝固之前或是之後，將過多的模製材料自與帶狀結構相對的引線框結構20之側邊去除。接著能夠將帶狀結構自引線框結構20及半導體晶粒30分離。與帶狀結構，諸如閘極及源極引線結構20(c)及20(d)以及晶粒區域30(a)及30(b)接觸的引線框結構20及半導體晶粒30之表面，係經由凝固的模製材料40暴露。於其他具體實施例中，能夠使用二模製晶粒以取代一 捲帶輔助製程。
在將引線框結構20及半導體晶粒30以模製材料40模製之後，執行阻止(debar)、殘膠去除(deflash)及去除(dejunk)製程。為業界所熟知的殘膠去除(deflash)及去除(dejunk)製程係用以去除過多的模製材料。
模製材料40可為用於模製作業的任一適合材料，諸如聯苯基材料及多功能、交聯環氧樹脂複合材料。假若引線框結構20之閘極及源極引線結構20(c)及20(d)並未橫向地向外延伸超過模製材料40，則半導體封裝可視為一“無引線(leadless)”封裝。假若引線框結構20之閘極及源極引線結構20(c)及20(d)延伸超過模製材料40，則半導體封裝可視為一“引線(leadless)”封裝。
在將半導體晶粒30黏結至引線框結構20之後，半導體晶粒30之第一(頂部)表面32(a)及/或第二(底部)表面32(b)係與引線框結構之傳導區域電耦合，諸如閘極及源極引線結構20(c)及20(d)。典型地，半導體晶粒30與引線框結構之傳導部分已打線接合在一起。可任擇地，使用傳導線夾將半導體晶粒30與引線框結構20之傳導部分電耦合。然而，本發明之較佳具體實施例完全排除對於打線接合或傳導線夾的需求。
於本發明之具體實施例中，替代地，藉由傳導材料之一傳導薄膜或層覆蓋經由模製材料40露出的半導體晶粒30及引線框結構20之該等部分，提供介於半導體晶粒30與閘極及源極引線結構20(c)及20(d)之間的電連接，如第1圖之 步驟1(d)所示。根據第2(d)圖中所示的較佳具體實施例中，一傳導材料50薄膜或層塗佈具共用一共同平面的引線框結構20及半導體晶粒30之暴露表面的模製結構。傳導材料50具有一外部第一表面50(a)及一與引線框結構20、半導體晶粒30及模製材料40接觸的第二表面50(b)。於一些具體實施例中，傳導材料50可構成一第一傳導層。
傳導材料50薄膜或層能夠構成為不同的形式。示範的薄膜形成製程包括絲網印刷、蒸氣沉積、滾輪塗佈、旋轉塗佈等。亦能夠使用加成法(additive process)或減成法(substractive process)。於一示範具體實施例中，在沉積或是通過一光罩而施加傳導材料50之前，將一模製結構配置在一工作表面或捲帶上。如第1圖之步驟1(e)所示，接著將傳導材料50固化。當傳導材料50凝固時，接著將光罩自模製結構去除或剝離。事先由光罩所覆蓋的引線框結構20之該等部分不受傳導材料50影響，並因而經由凝固的傳導材料50露出。藉由絲網印刷而暴露的半導體晶粒30與引線框結構20之該等部分，包括源極引線結構20(d)之一部分以及半導體之源極區域30(b)的一部分，如第2(d)’圖中所示。半導體晶粒30與源極引線結構20(d)之暴露部分能夠容許接續的錫膏印刷或電鍍，直接地黏結至在傳導材料50下方的表面，並因而固定在傳導材料50上。如此將增加可靠性及降低電氣連接的電阻，並亦增加傳導跡線的橫截面。
於本發明之一具體實施例中，使用傳導材料50作為供接續錫膏印刷及/或電鍍所用的一種晶層或是黏合層。如第 1圖之步驟1(f)-1(h)所示，接續的錫膏印刷、焊料回流及電鍍製程能夠進一步改良半導體晶粒30與閘極及源極引線結構20(c)及20(d)之間接觸的電氣性能。第2(e)及2(e)’圖中顯示接續利用焊膏的印刷作業。焊膏60覆蓋範圍係較傳導材料50為大，因此焊膏60能夠固定在傳導材料50上並提供一更為可靠的電氣連接。於一些具體實施例中，焊膏60層可構成一第二傳導層。如圖所示，具有分別與閘極及源極連接相對應的二分離焊料區域。
傳導材料50層及焊膏60層可為任一適合的厚度。例如，於一些具體實施例中，傳導材料50層之厚度可小於約50微米。於一些具體實施例中，焊膏60層之厚度可小於約100微米。
傳導材料50層、接續的焊膏60及/或電鍍的覆蓋範圍可較引線框20、半導體晶粒30及模製材料40之模製結構的尺寸為小，用以維持環繞半導體封裝之邊緣的一暴露模。於電路板黏合期間，如此能夠防止橋接(solder bridging)發生。
在半導體晶粒30藉由傳導材料50層及接續的焊膏60及/或電鍍層而與閘極及源極電耦合之後，將一囊封材料(未顯示)沉積覆蓋整個半導體晶粒封裝用以保護其之組件。囊封材料可包含與前述模製材料相同或是不同類型的材料，諸如聯苯材料以及多功能交聯環氧樹脂複合材料。於一些具體實施例中，囊封材料可與模製材料不同。可使用任一適合的囊封材料。
II.流程B
第3圖係為圖示本發明之一可任擇較佳具體實施例的一示範流程的一流程圖。流程圖中的每一步驟將於以下相關於第4(a)-4(j)’圖進一步地詳加說明。
第4(a)及4(a)’圖顯示與上述詳細說明的流程A製程步驟相同的流程步驟提供一引線框結構20，如步驟3(a)所示，並將一半導體晶粒30黏結在引線框結構20上，如步驟3(b)所示。半導體晶粒30具有一第一表面32(a)以及一第二表面32(b)，第二表面32(b)與引線框結構20接近並且第一表面32(a)與引線表面20(a)具有一共用平面。第4(b)及4(b)’圖顯示使用一改良半導體晶粒的本發明之另一具體實施例，用以增加閘極及源極至晶粒邊緣餘隙。第4(b)’圖顯示改良半導體晶粒30之改良閘極及源極區域38。
在將半導體晶粒30黏結至引線框結構20之後，並未執行於流程A中如第2(c)圖中所示詳述之模製步驟。替代地，第3圖之步驟3(c)顯示介於半導體晶粒30與引線框結構20之間的間隙係藉由一非傳導材料加以覆蓋。此步驟可藉由印刷一阻焊層(solder mask)，或是配置一捲帶或是黏著劑覆蓋介於引線表面20(a)與半導體晶粒之第一表面32(a)間的間隙，如於第4(c)-4(d)圖中所示。非傳導材料70防止接續傳導材料流經介於引線框結構之表面20(a)與半導體晶粒30之間的間隙。
於第4(c)及4(c)’圖中所示的具體實施例中，焊接遮罩、非傳導材料70覆蓋介於源極引線結構20(d)與半導體晶粒30之源極區域30(b)間的間隙。此方法容許使用現行的半導體 晶粒。於第4(d)及4(d)’圖中顯示的另一具體實施例，顯示第4(b)及4(b)’圖之改良半導體晶粒。就改良的半導體晶粒具體實施例中，焊接遮罩、非傳導材料70覆蓋改良閘極及源極區域38。
在分配或是施加焊接遮罩或非傳導材料70之後，將一傳導材料印刷並固化覆蓋半導體封裝，如第3圖中步驟3(d)及3(e)所示。第4(e)及4(e)’圖顯示傳導材料80層提供介於引線框結構20與半導體晶粒30之間的源極連接。沉積或施加一傳導材料80覆蓋源極引線表面20(d)、非傳導材料70及半導體晶粒30之源極區域30(b)，提供引線與半導體晶粒之間的電氣連接。傳導材料80可為任一材料並係藉由先前所述針對流程A中傳導材料50薄膜或層的任一方法而構成。
於本發明之一具體實施例中，藉由打線接合提供閘極連接。例如，於第4(f)及4(f)’圖中顯示的打線接合82將半導體晶粒30之閘極區域30(a)與引線框結構20之閘極引線結構20(c)電連接。於一可任擇的具體實施例中，藉由一傳導材料84薄膜或層提供此閘極連接，如第4(h)’圖中所示，取代打線接合82。
第4(h)-4(i)’圖顯示具有改良閘極及源極區域38的改良半導體結構。於第4(h)及4(h)’圖中所示改良半導體結構的具體實施例中，於橫越閘極引線結構20(c)及源極引線結構20(d)的一單一帶條中施加非傳導層72或黏著劑。於第4(i)及4(i)’圖中所示改良半導體結構的另一具體實施例中，於二帶條74(a)及74(b)中施加非傳導層或黏著劑。非傳導帶條 74(a)覆蓋介於閘極引線結構20(c)與半導體閘極區域30(a)之間的間隙，以及非傳導帶條74(b)覆蓋介於源極引線結構20(d)與半導體源極區域30(b)之間的間隙。
針對一些具體實施例，第3圖之步驟3(f)及3(g)顯示能夠在傳導材料上方將一焊膏印刷並接續地流回用以增強半導體封裝之電氣特性。覆蓋源極及閘極連接的焊膏將降低傳導跡線電阻並增加電流處理能力。第4(i)-4(i)’圖顯示焊膏90係直接地施加覆蓋在傳導材料80薄膜或層上。
於本發明之一具體實施例中，傳導材料80係使用作為一種晶層或是黏著層供接續焊膏印刷製程所用。如第4(i)’圖中顯示焊膏90的覆蓋範圍亦可較傳導材料80為大，因此焊膏90能夠固定在傳導材料80上。如此將產生一可靠且低電阻的連接。
最後，一囊封劑100能夠如第4(g)圖中所示，針對具有一打線接合82之閘極連接的具體實施例，以及於第4(j)圖所示針對具一傳導材料84層之閘極連接的具體實施例覆蓋半導體封裝。就具體實施例A而言，囊封材料包含與模製材料相同或是不同類型的材料，諸如聯苯材料以及多功能交聯環氧樹脂複合材料。
第5(a)-5(e)圖顯示根據流程A提供一多晶粒平台的一具體實施例之製程步驟。例如，第5(a)圖顯示一引線框結構，其中二半導體晶粒黏結在引線框結構之不同側邊上。閘極引線結構係配置位在晶粒之雙側邊上，200(a)及200(b)處。源極引線結構亦係位在晶粒之雙側邊處，202(a)及 202(b)。半導體晶粒204係與200(a)及202(a)之閘極與源極引線結構連接，以及半導體晶粒206係與200(b)及202(b)之閘極與源極引線結構連接。以G及S分別表示的閘極及源極引線指狀件位在引線框結構之雙側邊上。
於第5(b)圖中，一模製材料208覆蓋引線框結構與半導體晶粒204及206之該等部分。根據流程A，部分之引線框結構200(a)及202(a)係為暴露的，如同部分之半導體晶粒204及206。第5(c)圖顯示一傳導材料層210其係以與流程A中說明的相同方式經印刷並固化覆蓋半導體封裝。第5(d)圖顯示一電鍍層212覆蓋該傳導材料層210。第5(e)圖顯示半導體晶粒具有一例如囊封劑214的保護材料層覆蓋該電鍍層212。第5(f)圖顯示在第5(a)-5(e)圖中顯示的整個製程步驟之半導體晶粒封裝的所有層之一橫截面。於第5(f)圖中，位在半導體晶粒封裝底部處係為暴露的汲極連接，以代表符號216標示。
已於此使用的用語及措辭係使用作為說明之用語且不具限制性，並且不意欲使用除了所示並說明的特徵之等效性，或其之該等部分之外的該等用語及措辭，應確認的是能夠進行不同的修改而涵蓋於本發明之申請專利範圍的範疇內。再者，本發明之任一具體實施例之任一或更多特性，能夠與本發明之任一其他具體實施例的任一或或更多其他特性結合，不致背離本發明之範疇。
上述提及的所有專利申請案、專利及公開案於此針對多用途以全文引用方式併入本案以為參考資料。無一者被 認可為先前技術。
G‧‧‧閘極引線指狀件
S‧‧‧源極引線指狀件
D‧‧‧汲極引線指狀件
20‧‧‧引線框結構
20(a)‧‧‧引線表面
20(b)‧‧‧晶粒黏結區域
20(c)‧‧‧閘極引線結構
20(d)‧‧‧源極引線結構
30‧‧‧半導體晶粒
30(a)‧‧‧閘極區域
30(b)‧‧‧源極區域
30(c)‧‧‧汲極區域
32(a)‧‧‧第一表面
32(b)‧‧‧第二表面
38‧‧‧閘極及源極區域
40‧‧‧模製材料
40(a)‧‧‧第一表面
40(b)‧‧‧第二表面
50‧‧‧傳導材料
50(a)‧‧‧第一表面
50(b)‧‧‧第二表面
60‧‧‧焊膏
70‧‧‧非傳導材料
72‧‧‧非傳導層
74(a),74(b)‧‧‧帶條
80‧‧‧傳導材料
82‧‧‧打線接合
84‧‧‧傳導材料
90‧‧‧焊膏
100‧‧‧囊封劑
200(a),200(b)‧‧‧側邊
202(a),202(b)‧‧‧側邊
204,206‧‧‧半導體晶粒
208‧‧‧模製材料
210‧‧‧傳導材料層
212‧‧‧電鍍層
214‧‧‧囊封劑
216‧‧‧汲極連接
第1圖係為說明本發明之一具體實施例的一方法的一流程圖。
第2(a)圖係為本發明之一具體實施例的一引線框結構的一側橫截面視圖。
第2(a)’圖係為本發明之一具體實施例的一引線框結構的一俯視圖。
第2(b)圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一半導體晶粒之一側橫截面視圖。
第2(b)’圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一半導體晶粒之一俯視圖。
第2(c)圖係為以一模製材料黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第2(c)’圖係為以一模製材料黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第2(d)圖係為以一模製材料及一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第2(d)’圖係為以一模製材料及一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第2(e)圖係為以一模製材料、一傳導材料層以及一上覆焊膏層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第2(e)’圖係為以一模製材料、一傳導材料層以及一上 覆焊膏層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第3圖係為說明本發明之另一具體實施例的一方法的一流程圖。
第4(a)圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一半導體晶粒之一側橫截面視圖。
第4(a)’圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一半導體晶粒之一俯視圖。
第4(b)圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一改良半導體晶粒之一側橫截面視圖。
第4(b)’圖係為黏合在本發明之一具體實施例的一引線框結構上的一改良半導體晶粒之一俯視圖。
第4(c)圖係為以一非傳導光罩黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(c)’圖係為以一非傳導光罩黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第4(d)圖係為以一非傳導光罩黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(d)’圖係為以一非傳導光罩黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一俯視圖。
第4(e)圖係為以一非傳導光罩以及供源極連接的一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(e)’圖係為以一非傳導光罩以及供源極連接的一傳 導材料層黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第4(f)圖係為以一非傳導光罩、供源極連接的一傳導材料層以及供閘極連接的一打線接合黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(f)’圖係為以一非傳導光罩、供源極連接的一傳導材料層以及供閘極連接的一打線接合黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一俯視圖。
第4(g)圖係為以一非傳導光罩、供源極連接的一傳導材料層、供閘極連接的一打線接合以及覆蓋在半導體封裝上的一囊封劑黏合在一引線框結構上的一半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(h)圖係為以一連續帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(h)’圖係為以一連續帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一俯視圖。
第4(i)圖係為以二帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層以及一上覆焊膏黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第4(i)’圖係為以二帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層以及一上覆焊膏黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一俯視圖。
第4(j)圖係為以二帶條的非傳導光罩、供源極及閘極連接的一傳導材料層、一上覆焊膏以及一覆蓋在半導體封裝上的囊封劑黏合在一引線框結構上的一改良半導體晶粒的一側橫截面視圖。
第5(a)圖係為根據本發明之一具體實施例包含二黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(b)圖係為包含二以一模製材料黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(c)圖係為包含二以一模製材料及一傳導性材料黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(d)圖係為包含二以一模製材料、一傳導性材料層以及一上覆焊膏層黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(e)圖係為包含二以一模製材料、一傳導性材料層、一上覆焊膏層以及一覆蓋半導體封裝的囊封劑黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一俯視圖。
第5(f)圖係為包含二以一模製材料、一傳導性材料層以、一上覆焊膏層以及一覆蓋半導體封裝的囊封劑黏合在一引線框結構上的半導體晶粒的一多晶粒平台之一側橫截面視圖。
1(a)‧‧‧提供引線框
1(b)‧‧‧黏結晶粒
1(c)‧‧‧將引線框結構及晶粒封膠
1(d)‧‧‧印刷傳導材料
1(e)‧‧‧將傳導材料50固化
1(f)‧‧‧印刷焊膏
1(g)‧‧‧焊膏回流
1(h)‧‧‧電鍍

Claims (17)

  1. 一種用以構成半導體晶粒封裝的方法，該方法包含：取得一引線框結構，其包括至少一具有一引線表面的引線結構；將具有一第一表面及一第二表面的一半導體晶粒黏合至該引線框結構，其中該半導體晶粒之第一表面大體上係與該引線表面齊平並且該半導體晶粒之第二表面係與該引線框結構耦合；以及在該引線表面及該半導體晶粒之第一表面上構成一傳導材料層用以將該至少一引線結構與該半導體晶粒電耦合。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含模製一環繞該引線框結構及該半導體晶粒之至少一部分的模製材料，其中該引線表面及該半導體晶粒之第一表面係在模製之後經由該模製材料而暴露出。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含將一非傳導材料之光罩配置在該引線框結構上覆蓋介於該至少一引線結構與該半導體晶粒之間的一間隙。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含構成一焊膏層覆蓋該傳導材料層。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含使用電鍍而在該傳導材料層上構成一第二傳導層。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含使用電鍍而在該傳導材料層上構成一第二傳導層以及在該第二傳 導層上構成一保護材料層。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該引線框結構包含一晶粒黏結墊用以承接該半導體晶粒之第二表面並且該至少一引線結構係與晶粒黏結區域絕緣地分離開。
  8. 一種半導體晶粒封裝，其包含：一引線框結構，其包括至少一具有一引線表面的引線結構；一半導體晶粒，其位於該引線框結構上且具有一第一表面及一第二表面，其中該半導體晶粒之第一表面大體上係與該引線表面齊平並且該半導體晶粒之第二表面係與該引線框結構耦合；以及一傳導薄膜，其係位在該引線表面及該半導體晶粒之第一表面上並將該至少一引線結構與該半導體晶粒之第一表面耦合。
  9. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其進一步包含覆蓋該引線框結構及該半導體晶粒之一模製材料，其中該半導體晶粒包含一垂直功率裝置。
  10. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其進一步包含覆蓋該引線框結構及該半導體晶粒之一模製材料，其中該半導體晶粒封裝之邊緣係經由該模製材料而暴露出。
  11. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其進一步包含一位在該引線框結構上的非傳導材料之光罩，其覆蓋介於該至少一引線結構與該半導體晶粒之間的一間隙。
  12. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其進一步包含一位在該引線框結構上的非傳導材料層，其覆蓋介於該至少一引線結構與該半導體晶粒之間的一間隙，其中該非傳導材料係為一焊接遮罩。
  13. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其中該半導體晶粒之第一表面包含至少一閘極區域及至少一源極區域。
  14. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其中該半導體晶粒之第二表面包含至少一汲極區域。
  15. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其中該半導體晶粒包含至少一閘極區域及至少一源極區域，並且該閘極區域係打線接合至該至少一引線結構。
  16. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其中該半導體晶粒包含一功率金屬氧化半導體場效電晶體(MOSFET)。
  17. 如申請專利範圍第8項之半導體晶粒封裝，其中該引線框結構包含一晶粒黏結墊用以承接該半導體晶粒之第二表面並且該至少一引線結構係與晶粒黏結區域絕緣地分離開。
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