專利名稱：半導(dǎo)體部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體部件，更特別地，涉及半導(dǎo)體部件封裝。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體部件制造商一直不懈地致力于在降低制造成本的同時提高其產(chǎn)品的性能。半導(dǎo)體部件制造中成本最密集的部分是封裝那些含有半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，分立的半導(dǎo)體器件和集成電路都是由半導(dǎo)體晶片制造而成的，然后它們被切單或切片制造成半導(dǎo)體芯片。典型地，用焊料單元片粘附材料(solder dieattach material)將一個或多個半導(dǎo)體芯片安裝在一個支持基片如金屬引線框上，并用模制化合物(mold compound)密封以提供保護，免受環(huán)境和物理應(yīng)力的影響。
用焊料單元片粘附材料將半導(dǎo)體芯片粘附在金屬引線框上的一個缺點是，在后續(xù)處理步驟期間產(chǎn)生的熱量會導(dǎo)致焊料單元片粘附材料從半導(dǎo)體芯片下面擴散或者流出。這會導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片傾斜或旋轉(zhuǎn)偏離其在引線框上的期望位置。半導(dǎo)體芯片傾斜會在單元片粘附材料較薄的局部區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力區(qū)，從而導(dǎo)致芯片破裂。而且，半導(dǎo)體芯片旋轉(zhuǎn)離開其理想位置會在絲線焊接形成期間產(chǎn)生對準(zhǔn)問題。
另一個缺點是，模制化合物或包封材料不能與單元片粘附材料良好粘附。單元片粘附材料占據(jù)更多的引線框表面積，導(dǎo)致模制化合物從引線框剝離，從而在單元片粘附材料、半導(dǎo)體芯片、封裝及其組合中產(chǎn)生裂紋。解決剝離問題的一個方法是在引線框上安裝更小的半導(dǎo)體芯片，借此增加引線框可用于結(jié)合模制化合物的總表面積。然而，這種方法對空間的使用不充分，并會增加半導(dǎo)體部件的成本。
因此，需要有一種半導(dǎo)體部件及制造該半導(dǎo)體部件的方法，其能夠提高密封材料與支持基片的粘附。提高半導(dǎo)體制造處理的成本和時間效率對于半導(dǎo)體部件和制造半導(dǎo)體部件的方法而言是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種具有鎖模結(jié)構(gòu)(mold lock feature)的半導(dǎo)體部件和用于制造該半導(dǎo)體部件的方法滿足了前述需要。根據(jù)一個實施例，本發(fā)明包括一個具有第一和第二主表面的基片。一個半導(dǎo)體芯片與基片的第一主表面耦連，并且至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)與基片或半導(dǎo)體芯片的至少其中一個耦連，其中至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)的主要功能是提高半導(dǎo)體部件的機械完整性。密封劑與至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)耦連。
根據(jù)另一個實施例，本發(fā)明包括一個半導(dǎo)體部件，其包括一個導(dǎo)電基片，該基片具有一個表面和一個與該表面耦連的半導(dǎo)體芯片。一個位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體芯片或?qū)щ娀械闹辽僖粋€耦連，其中位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)的主要作用是提高半導(dǎo)體部件的機械完整性。密封材料與位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)耦連。
根據(jù)另外一個實施例，本發(fā)明包括一種用于封裝半導(dǎo)體芯片的方法，其包括提供一個具有一個主表面的支持基片，和將一個半導(dǎo)體芯片與該主表面耦連。一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)與支持基片耦連，其中該位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)的主要功能是提高已封裝半導(dǎo)體芯片的機械完整性。在鎖定結(jié)構(gòu)上布置密封劑。


通過聯(lián)系附圖閱讀下面的詳細說明將能夠更好地理解本發(fā)明，其中相似的指代數(shù)字指示相似的元件，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例處于制造早期階段的半導(dǎo)體部件一部分的頂視圖；圖2是在制造的較后階段圖1的半導(dǎo)體部件沿剖面線2-2的剖面?zhèn)纫晥D；
圖3是在制造的較后階段圖1的半導(dǎo)體部件沿剖面線3-3的剖面?zhèn)纫晥D；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在制造的早期階段半導(dǎo)體部件一部分的頂視圖；圖5是在制造的較后階段圖4的半導(dǎo)體部件沿剖面線5-5的剖面?zhèn)纫晥D；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在制造的早期階段半導(dǎo)體部件一部分的頂視圖；圖7是在制造的較后階段圖6的半導(dǎo)體部件沿剖面線7-7的剖面?zhèn)纫晥D；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在制造的早期階段半導(dǎo)體部件一部分的頂視圖；圖9是在制造的較后階段圖8的半導(dǎo)體部件沿剖面線9-9的剖面?zhèn)纫晥D；圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在制造的早期階段半導(dǎo)體部件一部分的頂視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在制造的早期階段半導(dǎo)體部件一部分的頂視圖；圖12是在制造的較后階段圖11的半導(dǎo)體部件沿剖面線12-12的剖面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式
總體上，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體部件，其具有一個或多個用于鎖定或提高密封材料，也稱作密封劑，與支持基片及安裝在支持基片上的元件的粘附的結(jié)構(gòu)。此外，該半導(dǎo)體部件還可以包括一個或多個對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，從而便于對準(zhǔn)支持基片上的有源或無源元件。該半導(dǎo)體部件包括一個支持基片，例如具有一個具有芯片接收區(qū)的表面的引線框。在芯片接收區(qū)上安裝一個半導(dǎo)體芯片，并且在支持基片上形成密封材料并從支持基片向上延伸。該密封材料覆蓋半導(dǎo)體芯片及支持基片的一部分。適用于密封材料的材料包括模制化合物，液態(tài)密封劑如液態(tài)鋼等。根據(jù)一個實施例，從具有芯片接收區(qū)的支持基片的表面向上伸出一個或多個突起。這些突起可以是接合絲線(bonding wire)，耦連成針腳式接合構(gòu)造(stitch bond configuration)的接合絲線，耦連成帶狀接合構(gòu)造的導(dǎo)電條帶，或用絲線接合工具形成的柱。接合絲線也稱作絲線接合。這些突起增加了用于接合的表面積，借此防止密封劑從支持基片及安裝在支持基片上的元件剝離。這樣，突起用作鎖定結(jié)構(gòu)。因為鎖定結(jié)構(gòu)的位置不固定，所以鎖定結(jié)構(gòu)也稱作位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)或位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)。此外，鎖定結(jié)構(gòu)能夠用作對準(zhǔn)輔助物，用于定位支持基片上的元件，例如半導(dǎo)體芯片、電阻器、電容器、電感器等，并限制或防止元件在高溫處理期間由于單元片粘附材料液化導(dǎo)致的遷移或移動。
應(yīng)當(dāng)注意，位置可適變的或位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)并不直接有助于半導(dǎo)體部件的電功能性或電路功能性。本發(fā)明的優(yōu)點在于，至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)或位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)的主要功能是提高半導(dǎo)體部件的機械完整性。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在制造半導(dǎo)體部件10時使用的支持基片12的一部分。作為實例，支持基片12是一個導(dǎo)電基片，例如具有多個彼此分別通過垂直或水平連接桿(tie-bar)16和18相互耦連的部件區(qū)14的引線框。每個部件區(qū)14包括一個標(biāo)記或單元片粘附區(qū)20和引線或焊接墊部分22和23。根據(jù)一個實施例，標(biāo)記20是一個四邊形結(jié)構(gòu)，具有基本上平行的兩邊24和26及基本上平行的兩邊28和30，其中邊24和26基本上與邊28和30垂直。標(biāo)記20的形狀不是本發(fā)明的限制，也就是，它可以具有四邊形之外的形狀。適合于引線框12的材料包括銅、銅合金(例如TOMAC4，TAMAC5，2ZFROFC或CDA194)、銅鍍鐵/鎳合金(例如鍍銅合金42)、鍍鋁、鍍塑料或類似物。電鍍材料包括但不僅限于銅、銀、多層電鍍材料例如鎳鈀和金等。盡管基片12是作為引線框加以描述的，但是應(yīng)當(dāng)理解，這并不是本發(fā)明的限制。其它適用于支持基片12的材料包括環(huán)氧樹脂-玻璃復(fù)合物、FR-4、陶瓷、印刷電路板等。
根據(jù)一個實施例，通過單元片粘附材料35將至少一個半導(dǎo)體芯片34固定在每個標(biāo)記20上，該半導(dǎo)體芯片包括源電極36、漏電極38和柵電極40。半導(dǎo)體芯片34的源和漏電極36和38以及單元片粘附材料35分別在圖2中被進一步圖示。半導(dǎo)體芯片34包括一個有源電路元件，例如功率金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、雙極晶體管、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、絕緣柵場效應(yīng)晶體管(IGFET)、半導(dǎo)體閘流管、二極管、傳感器、模擬集成電路、數(shù)字集成電路等。選擇地，半導(dǎo)體芯片34可以包括無源電路元件，例如電阻器、電容器、電感器等。根據(jù)一個實施例，半導(dǎo)體芯片34是一個功率MOSFET器件。
半導(dǎo)體固定結(jié)構(gòu)42將半導(dǎo)體芯片34與引線部分22耦連。導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42還稱作夾子(clip)或扣帶(strap)。導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42包括，例如，剛性銅或銅合金，并可選擇地電鍍銀，從而用焊料或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂作為粘附材料固定在引線框12或半導(dǎo)體芯片34上。接合絲線43將柵電極40與引線部分23耦連。
位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44固定到標(biāo)記20鄰近邊24的一部分，且位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)46固定到標(biāo)記20鄰近邊30的一部分。根據(jù)一個實施例，位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44是一個耦連成針腳式接合構(gòu)造的接合絲線。該構(gòu)造通常稱作針腳式絲線接合(stitch wire bond)。作為實例，位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44具有一個與標(biāo)記20的區(qū)域51耦連的末端44A，和一個與標(biāo)記20的區(qū)域53耦連的相對末端44D。盡管這里顯示位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44在四個位置處(用指代符44A，44B，44C和44D表示)被針腳式接合或焊接在支持基片12，但是應(yīng)當(dāng)理解，這并不是本發(fā)明的限制。構(gòu)成位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44的絲線能夠包括單個針腳、兩個針腳、三個針腳或多個針腳。
位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)46固定到標(biāo)記20鄰近邊30的一部分。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)46是一個接合絲線。位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)46具有一個與標(biāo)記20的區(qū)域57耦連的末端46A，和與標(biāo)記20的區(qū)域59耦連的相對末端46B。適用于位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46的材料包括金、鋁、銅等。盡管這里描述位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46基本上分別與邊24和30平行，但是這并不是本發(fā)明的限制。可以有一個、兩個、三個或多個接合絲線固定于標(biāo)記20，它們固定的取向可以不是基本上與標(biāo)記的邊平行。例如，在標(biāo)記20上可以形成兩個接合絲線，其中一個相對于由相交的兩邊24和28形成的角斜置，另一個相對于由邊26和30形成的角斜置。選擇地，在標(biāo)記20上可以形成多個彼此平行的接合絲線。在另外一個選擇中，一個或多個接合絲線的一個末端固定在標(biāo)記20上，相對末端固定在連接桿上。
根據(jù)另一個實施例，一個或者兩個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46都非?？拷雽?dǎo)體芯片34放置，也就是說，位于距半導(dǎo)體芯片34大約254微米(大約10密耳)的范圍內(nèi)。根據(jù)另一個實施例，一個或者兩個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46都位于距半導(dǎo)體芯片34大約25.4微米(1密耳)的范圍內(nèi)。將位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46布置成與半導(dǎo)體芯片34非常接近限制了半導(dǎo)體芯片34在高溫處理步驟期間的遷移或移動，在該期間單元片粘附材料35可能液化并從半導(dǎo)體芯片34下面流出。在將半導(dǎo)體芯片34安裝在標(biāo)記20之前形成位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46，它們不僅有助于限制半導(dǎo)體芯片34的移動，還能夠用作將半導(dǎo)體芯片34定位在標(biāo)記20的對準(zhǔn)輔助物。因此，位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46在后續(xù)處理步驟期間可以用作對準(zhǔn)輔助物，因此也稱作粘附和對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。因為位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)可提高密封劑如模制化合物與基片12和半導(dǎo)體芯片34的粘附，所以它們也稱作密封粘附促進結(jié)構(gòu)(encapsulating adhesion-promotion feature)。半導(dǎo)體芯片34可以在形成位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46之前或之后安裝在標(biāo)記20上。
應(yīng)當(dāng)理解，區(qū)域70、72、74、76、78和80是延伸穿過支持基片12的開孔。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例在制造的較后階段半導(dǎo)體部件10的一部分的剖面?zhèn)纫晥D。圖2所示的是在用模制化合物54密封之后并且在切單成單個半導(dǎo)體部件10之后，其中一個部件區(qū)域14沿圖1的剖面線2-2的剖面?zhèn)纫晥D。圖2進一步圖示了半導(dǎo)體芯片34的源極36和漏極38以及單元片粘附材料35。源極36優(yōu)選地含有可焊接的導(dǎo)電材料，例如鋁、鋁合金等。漏極38優(yōu)選地含有可焊接的導(dǎo)電材料，例如一層或多層鈦-鎳-銀(TiNiAg)、鉻-鎳-金(CrNiAu)等。
漏極38通過單元片粘附材料35與引線框12耦連。導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42的部分45通過導(dǎo)電固定層37固定在源極36，導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42的部分47與引線22耦連。作為實例，部分45通過單元片粘附材料37與源極36耦連，部分47通過焊接粘附材料39與引線部分22耦連。適用于固定層35、37和39的材料包括焊料、高導(dǎo)電環(huán)氧樹脂材料如CEL9750 HFLO(AL3)環(huán)氧樹脂、CEL9210 HFLO(AL2)環(huán)氧樹脂(CLE9000系列環(huán)氧樹脂均可從Hitachi Chemical獲得)、EMF 760a環(huán)氧樹脂(可以從Sumitomo Plastics America獲得)等。用于將導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與半導(dǎo)體芯片34和引線部分22耦連的材料并不是本發(fā)明的限制。
此外，圖2圖示了與標(biāo)記20、邊28和開孔70的區(qū)域57耦連的位置可適變鎖定結(jié)構(gòu)46的末端46A。
圖3是在制造的較后階段半導(dǎo)體部件10的一部分沿圖1的剖面線3-3的剖面?zhèn)纫晥D。圖3所示的是在用模制化合物54密封之后并且在切單成單個半導(dǎo)體部件10之后，用針腳式接合將接合絲線44與支持基片12耦連的剖面?zhèn)纫晥D。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會意識到，在針腳式接合期間，接合絲線44的末端區(qū)域44A和44D以及中心部分44B和44C與支持基片12接合。優(yōu)選地，末端區(qū)域44A和44D以及中心區(qū)域44B和44C利用熱壓縮接合技術(shù)接合在支持基片12上。在將接合絲線44從絲線接合工具分離的處理中，形成接合絲線的尖端或尾端44E和44F。尖端44E和44F從支持基片12延伸出來，并提供粘附密封材料可接合的額外的表面積。
根據(jù)一個其中密封材料54是模制化合物的實施例，引線框12被布置在一個塑封空穴(未顯示)內(nèi)，并且模制化合物被注射進入該塑封空穴。優(yōu)選地，模制化合物覆蓋標(biāo)記20的暴露部分、引線22和23、半導(dǎo)體芯片34的暴露部分、以及位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46，其中鎖定結(jié)構(gòu)44和46增加可接合模制化合物的表面積。本發(fā)明的一個優(yōu)點是，通過增大接合絲線的直徑，能夠進一步增加位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)44和46的表面積。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在制造半導(dǎo)體部件100時使用的具有多個部件區(qū)域14的支持基片12的一部分的頂視圖。半導(dǎo)體部件100在圖5中有進一步的圖示。在圖4所示的制造階段，半導(dǎo)體部件100包括具有標(biāo)記20和引線22的引線框12，與標(biāo)記20耦連的半導(dǎo)體型34，通過導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與半導(dǎo)體芯片34耦連的引線22，和通過接合絲線43與引線23耦連的柵電極40。
優(yōu)選地，半導(dǎo)體部件100具有一個或多個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)102，該固定結(jié)構(gòu)包括接合絲線的末端或截線。位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)102能夠用絲線接合工具形成，其中接合絲線在接合絲線的末端附近折斷從而形成絲線柱102。絲線柱102也稱作柱、截線或突起?，F(xiàn)在參考圖5并且根據(jù)一個實施例，絲線柱102形成從引線框12延伸的突起，該突起包括一個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)103，截斷的絲線105從那里延伸出來。根據(jù)另一個實施例，絲線柱102由基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)103構(gòu)成，也就是，接合絲線在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)103處截斷，從而不形成截斷的絲線。絲線柱102增加了可接合模制化合物54的表面積。適用于絲線柱102的材料包括金、鋁、銅等。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在半導(dǎo)體部件130的制造中使用的具有多個部件區(qū)域14的支持基片12的一部分的頂視圖。半導(dǎo)體部件130在圖7中有進一步的圖示。在圖6所示的制造階段，半導(dǎo)體部件130包括具有標(biāo)記20的引線框12、引線22和23、與標(biāo)記20耦連的半導(dǎo)體芯片34、通過導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與引線22耦連的源極36、和通過接合絲線43與引線23耦連的柵電極40。半導(dǎo)體部件130包括一個或多個包括絲線接合于支持基片12的絲線柱的位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖6和7的實施例，絲線柱132在支持基片12上鄰近在切單步驟期間將被切鋸的部分形成。絲線柱132的數(shù)目和位置不是本發(fā)明的限制。與圖4和5的絲線柱102相似，絲線柱132形成從引線框12延伸出來的突起，該突起包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)133，其中截斷的絲線135從該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)延伸出來。根據(jù)另一個實施例，絲線柱132由基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)103構(gòu)成，也就是，接合絲線在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)103截斷，從而不形成截斷的絲線。絲線柱132增加了可接合模制化合物54的表面積。適合于絲線柱132的材料包括金、鋁、銅等。
圖7是在制造的較后階段，圖6的半導(dǎo)體部件130的一部分的剖面?zhèn)纫晥D。圖7所示的是在用模制化合物54密封之后并且在切單成單個半導(dǎo)體部件130之后，其中一個部件區(qū)14沿圖6的剖面線7-7的剖面?zhèn)纫晥D。
與圖5所示的實施例相似，圖7的實施例包括通過導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與引線22(圖7中未顯示)耦連的源極36，和通過粘附層35與標(biāo)記20耦連的半導(dǎo)體芯片34的漏極38。
絲線接合132從支持基片12延伸進入密封劑54。與絲線柱102相似，絲線柱132能夠增加可粘附密封劑54的表面積。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在制造半導(dǎo)體部件150時使用的具有多個部件區(qū)14的支持基片12一部分的頂視圖。半導(dǎo)體部件150在圖9中有進一步的顯示。在圖8所示的制造階段，半導(dǎo)體部件150包括具有標(biāo)記20的引線框12、引線22和23、與標(biāo)記20耦連的半導(dǎo)體芯片34、通過導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與引線22耦連的源極36、和通過接合絲線43與引線23耦連的柵電極40。
半導(dǎo)體部件150包括一個或多個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)152，位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)152包括與導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42耦連的接合絲線。與接合絲線44和46相似，接合絲線152增加了可粘附密封材料54的表面積。選擇地，位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)152能夠是接合絲線、絲線柱、接合絲線和絲線柱的組合、金屬突起、金屬指(metallic finger)等。
圖9是在制造的較后階段圖8的半導(dǎo)體部件150的一部分的剖面?zhèn)纫晥D。圖9所示的是在用模制化合物54密封之后并且在切單形成半導(dǎo)體部件150之后，其中一個部件區(qū)14沿圖8的剖面線9-9的剖面?zhèn)纫晥D。與圖2所示實施例相似，圖9的實施例包括通過導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與引線22耦連的源極36和通過粘附層35與標(biāo)記20耦連的半導(dǎo)體芯片34的漏極38。
接合絲線152從導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42延伸進入模制化合物54。接合絲線152具有頭末端154和尾或尖末端156。與接合絲線44和46相似，接合絲線152增加了可粘附密封劑54的表面積。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在制造半導(dǎo)體部件170時使用的具有多個部件區(qū)14的支持基片12一部分的頂視圖。在圖10所示的制造階段，半導(dǎo)體部件170包括具有標(biāo)記的引線框12、引線22和23、與標(biāo)記20耦連的半導(dǎo)體芯片34、通過導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與引線20耦連的元件36、和通過接合絲線43與引線23耦連的柵電極40。
半導(dǎo)體部件170包括一個或多個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)172，位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)172包括與半導(dǎo)體芯片34的源極36接合的接合絲線。與接合絲線44和46相似，接合絲線172增加了可粘附密封材料54的表面積。選擇地，在導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42上能夠形成絲線柱或接合絲線與絲線柱的組合。
圖11時根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在制造半導(dǎo)體部件190時使用的具有多個部件區(qū)14的支持基片12一部分的頂視圖。半導(dǎo)體部件190在圖12中有進一步的顯示。在圖11所示的制造階段，半導(dǎo)體部件190包括具有標(biāo)記20的引線框12、引線22和23、與標(biāo)記20耦連的半導(dǎo)體芯片34、通過導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與引線20耦連的源極36、和通過接合絲線43與引線23耦連的柵電極40。
半導(dǎo)體部件190包括一個或多個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)192，位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)192包括與半導(dǎo)體芯片34的源極36接合的帶狀接合。與接合絲線44和46相似，帶狀接合(ribbon bond)192增加了可粘附密封劑54的表面積。
圖12是在制造的較后階段圖11的半導(dǎo)體部件190一部分的剖面?zhèn)纫晥D。圖12所示的是在用模制化合物54密封之后并且在切單形成半導(dǎo)體部件190之后，其中一個部件區(qū)14沿圖11的剖面線12-12的剖面?zhèn)纫晥D。與圖2所示的實施例相似，圖12的實施例包括通過導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)42與引線22耦連的源極36和通過粘附層35與標(biāo)記20耦連的半導(dǎo)體芯片34的漏極38。
帶狀接合192從源極36延伸進入模制化合物54。帶狀接合192增加了可粘附密封劑54的表面積。
盡管這里的半導(dǎo)體部件被描述和顯示成包括離散半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片，但是這并不是本發(fā)明的限制。選擇地，半導(dǎo)體芯片能夠包括集成電路。當(dāng)半導(dǎo)體芯片包括集成電路時，優(yōu)選地在半導(dǎo)體芯片上形成偽焊墊(dummy bonding pad)，從而允許以接合絲線形成冶金化接合。偽襯墊是電絕緣的結(jié)構(gòu)，且還被稱作惰性襯墊或電學(xué)無功能襯墊。
現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)意識到，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體部件，其具有至少一個位置可適變的結(jié)構(gòu)，用作鎖定和對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，并提供了一種用于制造該半導(dǎo)體部件的方法。根據(jù)本發(fā)明，鎖定結(jié)構(gòu)包括一個從支持基片的主表面以小于大約180度的角度延伸出來的突起。該突起可以是接合絲線、絲線接合柱、金屬突起、含有可粘附模制化合物的材料的突起等。用接合絲線或絲線接合柱形成突起的優(yōu)點是可降低成本，因為在半導(dǎo)體制造設(shè)施中絲線接合器和帶狀接合器容易獲得。此外，鎖定結(jié)構(gòu)能夠用作對準(zhǔn)輔助物，并降低在高溫處理步驟期間當(dāng)單元片粘附材料液化時可能出現(xiàn)的半導(dǎo)體芯片移動或遷移。當(dāng)鎖定結(jié)構(gòu)不用作對準(zhǔn)輔助物時，使用接合絲線或絲線接合柱可增加處理的靈活性，因為這樣允許在將半導(dǎo)體芯片接合到支持基片上之后形成鎖定結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的鎖定結(jié)構(gòu)還可增加從半導(dǎo)體芯片傳輸走的熱量。因此，它們能夠提高半導(dǎo)體部件的熱性能。
盡管公開了某些特定的優(yōu)選實施例和方法，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員從前述的公開中應(yīng)當(dāng)顯見，在不背離本發(fā)明精神和范圍的前提下可以對這些實施例和方法進行修飾和改變。例如，鎖模結(jié)構(gòu)能夠由針腳式絲線接合或帶狀絲線接合形成。鎖定結(jié)構(gòu)能夠形成為在半導(dǎo)體芯片一部分的下方延伸。鎖定結(jié)構(gòu)一部分在半導(dǎo)體芯片下面延伸的一個優(yōu)點是，這樣能夠為半導(dǎo)體芯片設(shè)置一個理想的距離支持基片表面的平衡高度。需要注意，本發(fā)明僅受附加權(quán)利要求所要求的范圍以及適用法規(guī)和準(zhǔn)則的限制。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體部件，包括基片，其具有第一和第二主表面；半導(dǎo)體芯片，其與基片的第一主表面耦連；至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)，其與基片或半導(dǎo)體芯片的至少一個耦連，其中該至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)的主要功能是增加半導(dǎo)體部件的機械完整性；和密封劑，其與該至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)耦連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體部件，其中該至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)包括接合絲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體部件，其中該接合絲線具有與基片第一區(qū)耦連的第一部分和與基片第二區(qū)耦連的第二部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體部件，其中該至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)包括耦連成針腳式接合構(gòu)造的接合絲線或耦連成帶狀接合構(gòu)造的導(dǎo)電條帶之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體部件，其中該至少一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)包括一個具有基礎(chǔ)部分的絲線接合柱。
6.一種半導(dǎo)體部件，包括導(dǎo)電基片，其具有表面；半導(dǎo)體芯片，其與該表面耦連；位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)，其與半導(dǎo)體芯片或?qū)щ娀闹辽僖粋€耦連，其中該位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)的主要功能是增加半導(dǎo)體芯片的機械完整性；和密封材料，其與該位置靈活的鎖定結(jié)構(gòu)耦連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體部件，其中突起包括選自如下元件中的元件接合絲線、絲線接合柱、金屬指、耦連成帶狀接合構(gòu)造的導(dǎo)電條帶、和耦連成針腳式接合構(gòu)造的接合絲線。
8.一種用于封裝半導(dǎo)體芯片的方法，包括提供具有主表面的支持基片；將半導(dǎo)體芯片與主表面耦連；將位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)與支持基片耦連；和在位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)上設(shè)置密封劑從而形成封裝半導(dǎo)體芯片，其中位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)的主要功能是增加封裝半導(dǎo)體芯片的機械完整性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中將位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)與支持基片耦連包括使用絲線接合工具來形成該位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中使用絲線接合工具制造鎖定結(jié)構(gòu)包括，制造作為絲線接合、絲線接合柱、或絲線接合與絲線接合柱的組合、耦連成帶狀接合構(gòu)造的導(dǎo)電條帶、和耦連成針腳式接合構(gòu)造的接合絲線的鎖定結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種半導(dǎo)體部件，其具有一個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)，和一種使用絲線接合工具制造該半導(dǎo)體部件的方法。提供一個導(dǎo)電支持基片，其具有標(biāo)記部分、絲線部分和連接桿。半導(dǎo)體芯片與該導(dǎo)電支持基片的標(biāo)記部分耦連。導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)將半導(dǎo)體芯片與絲線部分耦連。在導(dǎo)電基片上形成一個或多個位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)，使得它們從基片上方延伸。選擇地，可以在導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體芯片、連接桿、其它電路元件或其組合上形成位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)。該位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)可以是接合絲線、絲線接合柱等。用密封劑密封該半導(dǎo)體芯片、導(dǎo)電基片、導(dǎo)電固定結(jié)構(gòu)和位置可適變的鎖定結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L21/60GK1917199SQ200610114969
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月15日
發(fā)明者弗朗西斯·J·卡爾尼, 邁克爾·J·瑟登 申請人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司