包括多个半导体芯片和多个载体的器件的制作方法_2

文档序号:9305636阅读:来源:国知局
料的引线框架。可以构造引线框架使得可以形成管芯焊盘(或芯片岛)和引线。在制作器件期间,管芯焊盘和引线可以彼此进行连接。管芯焊盘和引线也可以由一个片制成。在具有在制作过程中将管芯焊盘和引线中的一些进行分离的目的的情况下,管芯焊盘和引线可以通过连接装置在彼此当中进行连接。此处,可以通过机械锯切、激光束、切削、冲压、碾磨、蚀刻和任何其他适当技术中的至少一个来执行将管芯焊盘和引线进行分离。特别地,引线框架可以是导电的。例如,引线框架可以完全由金属和/或金属合金,特别是铜、铜合金、镍、铁镍、铝、铝合金、钢、不锈钢和其他适当材料中的至少一个制作。引线框架材料可以包括痕量的铁、硫、氮化铁,等等。引线框架可以镀有导电材料,例如铜、银、钯、金、镍、铁镍和镍磷中的至少一个。在这种情况下,引线框架可以被称为“被预镀的引线框架”。即使引线框架可以是导电的,引线框架的管芯焊盘的选择也可以是彼此电绝缘的。
[0029]引线框架的形状、大小和/或材料可以取决于可以被布置在引线框架之上的一个或多个半导体芯片。在一个示例中,可以将诸如横向GaN芯片之类的复合半导体芯片布置在弓I线框架之上。在这种情况下,弓I线框架可以由铝和/或铝合金制成或者可以包括铝和/或铝合金。此类引线框架可以具有从约I毫米到约5毫米,更特别地从约I毫米到约2毫米的厚度。例如,可以将引线框架连接到可以由类似材料制成的热沉。在另外的示例中,可以将低电压MOS布置在引线框架之上。在这种情况下,引线框架可以由铜和/或铜合金制成或者可以包括铜和/或铜合金,并且可以进一步包括痕量的铁和/或硫。此类引线框架可以具有从约0.1毫米到约0.5毫米,更特别地从约0.2毫米到约0.3毫米的厚度。
[0030]载体(或引线框架)可以至少部分地嵌入层压材料中。层压材料的厚度可以等于或大于嵌入该层压材料中的引线框架的厚度。层压材料的材料可以类似于如下面指定的密封材料,使得在这一点上做出的评述也可以适用于层压材料。可以将包括一个或多个引线框架的层压材料附着到器件的另外的组件,例如附着到密封材料。可以通过应用层压、胶粘、烧结等等中的至少一个来将层压材料附着到该另外的组件。在附着层压材料之后,其可以在被包括在层压材料中的载体与已在其之上布置该层压材料的组件之间提供机械连接。[0031 ] 本文中描述的器件可以包括一个或多个导电兀件,该一个或多个导电兀件被配置成在这些器件的组件之间提供电耦合。例如,可以将导电元件配置成电连接第一半导体芯片和第二半导体芯片或者在半导体芯片与可以被布置在器件内部或外部的另外的组件之间提供电连接。
[0032]导电元件可以包括一个或多个接触夹。接触夹可以由类似于引线框架的材料的材料制成或者可以包括类似于引线框架的材料的材料,使得上面结合引线框架做出的评述也可以适用于接触夹。接触夹的形状不一定限于特定大小或特定几何形状。可以通过冲压、冲孔、挤压、切削、锯切、碾磨和任何其他适当技术来制作接触夹。可以通过任何适当技术来建立导电元件与半导体芯片的接触焊盘之间的接触。在一个示例中,可以例如通过采用扩散焊接工艺来将导电元件焊接到其他组件。
[0033]导电元件可以包括一个或多个导线,特别是接合导线或键合导线。导线可以包括金属和/或金属合金,特别是金、铝、铜或其合金中的一个或多个。此外,导线可以或可以不包括涂层。导线可以具有基本上圆形的横截面,使得术语导线的“厚度”可以指的是接合导线的直径。然而,所理解的是,导线也可以具有不同形式的横截面。一般地,导线可以具有从约15 μ m (微米)到约1000 μ m (微米)的厚度,并且更特别地约50 μ m (微米)到约500 μ m(微米)的厚度。
[0034]在第一更特别的示例中,导线可以具有小于75 μ m (微米)的厚度,例如从约50 μ m(微米)到约75 μ m (微米)的厚度。此类导线可以特别地包括铝或者由铝制成。导线可以包括另外的材料。例如高达1%的硅。例如,此类导线可以在接触元件与功率半导体芯片的栅电极之间和/或在两个不同的功率半导体芯片的栅电极之间提供电连接。在第二更特别的示例中,导线可以具有从约125 μ m (微米)到约500 μ m (微米)的厚度。可以特别地采用此类导线来在接触元件与功率半导体芯片的源电极之间提供电连接。
[0035]本文中描述的器件可以包括一个或多个再分布层。例如,可以将再分布层布置在包括接触焊盘的半导体芯片的主表面之上。再分布层可以包括一个或多个金属层,该一个或多个金属层可以具有导体线或导体平面的形状并且可以电耦合到器件的半导体芯片的接触焊盘。可以将这些金属层用作提供与来自器件外部的半导体芯片的电接触和/或提供与被包括在器件中的其他半导体芯片和/或组件的电接触的接线层。金属层可以将这些半导体芯片的接触焊盘电耦合到外面的接触焊盘。可以将金属层制造为具有任何期望的几何形状和任何期望的材料成分。例如,金属层可以包括铝、镍、钯、银、锡、金、铜、对应的金属合金等等及其组合中的至少一个。金属层可以包括由这些材料制成的一个或多个单个金属层。替换地或附加地,金属层可以包括由例如铜/镍/金的材料制成的一个或多个多层。可以将金属层布置在电绝缘层之上或之下或之间。例如,可以通过可以由类似材料制成的一个或多个通孔连接(或直通连接)来建立在布置于不同层次上的金属层之间的连接。
[0036]本文中描述的器件可以包括密封材料,该密封材料可以至少部分地覆盖器件的一个或多个组件。该密封材料可以是电绝缘的,并且可以形成密封体。密封材料可以包括环氧基树脂、玻璃纤维填充的环氧基树脂、玻璃纤维填充的聚合物、酰亚氨、填充或非填充的热塑聚合物材料、填充或非填充的硬塑(duroplastic)聚合物材料、填充或非填充的共混聚合物、热固材料、模塑料、圆顶(glob-top)材料、层压材料,等等。可以使用各种技术(例如压缩模塑、喷射模塑、粉末模塑、液体模塑、层压,等等中的至少一个)来利用密封材料密封器件的组件。
[0037]本文中描述的器件可以包括可以以半导体材料实现的一个或多个驱动器电路(或驱动器)。驱动器电路可以包括一个或多个电气电路或电气组件,该一个或多个电气电路或电气组件可以被配置成驱动(或控制)一个或多个组件或电路,例如也可以被包括在器件中的高功率晶体管。被驱动的组件可以是电压驱动的或电流驱动的。例如,功率MOSFET、IGBT等等可以是电压驱动的开关,因为其绝缘栅可以特别地起到像电容的作用。相反,诸如三端双向可控硅开关(用于交变电流的三极管)、半导体闸流管、双极晶体管、PN 二极管等等之类的开关可以是电流驱动的。在一个示例中,驱动包括栅电极的组件可以包括例如以接通和关断开关波形的形式向栅电极施加不同的电压。在另外的示例中,可以使用驱动器电路来驱动直接驱动电路。
[0038]本文中描述的器件可以包括可以以半导体材料实现的一个或多个控制电路(或控制器)。控制电路可以包括一个或多个电气电路或电气组件,该一个或多个电气电路或电气组件可以被配置成控制也可以被包括在器件中的一个或多个组件或电路。可以将控制电路配置成对驱动器件的各组件的一个或多个驱动器进行控制。在一个示例中,控制电路可以同时控制多个直接驱动电路的驱动器。例如,因此可以通过控制器来控制包括两个直接驱动电路的半桥电路。控制器可以例如包括微控制器。
[0039]图1示意性地图示出根据本公开的器件100的横截面视图。在图1的示例中,以一般的方式图示出器件100,并且其可以包括为简单起见而未图示的另外的组件。例如,器件100可以还包括根据本公开的其他器件的一个或多个组件。下文描述类似于器件100的更多详细器件。
[0040]器件100可以包括可以被布置在第一载体12之上的第一半导体芯片11。第一半导体芯片11可以包括第一电接触13。在图1的示例中,可以将第一电接触13布置在第一半导体芯片11可以背对第一载体12的表面之上。在另外的示例中,也可以将第一电接触13布置在不同的位置,例如在第一半导体芯片11面对第一载体12的表面之上。器件100可以还包括可以被布置在第二载体15之上的第二半导体芯片14。第二半导体芯片14可以包括可以被布置在第二半导体芯片14面对第二载体15的表面之上的第二电接触16。可以将第二载体15电耦合到第一电接触13和第二电接触16。在第二载体15与电接触13和16之间的电耦合可以以各种方式来建立,并且不限于一个特定示例。在图1中,因此由虚线定性地指示第二载体15与第一电接触13之间的电耦合,但是为了简单起见,未图示出特定的实现方式。下面提供组件之间合适的电耦合的示例。
[0041]图2示意性地图示出根据本公开的器件200的横截面视图。器件200可以包括可以被布置在第一载体12之上的第一半导体芯片11。器件200可以还包括密封材料18,该密封材料18可以至少部分地密封第一半导体芯片11。此外,器件200可以包括可以被布置在密封材料18之上的的层压材料19。可以将第二载体15至少部分地嵌入层压材料19中。器件200也可以包括第二半导体芯片14,该第二半导体芯片14可以被布置在第二载体15之上和层压材料19之上。下面描述类似于器件200的更多详细器件。
[0042]图3A到3G示意性地图示出用于制造器件300的方法,在图4G中示出该器件300的横截面。可以将器件300视为器件100和200的实现方式,使得可以将下面描述的器件300的
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