CN203085515U - 半导体封装体 - Google Patents

Abstract

一种半导体封装体，包括：芯片焊盘，所述芯片焊盘包括导电材料，并且具有第一厚度；半导体芯片，所述半导体芯片设置在所述芯片焊盘的顶表面上，并且电连接到所述芯片焊盘；引线，所述引线连接到所述芯片焊盘，并且具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及基底层，所述基底层设置在所述芯片焊盘的底表面上，并且具有热辐射表面。

Description

半导体封装体

相关申请的交叉引用

本申请要求在2012年1月6日向韩国知识产权局于递交的韩国实用新型申请10-2012-0000158的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文中。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体封装体，且更具体地，涉及一种包括芯片焊盘的半导体封装体。

背景技术

由于近来电子装置具有高速、大容量和小型化特性，所以对能够有效地释放由半导体封装体产生的热量的结构和制造方法存在增长的需求。

发明内容

本实用新型提供了一种具有高制造效率和优异的热辐射效率的半导体封装体。

根据本实用新型的一方面，提供了一种半导体封装体，包括：芯片焊盘(diepaddle)，所述芯片焊盘包括导电材料，并且具有第一厚度；半导体芯片，所述半导体芯片设置在所述芯片焊盘的顶表面上，并且电连接到所述芯片焊盘；引线，所述引线连接到所述芯片焊盘，并且具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及基底层，所述基底层设置在所述芯片焊盘的底表面上，并且具有热辐射表面。

所述基底层可以包括高导热的环氧树脂。

所述半导体封装体还可以包括密封构件，所述密封构件部分地围绕所述半导体芯片、所述芯片焊盘和所述引线，并且用于使所述基底层的下表面暴露。

所述基底层可以形成模制构件的一部分。

通过使用超声波或激光焊接可以在所述引线与所述芯片焊盘之间形成连接部分。

所述第一厚度可以是所述第二厚度的两倍或三倍。

所述第一厚度可以在大约1至大约2毫米之间的范围内。

附图说明

由以下结合附图的详细说明，将更清楚地理解本实用新型的示例性实施方式。

图1是根据本实用新型的实施方式的半导体封装体的透视图；

图2是图1的半导体封装体的横截面图；

图3A至3D是用于描述制造图1的半导体封装体的方法的横截面图；

图4是根据本实用新型的另一实施方式的半导体封装体的横截面图；以及

图5是根据本实用新型的又一实施方式的半导体封装体的横截面图。

具体实施方式

现在将参照其中示出本实用新型示例性实施方式的附图，更充分地描述本实用新型。然而，本实用新型可以包含在许多不同形式中，并且不应该解释为限制在本文中阐述的实施方式；更确切地，提供这些实施方式，使得本实用新型内容将是全面和完整的，并且充分将本实用新型的构思传达给本领域的普通技术人员。

同样，由于例如制造技术和/或偏差的原因，预计可能会发生与图示形状的偏离。因此，本实用新型的实施方式不应该解释为限制本文中示出区域的具体形状，而是包括例如由于制造导致的形状上的误差。在图中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，图中示意性地示出了不同的元件和区域。因此，本实用新型不限于在图中示出的相对尺寸和间隔。在本文中使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任一和全部组合。当诸如“至少一个”等表述处于一系列元件之前时，修饰元件的整个列，而不修饰该列的单个元件。

图1是根据本实用新型实施方式的半导体封装体1000的透视图。图2是沿着图1的线II-II′获得的半导体封装体1000的横截面图。

虽然出于方便说明的原因，在图1中省略了用于保护内部构件的模制构件(molding member)180，但是在图2中示出了模制构件180。

参照图1和图2，半导体封装体1000包括芯片焊盘110、设置在芯片焊盘110之下的基底层(base layer)100和多个第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c。半导体封装体1000还包括第一引线120、第二引线130、多根导线170(第一导线至第四导线171、173、175和177)和模制构件180。

芯片焊盘110设置在基底层100的顶表面上，并且经由连接部分125附接到第一引线120。通过使用超声波或激光来焊接芯片焊盘110和第一引线120可以形成连接部分125。芯片焊盘110可以包括金属材料。芯片焊盘110可以由例如铜(Cu)形成，并且可以配置为包括两种或更多种金属的多层。芯片焊盘110具有第一厚度T1，而第一厚度T1可以在大约1至2毫米之间的范围内。第一厚度T1大于第一引线120的第二厚度T2，例如第一厚度T1为第二厚度T2的两倍或三倍。通过使用相对较厚的金属材料形成芯片焊盘110，可以改进芯片焊盘110的热辐射效率和放热效率。

第一半导体芯片160a和第二半导体芯片160b经由粘合剂层150而安装在芯片焊盘110上。粘合剂层150可以由金属性环氧树脂或焊料材料形成。半导体芯片160a和160b的大小和数量不限于图1和图2中示出的那些大小和数量，并且可以以不同方式进行修改。

第三半导体芯片160c可以安装在与芯片焊盘110隔开的子芯片焊盘135上，以减少并抑制在第三半导体芯片160c与第一半导体芯片160a和第二半导体芯片160b之间可能产生的热交流(cross-talking)。

子芯片焊盘135可以从第二引线130延伸以形成为一体。因此，子芯片焊盘135的第三厚度T3可以与第二引线130的第四厚度T4相同。而且，第三厚度T3可以与第一引线120的第二厚度T2相同。或者，可使用与第二引线130分离的控制装置的分离衬底(separate substrate)代替子芯片焊盘135。

第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c可以互相连接，和/或经由导线170电连接到第一引线120和第二引线130。第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c可以包括功率装置和/或控制装置。功率装置可以适用于电动机驱动装置、功率变换器、整流器、功率因数校正(PFC)或显示驱动装置。然而，本实用新型的范围不限于此。或者，第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c可以包括有源装置。例如，该有源装置可以包括选自金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和二极管，或其组合的装置。

第一引线120可以连接到芯片焊盘110，并且可以从模制构件180伸出。第二引线130可以从模制构件180伸出。第一引线120和第二引线130可以将第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c电连接到外电路，并且可以由引线框(未示出)来提供。虽然图1和图2示出一根第一引线120和一根第二引线130，但是可以设置多根第一引线120和第二引线130。

基底层100设置在芯片焊盘110的底表面上。基底层100可以包括高导热环氧树脂。通过使用环氧树脂形成基底层100，基底层100可以相对较薄地形成。因此，可以有效地实施朝向基底层100下表面的热辐射。或者，基底层100可以由例如高导热环氧树脂或陶瓷材料形成。高导热环氧树脂或陶瓷材料可以通过填充、溅射或涂覆来形成。

基底层100可以具有小于芯片焊盘110的第一厚度T1的第五厚度T5。该第五厚度T5可以在大约200至700微米之间的范围内，例如500微米。基底层100的下表面至少部分地暴露到模制构件180之外以用作热辐射表面。为了提高热辐射效率，散热器(未示出)还可以接合到基底层100的下表面。

根据本实用新型，通过保持第一引线120和第二引线130的恒定弯曲角度和位置并且形成相对较厚的芯片焊盘110，基底层100可以较薄地形成，因此整体提高了半导体封装体1000的热辐射效率。

导线170可以经由接触点(未示出)将电信号传输到第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c以及第一引线120和第二引线130。

模制构件180部分地密封第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c、芯片焊盘110、子芯片焊盘135和第一引线120与第二引线130。模制构件180可以形成为使基底层100的下表面暴露。模制构件180可以由例如EMC形成。

图3A至3D是用于描述制造图1的半导体封装体1000的方法的横截面图。

参照图3A，第一半导体芯片160a和第二半导体芯片160b经由粘合剂层150安装在芯片焊盘110上。就这一点而言，芯片焊盘110可以是独立金属性衬底。芯片焊盘110可以包括金属材料。芯片焊盘110可以由例如Cu形成，或可以配置为包括两种或更多种金属的多层。芯片焊盘110可以具有大约在1至2毫米之间范围内的厚度。粘合剂层150可以包括导电材料，例如金属性环氧树脂或焊料材料。

参照图3B，第一引线120和第二引线130由引线框(未示出)提供，并且第一引线120附接到芯片焊盘110。第一引线120可以通过使用超声波或激光焊接而附接到芯片焊盘110。由于第一引线120和第二引线130与芯片焊盘110具有不同厚度，所以形成作为一体的芯片焊盘110和第一引线120的过程可能需要高制造成本。然而，如在本实用新型中所述，当第一引线120通过焊接附接到芯片焊盘110时，可以减少制造成本，并且可以改进半导体封装体1000的可靠性。

参照图3C，第三半导体芯片160c安装到与第二引线130连接的子芯片焊盘135上。子芯片焊盘135可以形成第二引线130的一部分，或者可以配置为用于控制装置的分离衬底。

接下来，实施通过使用导线170(第一导线至第四导线171、173、175和177)将第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c与第一引线120和第二引线130电连接的丝焊法。

参照图3D，实施形成用于将第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c、芯片焊盘110、子芯片焊盘135以及第一引线120和第二引线130部分密封的模制构件180的过程。就这一点而言，模制构件180未形成在芯片焊盘110的下表面上，凹陷区域R形成为使芯片焊盘110的下表面暴露。

接下来，参照图1和图2，实施形成基底层100的过程。基底层100可以通过以高导热环氧树脂填充凹陷区域R，并且随后使高导热环氧树脂固化而形成，因此完成图1和图2示出的半导体封装体1000的制造。

图4是根据本实用新型的另一实施方式的半导体封装体2000的横截面图。

在图4中，与图1和图2中相同的附图标记表示相同的部件，因此将省略其重复说明。

参照图4，半导体封装体2000包括芯片焊盘110、形成在芯片焊盘110之下的基底层100a、第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c。半导体封装体2000还包括第一引线120、第二引线130、多根导线170和模制构件180。

基底层100a设置在芯片焊盘110的底表面上。基底层100a包括顺序堆叠的第一层101、第二层102和第三层103。基底层100a可以由例如直接覆铜(directbond copper)(DBC)衬底或绝缘金属衬底(IMS)形成。

当基底层100a由DBC衬底形成时，第二层102可以包括陶瓷绝缘材料，例如Al₂O₃、AlN、SiO₂或BeO。第一层101和第三层103可以包括导电材料，例如Cu。

当基底层100a由IMS形成时，第一层101可以包括具有优异热辐射特性的铝(Al)板。第二层102可以包括具有优异耐热性和电绝缘的环氧树脂。第三层103可以包括具有优异电导率的金属材料，例如，Cu、金(Au)、银(Ag)、Al和镍(Ni)中的至少一种。

基底层100a可以具有在大约300至1200微米之间的厚度，例如500微米。基底层100a的下表面可以至少部分地暴露在模制构件180之外以用作热辐射表面。

图5是根据本实用新型的又一实施方式的半导体封装体3000的横截面图。

在图5中，与图1和图2中相同的附图标记表示相同的部件，因此将省略其重复说明。

参照图5，半导体封装体3000包括芯片焊盘110、设置在芯片焊盘110之下的基底层100b和第一半导体芯片160a至第三半导体芯片160c。半导体封装体3000还包括第一引线120、第二引线130、导线170和模制构件180a。

在本实施方式中，基底层100b由与模制构件180a相同的材料形成，因此形成模制构件180a的一部分。

根据本实用新型的半导体封装体，通过形成由金属材料形成的相对较厚的芯片焊盘并且设置由高导热环氧树脂形成的相对薄的基底层，可以有效地放射热量，并且可以可靠地实现半导体封装体的性能。

根据本实用新型的半导体封装体，芯片焊盘通过焊接附接到引线，因此可以改进半导体封装体的制造效率和可靠性。

虽然已经具体示出并参照其示例性实施方式说明了本实用新型，但是将理解，可在其中进行形式和细节的不同变化而不脱离所附权利要求的精神和范围。

Claims (7)

1.一种半导体封装体，包括：

芯片焊盘，所述芯片焊盘包括导电材料，并且具有第一厚度；

半导体芯片，所述半导体芯片设置在所述芯片焊盘的顶表面上，并且电连接到所述芯片焊盘；

引线，所述引线连接到所述芯片焊盘，并且具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及

基底层，所述基底层设置在所述芯片焊盘的底表面上，并且具有热辐射表面。

2.根据权利要求1所述的半导体封装体，其中，所述基底层包括高导热的环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的半导体封装体，还包括密封构件，所述密封构件部分地围绕所述半导体芯片、所述芯片焊盘和所述引线，并且用于使所述基底层的下表面暴露。

4.根据权利要求3所述的半导体封装体，其中，所述基底层形成模制构件的一部分。

5.根据权利要求1所述的半导体封装体，其中，通过使用超声波或激光焊接在所述引线与所述芯片焊盘之间形成连接部分。

6.根据权利要求1所述的半导体封装体，其中，所述第一厚度是所述第二厚度的两倍或三倍。

7.根据权利要求1所述的半导体封装体，其中，所述第一厚度在大约1毫米至大约2毫米之间。

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