申请/专利权人：英飞凌科技股份有限公司

申请日：2016-10-25

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN107026141B

主分类号：H01L23/495(20060101)

分类号：H01L23/495(20060101)

优先权：["20160104 US 14/987,139"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2017.09.01#实质审查的生效;2017.08.08#公开

摘要：一种半导体器件包括：引线框架和包括接触部的半导体芯片。所述接触部面向所述引线框架并且通过焊料电耦接至所述引线框架。所述半导体器件包括与所述芯片的所述第一接触部和边缘邻近的焊料屏障。

主权项：1.一种半导体器件，包括：引线框架；包括接触部的半导体芯片，所述接触部面向所述引线框架并且通过焊料电耦接至所述引线框架的表面；以及与所述半导体芯片的所述接触部和边缘邻近的焊料屏障，所述焊料屏障设置在所述引线框架的表面之上且至少部分位于半导体芯片与所述引线框架的所述表面之间，以在焊料回流过程期间防止焊料到达半导体芯片的所述边缘，其中，所述焊料屏障在半导体芯片之下延伸并延伸超过所述半导体芯片的覆盖区的外边缘。

全文数据：包括焊料屏障的半导体器件背景技术[0001]当将芯片附接至引线框架时，可回流焊料以将芯片的接触部电耦接至引线框架。功率半导体芯片可包括在芯片的第一侧上和第二侧上的接触部，使得经过芯片的电流可在芯片的第一侧与第二侧之间垂直地流动。当将功率半导体芯片的接触部焊接至引线框架时，应该防止芯片的电短路。另外，当将半导体芯片焊接至引线框架时，焊料可从半导体芯片之下扩散出来，导致器件之间的结合线厚度不一致。[0002]由于这些以及其他原因，有本发明的需要。发明内容[0003]半导体器件的一个示例包括：引线框架和包括接触部的半导体芯片。所述接触部面向引线框架并且通过焊料电耦接至引线框架。半导体器件包括与芯片的第一接触部和边缘邻近的焊料屏障。附图说明[0004]图1示出半导体器件的一个示例的剖视图。[0005]图2示出引线框架的一个示例的俯视图。[0006]图3A-3C示出示例性焊料屏障的俯视图，所述焊料屏障用来防止沿功率半导体芯片的边缘的栅极至漏极的焊料短路。[0007]图4示出半导体器件的另一个示例的俯视图。[0008]图5示出半导体器件的一部分的一个示例的俯视图，所述半导体器件包括焊料屏障以控制结合线厚度。[0009]图6示出半导体器件的一部分的一个示例的俯视图，所述半导体器件包括焊料屏障以防止沿功率半导体器件的边缘的源极至栅极的焊料短路和栅极至漏极的焊料短路。[0010]图7示出半导体器件的一个示例的俯视图，所述半导体器件包括焊料屏障以控制结合线厚度。具体实施方式[0011]在下文的详细描述中，参考了形成本文的一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出可实践本公开的具体示例。在这方面，诸如“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“前导”、“尾后”等等的方向性术语是参照被描述的附图的取向来使用的。因为示例中的部件可以多种不同取向放置，因此方向性术语是为图示的目的使用而绝非是限制的目的。应该理解的是，可使用其他示例并且在不背离本公开的范围的情况下可做出结构或逻辑上的变化。因此下文的详细描述不应以限制的意义理解，本公开的范围由所附权利要求限定。[0012]除非特别声明，否则应该理解的是本文所描述的各种实施例的特征可彼此结合起来。[0013]如本文所使用的，术语“电耦接”并不旨在于意味着元件必须直接耦接在一起，而是可在“电耦接”元件之间提供中间元件。[0014]图1示出半导体器件100的一个示例的剖视图。半导体器件100包括引线框架102、半导体芯片104以及焊料屏障120。半导体芯片104包括在半导体芯片104的面向引线框架102的第一侧上的第一接触部108。第一接触部108接触半导体芯片104的第一半导体区110。介电层106接触第一接触部108和第一半导体区110,并且限定了第一接触焊盘开口。半导体芯片104包括在半导体芯片104的第二侧上的第二接触部114,该第二侧与半导体芯片104的第一侧相反。第二接触部114接触半导体芯片104的第二半导体区112。在一个示例中，半导体器件104是功率半导体器件，第一接触部108是栅极接触部，第二接触部114是漏极接触部。[0015]第一接触部108通过焊料116电耦接至引线框架102。焊料屏障120防止当半导体芯片104附接至引线框架102时焊料回流期间，焊料116接触半导体芯片104的边缘118。焊料屏障120防止第一接触部108与第二半导体区112之间焊料短路。在此示例中，焊料屏障120在引线框架102上形成。在另外的示例中，焊料屏障120可在半导体芯片104上形成。焊料屏障120与半导体芯片104的第一接触部108和边缘118邻近。在此示例中，焊料屏障120在半导体芯片104之下延伸并且延伸超过边缘118而到半导体芯片104的覆盖区之外。在另外的示例中，焊料屏障120没有延伸到半导体芯片104的覆盖区之外，而是布置在半导体芯片104的第一接触部108与边缘118之间。[0016]在一个示例中，焊料屏障120包括诸如Ag、Ni或其他合适的金属的金属区。可使用镀覆工艺或其他合适工艺形成所述金属区。在另一个示例中，焊料屏障120包括环氧树脂或酰亚胺区或由其他合适的抗湿的介电材料构成的区域。可通过印刷形成或使用另一合适的工艺形成所述抗湿的介电材料。在另一个示例中，焊料屏障120包括氧化物区。可使用激光形成或使用另一合适的工艺形成所述氧化物区。[0017]图2示出引线框架200的一个示例的俯视图。引线框架200包括例如以202标出的多个引线和用于接收半导体芯片的多个芯片焊盘203。引线202可包括用于附接结合线的镀覆区206。在此示例中，一个芯片焊盘203是用来接收功率半导体芯片204。功率半导体芯片204包括邻近功率半导体芯片204的边缘218和219的栅极接触部208。焊料屏障220在栅极接触部208与边缘218和219之间形成，以在焊料回流期间防止半导体芯片204的栅极接触部208与漏极区之间焊料短路。焊料屏障220可在引线框架200上或功率半导体芯片204上形成。镀覆区222可与焊料屏障220相对地邻近栅极接触部208形成，以在焊料回流期间使焊料空洞最小化。在芯片附接前，诸如焊膏的焊接材料被施加至引线框架200的区域224。在一个示例中，区域224由丝网印刷开口限定，使用丝网印刷工艺将焊接材料施加至区域224。在另一个示例中，在芯片附接前，焊接材料被施加至栅极接触部208而非施加至引线框架200。[0018]图3A-3C示出示例焊料屏障的俯视图，所述焊料屏障用来防止沿功率半导体芯片的边缘栅极至漏极焊料短路。图3A示出引线框架的部分300a的一个示例的俯视图，所述引线框架例如是前述的并参照图2示出的引线框架200。部分300a包括栅极接触引线3〇2、焊料屏障320a、镀覆区322和区域324。引线302可包括用于附接结合线的镀覆区306。在此示例中，焊料屏障320a是L-形的，在芯片附接焊料回流期间防止功率半导体芯片的栅极接触部与漏极区之间的焊料短路。焊料屏障320a可包括镀覆区、环氧树脂或酰亚胺区、氧化物区或其他合适的抗湿的材料区。镀覆区322可与焊料屏障320a相对地形成，以在焊料回流期间使焊料空洞最小化。区域324表示在芯片附接前焊接材料被施加至栅极接触引线302之处。箭头3¾表示在焊料回流期间焊料的移动。焊料屏障320a防止在芯片附接焊料回流期间，焊料移动至功率半导体芯片的边缘。[0019]图3B示出引线框架的部分300b的另一示例的俯视图，所述引线框架例如是前述的并参照图2示出的引线框架200。部分300b包括栅极接触引线302、焊料屏障320b和区域324。引线302可包括用于附接结合线的镀覆区306。在此示例中，焊料屏障320b是方形的，侧向包围栅极接触部，并在芯片附接焊料回流期间防止功率半导体芯片的栅极接触部与漏极区之间的焊料短路。焊料屏障320b可包括镀覆区、环氧树脂或酰亚胺区、氧化物区或其他合适的抗湿的材料区。区域324表示在芯片附接前焊接材料被施加至栅极接触引线302之处。箭头325表示在芯片附接焊料回流期间焊料的移动。焊料屏障320b防止在芯片附接焊料回流期间，焊料移动至功率半导体芯片的边缘。[0020]图3C示出引线框架的部分300c的另一示例的俯视图，所述引线框架例如是前述的并参照图2示出的引线框架200。部分3〇Oc包括栅极接触引线302、焊料屏障320c和区域324。引线302可包括用于附接结合线的镀覆区306。在此实施例中，焊料屏障320c是圆形的，侧向包围栅极接触部，并在芯片附接焊料回流期间防止功率半导体芯片的栅极接触部与漏极区之间的焊料短路。焊料屏障320c可包括镀覆区、环氧树脂或酰亚胺区、氧化物区或其他合适的抗湿的材料区。区域324表示在芯片附接前焊接材料被施加至栅极接触引线302之处。箭头325表示在芯片附接焊料回流期间焊料的移动。焊料屏障320c防止在芯片附接焊料回流期间，焊料移动至功率半导体芯片的边缘。[0021]图4示出半导体器件400的另一示例的俯视图。半导体器件400包括引线框架402、半导体芯片404、406和408以及焊料屏障412、416、418和420。每个半导体芯片404、406和408被焊接至引线框架402。半导体芯片404是功率半导体芯片，其包括在半导体芯片的第一侧上的栅极接触部410和源极接触部414以及在半导体芯片的与第一侧相反的第二侧上的漏极接触部。半导体芯片404的栅极接触部410和源极接触部414被焊接至引线框架402。焊料屏障412在芯片附接焊料回流期间防止半导体芯片404的栅极接触部410与漏极区之间的焊料短路。在此示例中，焊料屏障412是如前述的参照图3A示出的L-形。焊料屏障416在芯片附接焊料回流期间防止半导体芯片404的源极接触部414与漏极区之间的焊料短路。焊料屏障416侧向包围源极接触部414,并且除了沿着源极接触部414的面向栅极接触部410的部分之夕卜，还与半导体芯片404的边缘邻近。[0022]焊料屏障418控制用于半导体芯片406的结合线厚度。半导体芯片406是包括接触部422的逻辑芯片，所述接触部422通过结合线424电耦接至引线和或半导体芯片404和408。焊料屏障418在引线框架402上形成，并围绕半导体芯片406的边缘延伸。焊料屏障420控制用于半导体芯片408的结合线厚度。半导体芯片408可以是包括接触部426的功率半导体芯片，所述接触部426通过结合线424电耦接至引线和或半导体芯片406。半导体芯片408的接触部428通过夹部430电耦接至半导体芯片404的漏极接触部。焊料屏障420在引线框架402上形成，并围绕半导体芯片408的边缘延伸。[0023]图5示出半导体器件的部分500的一个示例的俯视图，所述半导体器件例如是前述的并参照图4示出的，包括用来控制结合线厚度的焊料屏障的半导体器件400。部分500包括:包括芯片焊盘502的引线框架、半导体芯片504和焊料屏障508。半导体芯片504包括面向芯片焊盘502的接触部5〇6。焊料屏障508围绕半导体芯片5〇4的边缘延伸。焊料屏障508形成在芯片焊盘502上。焊料屏障508可包括镀覆区、环氧树脂或酰亚胺区、氧化物区或其他合适的抗湿的材料区。[0024]焊料屏障508控制半导体芯片504与芯片焊盘502之间的结合线厚度。通过将焊料包含在焊料屏障508内来控制结合线厚度。因此，通过控制在芯片附接过程期间所施加的焊料的量，并且将焊料包含在由焊料屏障508限定的区域内来提供焊料的受控高度（即结合线厚度。[0025]图6示出半导体器件的部分600的一个示例的俯视图，所述半导体器件例如是前述的并参照图4示出的，包括焊料屏障的半导体器件400,所述焊料屏障防止沿功率半导体芯片的边缘源极至漏极焊料短路和栅极至漏极焊料短路。部分600包括:包括芯片焊盘602和栅极接触引线603的引线框架、半导体芯片604、以及焊料屏障608和614。半导体芯片604包括面向引线603的第一接触部606和面向芯片焊盘602的第二接触部612。焊料屏障608在栅极接触引线603上在接触部606与半导体芯片604的两个边缘之间形成。焊料屏障614在芯片焊盘602上在接触部612与半导体芯片604的边缘之间形成。焊料屏障608和614可包括镀覆区、环氧树脂或酰亚胺区、氧化物区或其他合适的抗湿的材料区。[0026]图7示出半导体器件700的一个示例的俯视图，所述半导体器件700包括焊料屏障706以控制结合线厚度。半导体器件700包括引线框架702、半导体芯片704、焊料屏障7〇6和焊料708。焊料屏障706在引线框架702上形成，并且侧向地包围半导体芯片704以在芯片附接焊料回流期间包含焊料708。在一个示例中，如图7中示出的，焊料屏障706在半导体芯片704的覆盖区之外，使得在芯片附接焊料回流期间焊料708延伸到半导体芯片704的覆盖区之外。在另外的示例中，可形成焊料屏障706,使得焊料708未延伸到半导体芯片704的覆盖区之外。焊料屏障706可包括镀覆区、环氧树脂或酰亚胺区、氧化物区或其他合适的抗湿的材料区。[0027]尽管本文已经示出并描述了特定示例，但是在不背离本公开的范围的情况下，各种替代的和或等同的实施方式可用来替代示出并描述的具体示例。本申请旨在覆盖本文所讨论的具体示例的任何修改或变化。因此，本公开旨在于仅由权利要求及其等同方案限定。

权利要求：1.一种半导体器件，包括：引线框架；、包括接触部的半导体芯片，所述接触部面向所述引线框架并且通过焊料电稱接至所述引线框架；以及与所述芯片的所述接触部和边缘邻近的焊料屏障。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障在所述引线框架上。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障在所述半导体芯片上。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障完全包围所述芯片的所述边缘。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障完全包围所述接触部。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括镀覆区。一7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括环氧树脂或醜亚胺区。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括氧化物区。9.一种半导体器件，包括：引线框架；芯片，所述芯片包括在所述芯片的第一侧上的接触所述芯片的第一半导体区的第一接触部以及在所述芯片的与所述第一侧相反的第二侧上的接触所述芯片的第二半导体区的第二接触部，所述第一接触部邻近所述芯片的边缘;以及在所述芯片的所述第一接触部与所述边缘之间的焊料屏障，所述焊料屏障能够在焊料回流期间防止所述第一接触部与所述第二半导体区之间沿所述芯片的所述边缘的焊料短路。10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括镀覆区。11.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括环氧树脂或酰亚胺区。12.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括氧化物区。13.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障侧向包围所述第一接触部。14.根据权利要求13所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障是方形的。15.根据权利要求13所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障是圆形的。16.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障是L—形的。17.—种半导体器件，包括：引线框架；半导体芯片，所述半导体芯片包括在所述芯片的第一侧上的第一接触部，所述第一接触部面向所述引线框架并且通过焊料电耦接至所述引线框架;以及焊料屏障，所述焊料屏障在所述引线框架上并且侧向包围所述半导体芯片，所述焊料屏障用来控制结合线厚度。18.根据权利要求17所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括镀覆区。19.根据权利要求17所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括环氧树脂或酰亚胺区。20.根据权利要求17所述的半导体器件，其中，所述焊料屏障包括氧化物区。

百度查询： 英飞凌科技股份有限公司 包括焊料屏障的半导体器件

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