晶片裝置和製造晶片裝置的方法

2023-12-01 01:26:46 6

晶片裝置和製造晶片裝置的方法
【專利摘要】在各種實施例中，提供了晶片裝置和製造晶片裝置的方法。晶片裝置可包括晶片載體和安裝在晶片載體上的晶片。晶片可包括至少兩個晶片接觸部以及在晶片和晶片載體之間的將晶片粘附到晶片載體的絕緣粘合劑。該至少兩個晶片接觸部可電耦合到晶片載體。
【專利說明】晶片裝置和製造晶片裝置的方法

【技術領域】
[0001]各種實施例總地涉及晶片裝置和製造晶片裝置的方法。

【背景技術】
[0002]在將晶片焊接或粘附到金屬襯底之後，所焊接或粘附的晶片的冷卻可能導致非常高的熱機應力。這歸因於在所使用的例如矽和銅的材料之間的熱膨脹係數(CTE)的差異。焊接一般在大約380°C的溫度處實施，而粘附一般在大約200°C的溫度處實施。矽的CTE是2.5x10_6/°C，而銅的CTE是16.5/°C。在從高溫度到低溫度的冷卻期間，不同的材料由於不同的CTE而不同地收縮。收縮中的差異可導致高熱機應力。
[0003]高熱機應力可引起在襯底內的破裂或使薄晶片(一般〈〈100 μ m)斷裂。襯底也可由於熱機應力而彎曲或扭曲。作為結果，隨後的例如雷射鑽孔、層壓和絲焊的製造過程可能不再能被實施。因此，由於不同材料之間的CTE中的差異引起的熱機應力影響晶片的可靠性。


【發明內容】

[0004]在各種實施例中，提供了晶片裝置。晶片裝置可包括晶片載體和安裝在晶片載體上的晶片。晶片可包括至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)以及在晶片和晶片載體之間的將晶片粘附到晶片載體的絕緣粘合劑。面向晶片載體的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)可電耦合到晶片載體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]在附圖中，相同的參考字符一般貫穿不同的視圖指代相同的部件。附圖不一定按比例，代之以一般將重點放在說明本發明的原理上。在下面的描述中，參考下面的附圖描述了本發明的各種實施例，其中:
圖1示出說明根據各種實施例的晶片裝置的橫截面側視圖的示意圖；
圖2示出說明根據各種實施例的製造晶片的方法的示意圖；
圖3示出說明根據各種實施例的晶片裝置的橫截面側視圖的示意圖；
包括圖4A到4E的圖4示出根據各種實施例的製造晶片裝置的方法；其中圖4A是根據各種實施例的具有粘附到晶片載體的多個晶片接觸部(或晶片端子)的晶片的示意圖；其中圖4B是根據各種實施例的包括晶片載體和安裝在晶片載體上的晶片的晶片裝置的示意圖；其中圖4C是根據各種實施例的包括至少橫向布置到晶片的密封材料的晶片裝置的示意圖；其中圖4D是根據各種實施例的包括延伸穿過密封材料的通孔的晶片裝置的示意圖；以及其中圖4E是根據各種實施例的包括至少一個接觸孔的晶片裝置的示意圖；
圖5示出說明根據各種實施例的晶片裝置的橫截面側視圖的示意圖；
包括圖6A到6C的圖6示出根據各種實施例的製造晶片裝置的方法；其中圖6A是根據各種實施例的具有粘附到晶片載體的多個晶片接觸部(或晶片端子)的晶片的示意圖；其中圖6B是根據各種實施例的在圖案化在晶片裝置上被實施之後的晶片裝置的示意圖；以及其中圖6C是根據各種實施例的在金屬的沉積之後的晶片裝置的示意圖；以及
包括圖7A和7B的圖7示出根據各種實施例的製造晶片裝置的方法；其中圖7A是根據各種實施例的具有粘附到晶片載體的多個晶片接觸部(或晶片端子)的晶片的示意圖；以及其中圖7B是根據各種實施例的包括形成延伸穿過密封材料的通孔的晶片裝置的示意圖。

【具體實施方式】
[0006]下面的詳細描述參考附圖，附圖通過說明的方式示出特定細節和其中可實踐本發明的實施例。
[0007]詞「示例性」在本文用於意指「用作例子、實例或說明」。在本文被描述為「示例性」的任何實施例或設計不一定應被解釋為相對於其它實施例和設計是優選的或有利的。
[0008]關於在側或表面「之上」形成的沉積材料使用的詞「在……之上」可在本文用於意指沉積材料可在暗指的側或表面「直接地上面」形成，例如與暗指的側或表面直接接觸。關於在側或表面「之上」形成的沉積材料使用的詞「在……之上」可在本文用於意指沉積材料可在暗指的側或表面「間接地上面」形成，一個或多個額外的層安排在暗指的側或表面和沉積材料之間。
[0009]本公開的各種方面提供能夠至少部分地解決上述挑戰中的一些的改進的晶片裝置和製造其的方法。
[0010]圖1是說明根據各種實施例的晶片裝置的橫截面側視圖的示意圖100。晶片裝置可包括晶片載體102和安裝在晶片載體102上的晶片104。晶片104可包括例如面向晶片載體102的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)106和在晶片104與晶片載體102之間的將晶片104粘附到晶片載體102的(電)絕緣粘合劑108。面向晶片載體102的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)106可電耦合到晶片載體102。
[0011]絕緣粘合劑108可配置成適應晶片104和晶片載體102中的不同材料的收縮(或膨脹)的差異。不同材料的收縮(或膨脹)的差異可歸因於不同的CTE。晶片104以及晶片載體102可能不再剛性地焊接或粘附到彼此。各種實施例可提供熱機應力的減小。各種實施例可提供破裂、彎曲和/或扭曲的出現的減少。
[0012]一個或多個晶片接觸部106也可被稱為一個或多個晶片端子，反之亦然。晶片可包括面向晶片載體102的側、背向晶片載體102的側以及從面向晶片載體102的側延伸到背向晶片載體102的側的兩個側壁(或橫向側)。
[0013]在各種實施例中，絕緣粘合劑108可部分地覆蓋至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)106。
[0014]在各種實施例中，晶片載體102可包括引線框架(Ieadframe)。引線框架可以是預先構造的引線框架或後構造的引線框架。換句話說，引線框架可在將晶片載體102粘附到晶片104之如被預先製造,或可在將晶片載體102粘附到晶片104之後形成。在各種實施例中，可通過使用粘合劑108將導電焊盤粘附到晶片104來形成後構造的引線框架。在各種實施例中，可通過例如藉助於蝕刻和/或衝壓在未圖案化引線框架上形成溝槽或中空結構來形成後構造的引線框架。
[0015]在各種實施例中，晶片載體102可包括圖案化晶片載體。在各種實施例中，晶片載體102可包括有槽晶片載體。在各種實施例中，晶片載體102可包括未圖案化晶片載體。
[0016]晶片104可包括矽、鍺、矽鍺、砷化鎵或任何其它半導體材料中的任一種。晶片接觸部(或晶片端子)106可包括金屬和/或金屬合金，例如銅、鋁、金或任何其它適當的金屬。此外，晶片接觸部(或晶片端子)可包括導電材料。晶片載體102可包括銅、鋁、金或任何其它適當的金屬。晶片載體102可包括引線框架、襯底或電路板。
[0017]在各種實施例中，晶片104可包括功率晶片，例如功率半導體晶片。在各種實施例中，例如面向晶片載體102的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)106可包括功率接觸部(或功率端子)。
[0018]在各種實施例中，例如面向晶片載體102的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)106可包括多個晶片接觸部(或晶片端子)。
[0019]在各種實施例中，晶片104可包括功率半導體晶片，例如功率金屬氧化物場效應電晶體(MOSFET)或絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。在各種實施例中，晶片104可包括諸如MOSFET或雙極結型電晶體(BJT)的電晶體。
[0020]在各種實施例中，多個晶片接觸部(或晶片端子)可包括控制接觸部(或控制端子)和功率接觸部(或功率端子)。控制接觸部(或控制端子)可被稱為柵極或基極。功率接觸部(或功率端子)可被稱為源極或發射極。
[0021]而且，晶片104還可包括背向晶片載體102的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)。該至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)可包括功率接觸部(或功率端子)。功率接觸部(或功率端子)可被稱為漏極或集電極。
[0022]絕緣粘合劑材料108可包括聚合物基體材料(matrix material)。電絕緣粘合劑材料可電隔離多個晶片接觸部(或晶片端子)中的每個。電絕緣粘合劑材料可提供在晶片接觸部(或晶片端子)之間或在晶片接觸部(或晶片端子)和晶片載體102之間的電隔離。電絕緣粘合劑材料可使控制接觸部與功率接觸部電隔離。換句話說，電絕緣粘合劑材料可提供在控制接觸部(或控制端子)和功率接觸部(或功率端子)之間的電隔離。各種實施例可包括粘合劑，所述粘合劑配置成提供在晶片接觸部之間或在晶片接觸部和晶片載體之間的良好且特別地可設置的電絕緣。
[0023]在各種實施例中，粘合劑可包括填料粒子。填料粒子的非限制性例子可包括氧化矽(Si02)、氧化鋁(Al2O3)或氮化硼(BN)。在各種實施例中，填料材料可幫助在晶片104的正常操作期間冷卻晶片104。
[0024]各種實施例提供雙側冷卻。
[0025]在各種實施例中，晶片裝置可包括至少一個隔離結構。在各種實施例中，晶片裝置可包括電隔離多個晶片接觸部(或晶片端子)中的每個的隔離結構。換句話說，晶片裝置還可包括用於提供在晶片接觸部(或晶片端子)之間和/或在晶片接觸部(或晶片端子)和晶片載體之間的電隔離的隔離結構材料。隔離結構可使控制接觸部(或控制端子)與功率接觸部(或功率端子)電隔離。換句話說，隔離結構可提供在控制接觸部和功率接觸部之間的電隔離。隔離結構可包括隔離箔。
[0026]在各種實施例中，至少一個隔離結構可在晶片和晶片載體之間。至少一個隔離結構可至少部分地覆蓋至少一個晶片接觸部。在各種實施例中，絕緣粘合劑可以不覆蓋所述至少兩個晶片接觸部。至少一個隔離結構中的每個可作為單個連續層沉積在晶片接觸部之上。在各種實施例中，至少一個隔離結構可以在未被晶片接觸部覆蓋的晶片的部分上。至少一個隔離結構可至少部分地在絕緣粘合劑上。此外，絕緣粘合劑可至少部分地在至少一個隔離結構上。
[0027]面向晶片載體102的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)106可藉助於穿過粘合劑108的至少一個接觸過孔電耦合到晶片載體102。該至少一個接觸過孔可包括電氣導電材料。在各種實施例中，該至少一個接觸過孔可包括金屬和/或金屬合金。在各種實施例中，該至少一個接觸過孔可包括銅或鋁中的任一種。在各種實施例中，該至少一個接觸過孔可包括導電材料。接觸過孔可包括摻雜多晶矽。
[0028]在各種實施例中，晶片裝置可包括至少橫向相鄰於晶片104而布置的密封材料。密封材料可以是模塑材料。密封材料可至少橫向相鄰於晶片104而布置以覆蓋晶片104的側壁。密封材料還可布置在晶片104的背向晶片載體102的側之上。
[0029]在各種實施例中，晶片104可包括背向晶片載體的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)。晶片裝置還可包括延伸穿過橫向布置到晶片104的密封材料的接觸孔以使晶片載體102與背向晶片載體102的另外的晶片接觸部(或晶片端子)電耦合。接觸孔也可被稱為通孔。接觸孔可包括導電材料。接觸孔可包括金屬，例如銅或鋁。晶片裝置還可包括再分布結構。再分布結構可配置成使該另外的晶片接觸部(或晶片端子)與接觸孔電耦合。再分布結構可包括至少一個再分布層。再分布層可以是包括將晶片104中的電路的輸入/輸出(I/O)焊盤連接到其它位置的金屬化的層。
[0030]晶片裝置還可包括延伸穿過橫向布置到晶片104的密封材料的一個或多個另外的接觸孔以使晶片載體102與背向晶片載體102的至少一個另外的晶片端子(或晶片接觸部)電耦合。該一個或多個另外的接觸孔中的每個還可與該另外的晶片端子之一電耦合。
[0031]在各種實施例中，晶片裝置可包括安裝在晶片載體102上的另外的晶片。該另外的晶片可每個包括面向晶片載體102的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)。晶片裝置還可包括在該另外的晶片和晶片載體102之間的絕緣粘合劑108以將該另外的晶片粘附到晶片載體102。面向晶片載體102的每個另外的晶片的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)可電耦合到晶片載體102。
[0032]在各種實施例中，晶片載體102可包括一個或多個襯底。在各種實施例中，晶片載體102可包括一個或多個引線框架。
[0033]圖2是說明根據各種實施例的製造晶片的方法200的示意圖。在202中，該方法可包括將晶片粘附在晶片載體上，晶片載體包括例如面向晶片載體的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)，其中晶片藉助於在晶片和晶片載體之間形成的絕緣粘合劑粘附到晶片載體。此外，在204中，該方法可包括將例如面向晶片載體的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)電耦合到晶片載體。
[0034]各種實施例可消除對臨時襯底的需要，因為晶片可直接粘附到晶片載體。
[0035]在各種實施例中，將晶片粘附在晶片載體上可包括用絕緣粘合劑覆蓋至少一個晶片接觸部(或晶片端子)。
[0036]在各種實施例中，晶片載體可包括引線框架。引線框架可以是預先構造的引線框架或後構造的引線框架。換句話說，引線框架可在將晶片載體粘附到晶片之前被預先製造，或可在將晶片載體粘附到晶片之後形成。可通過使用絕緣粘合劑將導電焊盤粘附到晶片來形成後構造的引線框架。在各種實施例中，可通過例如藉助於蝕刻和/或衝壓在未圖案化引線框架上形成溝槽或中空結構來形成後構造的引線框架。
[0037]在各種實施例中，晶片可包括功率半導體晶片。此外，面向晶片載體的至少一個晶片接觸部(或晶片端子)可包括功率接觸部(或功率端子)。
[0038]在各種實施例中，例如面向晶片載體的至少兩個晶片接觸部(或晶片端子)可包括多個晶片接觸部(或晶片端子)。
[0039]在各種實施例中，晶片可包括功率半導體晶片，例如功率金屬氧化物場效應電晶體(MOSFET)或絕緣柵雙極電晶體(IGBT )。在各種實施例中，晶片可包括諸如MOSFET或BJT的電晶體。
[0040]在各種實施例中，多個晶片接觸部(或晶片端子)可包括控制接觸部(或控制端子)和功率接觸部(功率端子)。控制接觸部(控制端子)可被稱為柵極或基極。功率接觸部(功率端子)可被稱為源極或發射極。
[0041]而且，晶片還可包括背向晶片載體的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)。該至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)可包括功率接觸部(或功率端子)。功率接觸部(或功率端子)可被稱為漏極或集電極。
[0042]電絕緣粘合劑材料可電隔離多個晶片接觸部(或晶片端子)中的每個。電絕緣粘合劑材料可使控制接觸部(或控制端子)與功率接觸部(或功率端子)電隔離。
[0043]在各種實施例中，該方法還可提供形成至少一個隔離結構以電隔離多個晶片接觸部(或晶片端子)中的每個。在各種實施例中，形成至少一個隔離結構可包括形成至少一個隔離結構以至少部分地覆蓋晶片接觸部。在各種實施例中，形成至少一個隔離結構可包括將至少一個隔離結構中的每個作為連續層沉積在每個晶片接觸部之上。在各種實施例中，形成至少一個隔離結構包括在未被晶片接觸部覆蓋的晶片上形成至少一個隔離結構。在各種實施例中，形成至少一個隔離結構可包括至少部分地在粘合劑材料上形成至少一個隔離結構。在各種實施例中，形成至少一個隔離結構可包括至少部分地在晶片上形成至少一個隔離結構。
[0044]在各種實施例中，該方法還可包括形成穿過絕緣粘合劑的至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)。該方法還可包括藉助於穿過粘合劑的至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)將面向晶片載體的至少一個晶片接觸部(或晶片端子)電耦合到晶片載體。
[0045]在各種實施例中，該至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)可包括電氣導電材料。在各種實施例中，該至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)可包括金屬和/或金屬合金。該至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)可包括銅或鋁中的任一種。在各種實施例中，該至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)可包括導電材料，例如多晶矽。
[0046]在各種實施例中，該方法還可包括至少橫向相鄰於晶片而布置密封材料。密封材料可至少橫向相鄰於晶片而布置以覆蓋晶片的側壁。密封材料還可布置在晶片的背向晶片載體的側之上。
[0047]在各種實施例中，晶片還可包括背向晶片載體的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)。該方法還可包括形成延伸穿過橫向布置到晶片的密封材料的接觸孔以使晶片載體與背向晶片載體的另外的晶片接觸部(或晶片端子)電耦合。此外，形成接觸孔可涉及形成通孔。形成接觸孔還可包括將金屬或導電材料沉積在通孔中。
[0048]該方法可包括形成延伸穿過布置到晶片的密封材料的後續接觸孔以使晶片載體與背向晶片載體的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)電耦合。一個或多個另外的接觸孔中的每個還可與另外的晶片接觸部(或晶片端子)之一電耦合。
[0049]在各種實施例中，該方法還可包括形成配置成使該另外的晶片接觸部(或晶片端子)與接觸孔電耦合的再分布結構。再分布結構可包括至少一個再分布層。
[0050]圖3是說明根據各種實施例的晶片裝置的橫截面側視圖的示意圖300。晶片裝置可包括晶片載體302和包括至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)306的晶片304。晶片304可由晶片載體302支撐，使得至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)306可面向晶片載體302。晶片裝置還可提供在晶片304和晶片載體302之間的絕緣粘合劑308以將晶片304粘附到晶片載體302。晶片裝置還可提供延伸穿過粘合劑308的至少一個電氣導電結構310，使得至少兩個晶片端子306電耦合到晶片載體302。
[0051]在各種實施例中，絕緣粘合劑308可部分地覆蓋至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)306。
[0052]在各種實施例中，晶片載體302可包括引線框架。引線框架可以是預先構造的引線框架或後構造的引線框架。換句話說，引線框架可在將晶片載體302粘附到晶片304之前被預先製造，或可在將晶片載體302粘附到晶片304之後形成。可通過使用絕緣粘合劑308將導電焊盤粘附到晶片304來形成後構造的引線框架。在各種實施例中，可通過在未圖案化引線框架上形成溝槽或中空結構來形成後構造的引線框架。可藉助於蝕刻和/或衝壓來構造引線框架。
[0053]在各種實施例中，晶片載體302可包括圖案化晶片載體。在各種實施例中，晶片載體302可包括有槽晶片載體。晶片載體302可包括未圖案化晶片載體。
[0054]晶片304可包括矽、鍺、矽鍺、砷化鎵或任何其它半導體材料中的任一種。晶片端子(或晶片接觸部)302可包括金屬和/或金屬合金，例如銅、鋁、金或任何其它適當的金屬。晶片端子(或晶片接觸部)302可包括電氣導電材料。晶片載體302可包括銅、鋁、金或任何其它適當的金屬和/或金屬合金。晶片載體102可包括引線框架、襯底或電路板。
[0055]在各種實施例中，晶片304可包括功率半導體晶片。在各種實施例中，例如面向晶片載體302的至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)306可包括功率端子(或功率接觸部)。
[0056]在各種實施例中，例如面向晶片載體302的至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)306可包括多個晶片端子(或晶片接觸部)。
[0057]在各種實施例中，晶片304可包括功率半導體晶片,例如功率金屬氧化物場效應電晶體(MOSFET)或絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。在各種實施例中，晶片304可包括諸如MOSFET或BJT的電晶體。
[0058]在各種實施例中，多個晶片接觸部(或晶片端子)可包括控制端子(或控制接觸部)和功率端子(或功率接觸部)。控制端子(或控制接觸部)可被稱為柵極或基極。功率端子(或功率接觸部)可被稱為源極或發射極。
[0059]而且，晶片304還可包括背向晶片載體302的至少一個另外的晶片端子(或晶片接觸部)。該至少一個另外的晶片端子(或晶片)接觸部可包括功率端子(或功率接觸部)。功率端子(或功率接觸部)可被稱為漏極或集電極。
[0060]電絕緣粘合劑材料308可包括聚合物基體材料。電絕緣粘合劑材料可電隔離多個晶片端子(或晶片接觸部)中的每個。換句話說，電絕緣粘合劑材料可提供在晶片端子(或晶片接觸部)之間的電隔離。電絕緣粘合劑材料可提供在晶片端子(或晶片接觸部)之間的電隔離或在晶片端子(或晶片接觸部)和晶片載體302之間的電隔離。電絕緣粘合劑材料可使控制端子(或控制接觸部)與功率端子(或功率接觸部)電隔離。換句話說，電絕緣粘合劑材料可提供在控制端子(或控制接觸部)和功率端子(或功率接觸部)之間的電隔離。
[0061]在各種實施例中，粘合劑可包括填料粒子。填料粒子的非限制性例子可包括氧化矽(Si02)、氧化鋁(Al2O3)或氮化硼(BN)。
[0062]在各種實施例中，晶片裝置可包括至少一個隔離結構。在各種實施例中，晶片裝置可包括電隔離多個晶片端子(或晶片接觸部)中的每個的隔離結構。換句話說，晶片裝置還可包括用於提供在晶片端子(或晶片接觸部)之間和/或在晶片端子(或晶片接觸部)和晶片載體之間的電隔離的隔離結構。隔離結構可使控制端子(或控制接觸部)與功率端子(或功率接觸部)電隔離。換句話說，隔離結構可提供在控制端子(控制接觸部)與功率端子(功率接觸部)之間的電隔離。隔離結構可包括隔離箔。
[0063]在各種實施例中，該至少一個隔離結構可在晶片和晶片載體之間。在各種實施例中，該至少一個隔離結構可部分地覆蓋所述至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)。在各種實施例中，絕緣粘合劑可以不覆蓋至少一個晶片端子(或晶片接觸部)。該至少一個隔離結構可作為單個連續層沉積在晶片端子(或晶片接觸部)之上。該至少一個隔離結構可以在未被晶片接觸部覆蓋的晶片的部分上。該至少一個隔離結構可至少部分地在絕緣粘合劑上。絕緣粘合劑可至少部分地在該至少一個隔離結構上。
[0064]在各種實施例中，至少一個電氣導電結構310可包括至少一個接觸過孔。該至少一個接觸過孔可包括電氣導電材料。該至少一個接觸過孔可包括金屬和/或金屬合金。在各種實施例中，該至少一個接觸過孔可包括銅或鋁中的任一種。
[0065]在各種實施例中，晶片裝置可包括至少橫向相鄰於晶片304而布置的密封材料。密封材料可以是模塑材料。密封材料可至少橫向相鄰於晶片304而布置以覆蓋晶片304的側壁。密封材料還可布置在晶片304的背向晶片載體302的側之上。
[0066]在各種實施例中，晶片304還可包括背向晶片載體302的至少一個另外的晶片端子(或晶片接觸部)。晶片裝置還可包括延伸穿過橫向布置到晶片304的密封材料的接觸孔以使晶片載體302與背向晶片載體302的另外的晶片端子(或晶片接觸部)電耦合。接觸孔也可被稱為通孔。接觸孔可包括導電材料。接觸孔可包括金屬和/或金屬合金，例如銅或招。
[0067]晶片裝置可包括延伸穿過橫向布置到晶片304的密封材料的一個或多個另外的接觸孔以使晶片載體302與背向晶片載體302的至少一個另外的晶片端子(或晶片接觸部)電耦合。該一個或多個另外的接觸孔中的每個還可與另外的晶片端子(或晶片接觸部)之一電率禹合。
[0068]晶片裝置還可提供配置成使該另外的晶片端子(或晶片接觸部)與接觸孔電耦合的再分布結構。再分布結構可包括至少一個再分布層。再分布層可以是包括將晶片304中的電路的輸入輸出焊盤連接到其它位置的金屬化的層。
[0069]在各種實施例中，晶片裝置可包括由晶片載體302支撐的另外的晶片。該另外的晶片可每個包括面向晶片載體302的至少一個晶片端子(或晶片接觸部)。晶片裝置還可包括在該另外的晶片和晶片載體304之間的絕緣粘合劑308以將該另外的晶片粘附到晶片載體302。每個另外的晶片還可包括延伸穿過絕緣粘合劑308的至少一個電氣導電結構，使得至少一個晶片端子(或晶片接觸部)電耦合到晶片載體302。
[0070]在各種實施例中，晶片載體302可包括一個或多個襯底。在各種實施例中，晶片載體302可包括一個或多個引線框架。
[0071]圖4A到E示出根據各種實施例的製造晶片裝置的方法。所示的值僅為了說明且並不意圖為限制性的。圖4A示出根據各種實施例的具有粘附到晶片載體402的多個晶片接觸部(或晶片端子)406a、406b的晶片404的示意圖400a。晶片載體402可包括圖案化晶片載體或有槽晶片載體。多個晶片接觸部(或晶片端子)406a、406b面向晶片載體402。晶片404可以是金屬氧化物場效應電晶體(M0SFET)。多個晶片接觸部(或晶片端子)中的一個406a可包括柵極。多個晶片接觸部中的另一個406b可包括源極。晶片404可包括背向晶片載體404的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)412。另外的晶片接觸部(或晶片端子)412可包括漏極。然而，晶片接觸部可以是可互換的。例如，在各種可替代的實施例中，晶片接觸部406b可被當作漏極，另外的晶片接觸部412可被當作源極。在各種實施例中，晶片接觸部406a可被當作漏極或源極，且晶片接觸部406b或另外的晶片接觸部412中的任一個可被當作柵極。
[0072]晶片404可使用例如電絕緣粘合劑材料的粘合劑408粘附到晶片載體402。粘合劑408可包括填料材料。可替代地，絕緣粘合劑408可以不包括填料材料，換句話說，可以沒有填料材料。填料材料的例子可包括Si02、Al2O3或BN。粘合劑408可被應用，使得多個晶片接觸部406a、406b完全或至少部分地被覆蓋。在各種實施例中，粘合劑材料範圍可從大約I μ m到大約100 μ m,例如大約5 μ m到大約50 μ m,例如大約20 μ m到大約30 μ m。在各種實施例中，晶片載體402可具有範圍從大約50 μ m到大約500 μ m的厚度，例如大約200 μ m。在各種實施例中，晶片402和粘合劑408可具有在從大約30 μ m到大約100μ m的範圍內的總厚度，例如大約60 μ m。在源極和柵極之間的距離可例如範圍從大約50μ m到大約300 μ m，例如大約200 μ m。各種實施例可提供其中粘合劑408的厚度可被準確地設置的方法。粘合劑408的厚度的準確設置可導致更可控制的介電強度。
[0073]晶片載體402可以是引線框架。引線框架中的每個引線或管腳的寬度可以大於大約100 μL?。在引線框架的引線或管腳之間的距離可以從大約100 μL?到大約200 μL?。
[0074]圖4Β示出根據各種實施例的包括晶片載體402和安裝在晶片載體402上的晶片404的晶片裝置的示意圖400b。晶片404可使用粘合劑接合在晶片載體402上。晶片404可在升高的溫度和壓力下接合在晶片載體402上。用於接合的溫度範圍可從大約100°C到大約250° C。
[0075]還可設想，晶片404可用面向晶片載體402的另外的晶片接觸部412 (B卩，漏極)粘附到的晶片載體402。另外的晶片接觸部412可至少部分地被粘合劑408覆蓋。晶片接觸部406a、406b可背向晶片載體402。
[0076] 圖4C示出根據各種實施例的包括至少橫向布置到晶片404的密封材料414的晶片裝置的示意圖400c。在各種實施例中，提供了可包括將密封材料414至少橫向布置到晶片404的方法。密封材料可包括模塑材料。在各種實施例中，密封材料414可至少橫向相鄰於晶片404而布置以覆蓋晶片404的側壁。布置密封材料414可包括使用層壓箔。
[0077]圖4D示出根據各種實施例的包括延伸穿過密封材料414的通孔416的晶片裝置的示意圖400d。在各種實施例中，形成延伸穿過密封材料的接觸孔可包括形成穿過密封材料414的通孔416。形成通孔可包括鑽孔。鑽孔可包括雷射鑽孔。形成通孔可包括蝕刻。形成通孔416可包括鑽孔和蝕刻的組合。
[0078]圖4E示出根據各種實施例的包括至少一個接觸孔的晶片裝置的示意圖400e。在各種實施例中，形成延伸穿過密封材料414的接觸孔418可包括金屬的沉積。金屬的沉積包括電鍍填充、電解沉積、無電沉積和化學氣相沉積(CVD)中的任一種。在各種實施例中，形成延伸穿過密封材料414的接觸孔418可包括在形成通孔416之後金屬在通孔416中的沉積。形成接觸孔418可包括在形成通孔416之後導電材料在通孔416中的沉積。在各種實施例中，形成至少一個導電結構410可包括金屬的沉積。金屬的沉積包括電鍍填充、電解沉積、無電沉積和化學氣相沉積(CVD)中的任一種。在各種實施例中，形成至少一個導電結構410可包括導電材料的沉積。在各種實施例中，該方法可提供移除覆蓋至少一個晶片接觸部(或晶片端子)的粘合劑的至少一部分。在各種實施例中，該方法可提供在沉積金屬(或導電材料)之前移除覆蓋至少一個晶片接觸部(或晶片端子)的粘合劑的至少一部分。在各種實施例中，該方法可提供形成至少一個中空結構或溝槽422。在各種實施例中，形成至少一個中空結構或溝槽422可包括在金屬(或導電材料)的沉積之前選擇性地掩蔽晶片框架的至少一部分以形成中空結構或溝槽422。在各種實施例中，該方法可提供形成配置成使另外的晶片接觸部412與接觸孔416電耦合的再分布結構420。在各種實施例中，形成再分布結構420可包括金屬或導電材料的沉積。金屬的沉積可包括電鍍填充、電解沉積、無電沉積和化學氣相沉積(CVD)中的任一種。在各種實施例中，沉積金屬(或導電材料)可同時形成下列項中的一個或多個:再分布層420、接觸孔416和至少一個導電結構410。在各種實施例中，可使用例如摻雜多晶矽的其它導電材料來代替金屬。導電材料的沉積可包括CVD。
[0079]在各種實施例中，晶片裝置可包括至少一個隔離結構。在各種實施例中，該至少隔離結構可在晶片404和晶片載體406之間。在各種實施例中，該至少一個隔離結構可至少部分地覆蓋至少一個晶片接觸部406a、406b中的任一個。在各種實施例中，粘合劑408可以不覆蓋至少一個晶片接觸部406a、406b。在各種實施例中，該至少一個隔離結構可作為單個連續層沉積在至少一個晶片接觸部406a和406b中的任一個之上。每個隔離結構的至少一部分可在金屬(或導電材料)的沉積之前被移除。在各種實施例中，該至少一個隔離結構可以在不被晶片接觸部406a和406b覆蓋的晶片404的部分上。在各種實施例中，至少一個隔離結構可至少部分地在絕緣粘合劑408上。在各種實施例中，該至少一個隔離結構可以至少部分地在絕緣粘合劑408上。在各種實施例中，絕緣粘合劑408可至少部分地在該至少一個隔離結構上。
[0080]圖5是說明根據各種實施例的晶片裝置的橫截面側視圖的示意圖500。晶片裝置可包括晶片載體502和安裝在晶片載體502上的晶片504。晶片504可包括面向晶片載體504的至少一個晶片接觸部(或晶片端子)506a、506b，以及在晶片和晶片載體502之間的將晶片504粘附到晶片載體502的粘合劑508。面向晶片載體502的至少一個晶片接觸部(或晶片端子)506a、506b可電耦合到晶片載體502。面向晶片載體502的至少一個晶片接觸部506a、506b可藉助於穿過粘合劑508的至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)510電耦合到晶片載體。此外，晶片裝置包括背向晶片載體502的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)512。晶片裝置還可包括橫向相鄰於晶片504而布置的密封材料514以覆蓋晶片504的側壁。此外，密封材料514可布置在晶片504的背向晶片載體502的側之上。換句話說，晶片504可被完全密封(例如模製)。晶片裝置還可包括延伸穿過橫向布置到晶片504的密封材料514的接觸孔518以使晶片載體502與至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)512電耦合。晶片裝置還可包括配置成使至少一個另外的晶片接觸部512與接觸孔518電耦合的再分布結構520。此外，至少一個另外的晶片接觸部512可藉助於穿過密封材料514(即，布置在晶片504的背向晶片載體502的側之上的密封材料514)的至少一個另外的接觸過孔(或電氣導電結構)524電耦合到再分布結構520。換句話說，接觸孔518可藉助於至少一個另外的接觸過孔(或電氣導電結構)524和再分布結構520電耦合到另外的晶片接觸部512。
[0081]在各種實施例中，晶片裝置可包括晶片載體502和包括至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)506的晶片504。晶片504可由晶片載體502支撐，使得至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)506a、506b可面向晶片載體502。晶片裝置還可提供在晶片504和晶片載體502之間的絕緣粘合劑508以將晶片504粘附到晶片載體502。晶片裝置還可提供延伸穿過絕緣粘合劑508的至少一個電氣導電結構510，使得至少兩個晶片端子(或晶片接觸部)306電耦合到晶片載體502。此外，晶片裝置包括背向晶片載體502的至少一個另外的晶片端子(或晶片接觸部)512。晶片裝置還可包括橫向相鄰於晶片504而布置的密封材料514以覆蓋晶片504的至少一個側壁。此外，密封材料514可布置在晶片504的背向晶片載體502的側之上。換句話說，晶片504可被密封材料514和絕緣粘合劑508完全密封。晶片裝置還可包括延伸穿過橫向布置到晶片504的密封材料514的接觸孔518以使晶片載體502與至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)512電耦合。晶片裝置還可包括配置成使另外的晶片接觸部512與接觸孔518電耦合的再分布結構520。此外，晶片裝置可包括延伸穿過密封材料514 (即，布置在晶片504的背向晶片載體502的側之上的密封材料514)的至少一個另外的電氣導電結構524，使得至少一個另外的晶片端子(或晶片接觸部)512電耦合到再分布結構520。換句話說,接觸孔518可藉助於至少一個另外的電氣導電結構524和再分布結構520電耦合到另外的晶片接觸部512。
[0082]圖6A到C示出根據各種實施例的製造晶片裝置的方法。圖6A示出根據各種實施例的具有粘附到晶片載體602的多個晶片接觸部(或晶片端子)606a、606b的晶片604的示意圖600a。晶片載體602可包括未圖案化晶片載體。多個晶片接觸部(或晶片端子)606a、606b面向晶片載體602。晶片604可以是金屬氧化物場效應電晶體(M0SFET)。多個晶片接觸部(或晶片端子)中的一個606a可包括柵極。多個晶片接觸部中的另一個接觸部604b可包括源極。晶片604可包括背向晶片載體604的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)612。另外的晶片接觸部(或晶片端子)612可包括漏極。然而，晶片接觸部可以是可互換的。例如，在各種實施例中，晶片接觸部606b可被當作漏極，另外的晶片接觸部612可被當作源極。在各種實施例中，晶片接觸部606a可被當作漏極或源極，且晶片接觸部606b或另外的晶片接觸部612中的任一個可被當作柵極。
[0083]晶片604可使用(電)絕緣粘合劑608粘附到晶片載體602。絕緣粘合劑608可包括填料材料。可替代地，絕緣粘合劑608可以不包括填料材料。填料材料的例子可包括S12, Al2O3或BN。絕緣粘合劑608可被應用，使得多個晶片接觸部606a、606b完全或至少部分地被覆蓋。
[0084]圖6B示出根據各種實施例的在圖案化在晶片裝置上被實施之後的晶片裝置的示意圖600b。該方法還可提供對晶片載體602圖案化。在各種實施例中，對晶片載體602圖案化包括在晶片604粘附到晶片載體602之後對晶片載體602圖案化。對晶片載體602圖案化可包括在晶片載體602上形成至少一個中空結構或溝槽622a、622b。在各種實施例中，對晶片載體602圖案化可包括在晶片載體602的至少一部分上形成在至少兩個晶片接觸部606a、606b之上的至少一個中空結構或溝槽622a、622b。在各種實施例中，該方法還可提供對粘合劑608圖案化。對粘合劑608圖案化可包括移除絕緣粘合劑608的部分，絕緣粘合劑608的該部分在晶片載體602的被移除以形成至少一個中空結構或溝槽622a、622b的部分之上。在各種實施例中，對絕緣粘合劑608圖案化可包括移除絕緣粘合劑608的在至少兩個晶片接觸部606a、606b之上的至少一部分。
[0085]圖6C是根據各種實施例的在金屬(或導電材料)的沉積之後的晶片裝置的示意圖600c。該方法還可提供選擇性地掩蔽或覆蓋中空結構或溝槽622a的至少一些。該方法可提供在沉積金屬(或導電材料)之前選擇性地掩蔽或覆蓋中空結構或溝槽622a的至少一些。該方法還可提供沉積金屬(或導電材料)，使得中空結構或溝槽622b被填充以形成至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)。金屬的沉積可包括電鍍填充、電解沉積、無電沉積和化學氣相沉積(CVD )中的任一種。導電材料的沉積可包括CVD。
[0086]該方法還可提供進一步的處理，例如可在上面描述了的密封、再分布的結構的形成和/或另外的接觸過孔(或電氣導電結構)的形成。
[0087]圖7A和7B示出根據各種實施例的製造晶片裝置的方法。圖7A示出根據各種實施例的具有粘附到晶片載體702的多個晶片接觸部(或晶片端子)706a、706b的晶片704的示意圖700a。晶片載體702可包括未圖案化晶片載體。多個晶片接觸部(或晶片端子)706a、706b可面向晶片載體702。晶片704可以是金屬氧化物場效應電晶體(M0SFET)。多個晶片接觸部(或晶片端子)中的一個706a可包括柵極。多個晶片接觸部中的另一個704b可包括源極。晶片704可包括背向晶片載體604的至少一個另外的晶片接觸部(或晶片端子)712。另外的晶片接觸部(或晶片端子)712可包括漏極。然而，晶片接觸部可以是可互換的。例如，在各種實施例中，晶片接觸部706b可被當作漏極，另外的晶片接觸部712可被當作源極。在各種實施例中，晶片接觸部706a可被當作漏極或源極，且晶片接觸部706b或另外的晶片接觸部712中的任一個可被當作柵極。
[0088]晶片704可使用例如電絕緣粘合劑材料的粘合劑708粘附到晶片載體702。粘合劑708可包括填料材料。可替代地，粘合劑708可以不包括填料材料。填料材料的例子可包括S12、Al2O3或BN。粘合劑708可被應用，使得多個晶片接觸部706a、706b完全或至少部分地被覆蓋。該方法還可包括至少橫向相鄰於晶片704而布置密封材料714以覆蓋晶片714的側壁。該方法還可包括將密封材料714布置在晶片704的背向晶片載體的側之上。
[0089]圖7B示出根據各種實施例的包括形成延伸穿過密封材料714的通孔716的晶片裝置的示意圖700b。在各種實施例中，形成延伸穿過密封材料的接觸孔可包括形成通孔716。形成通孔可包括鑽孔。鑽孔可包括雷射鑽孔。形成通孔可包括蝕刻。形成通孔716可包括鑽孔和蝕刻的組合。
[0090]該方法還可提供對晶片載體702圖案化。在各種實施例中，對晶片載體702圖案化包括在晶片704粘附到晶片載體702之後對晶片載體702圖案化。對晶片載體702圖案化可包括在晶片載體702上形成至少一個中空結構或溝槽722a、722b。在各種實施例中，對晶片載體702圖案化可包括在晶片載體702的至少一部分上在晶片載體上形成在至少一個晶片接觸部706a、706b之上的至少一個中空結構或溝槽722a、722b。在各種實施例中，該方法還可提供對粘合劑708圖案化。對粘合劑708圖案化可包括移除絕緣粘合劑708的部分，絕緣粘合劑708的該部分在晶片載體702的被移除以形成至少一個中空結構或溝槽722a、722b的部分之上。在各種實施例中，對粘合劑708圖案化可包括移除粘合劑708的在至少兩個晶片接觸部706a、706b之上的至少一部分。
[0091]該方法還可提供金屬(或導電材料)的沉積。該方法還可提供在沉積金屬(或導電材料)之前選擇性地掩蔽或覆蓋中空結構或溝槽的至少一些。該方法還可提供沉積金屬(或導電材料)，使得中空結構或溝槽(其未被掩蔽或覆蓋)被填充以形成至少一個接觸過孔(或電氣導電結構)。該方法還可提供進一步的處理，例如可在上面描述了的密封、再分布的結構的形成和/或另外的接觸過孔(或電氣導電結構)的形成。
[0092]雖然已經參考特定的實施例具體示出並描述了本發明，但是本領域中的技術人員應理解，可在其中做出形式和細節上的各種改變，而不偏離如所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍。本發明的範圍因此由所附權利要求來指示，且因此意圖涵蓋出現在權利要求的等效意義和範圍內的所有改變。
【權利要求】
1.一種晶片裝置，包括: 晶片載體； 晶片，其安裝在所述晶片載體上，所述晶片包括面向所述晶片載體的至少兩個晶片接觸部；以及 絕緣粘合劑，其在所述晶片和所述晶片載體之間以將所述晶片粘附到所述晶片載體； 其中所述至少兩個晶片接觸部電耦合到所述晶片載體。
2.如權利要求1所述的晶片裝置， 其中所述絕緣粘合劑部分地覆蓋所述至少兩個晶片接觸部。
3.如權利要求1所述的晶片裝置， 其中所述晶片包括功率半導體晶片；以及 其中面向所述晶片載體的至少一個晶片接觸部包括功率接觸部。
4.如權利要求1所述的晶片裝置， 其中所述晶片包括 功率半導體晶片；以及 其中多個晶片接觸部包括控制接觸部和功率接觸部。
5.如權利要求1所述的晶片裝置， 其中所述晶片還包括背向所述晶片載體的至少一個另外的晶片接觸部。
6.如權利要求1所述的晶片裝置， 其中所述至少兩個晶片接觸部藉助於穿過所述絕緣粘合劑的至少一個接觸過孔電耦合到所述晶片載體。
7.如權利要求1所述的晶片裝置，還包括: 至少橫向相鄰於所述晶片而布置的密封材料。
8.如權利要求7所述的晶片裝置， 其中所述密封材料至少橫向相鄰於所述晶片而布置以覆蓋所述晶片的側壁。
9.如權利要求8所述的晶片裝置， 其中所述晶片還包括背向所述晶片載體的至少一個另外的晶片接觸部； 其中所述晶片裝置還包括延伸穿過橫向布置到所述晶片的密封材料的接觸孔以使所述晶片載體與背向所述晶片載體的所述另外的晶片接觸部電耦合。
10.如權利要求9所述的晶片裝置，還包括: 配置成使所述另外的晶片接觸部與所述接觸孔電耦合的再分布結構。
11.如權利要求10所述的晶片裝置， 其中所述再分布結構包括至少一個再分布層。
12.一種用於製造晶片裝置的方法，所述方法包括: 將晶片粘附在晶片載體上，所述晶片包括至少兩個晶片接觸部， 其中所述晶片藉助於在所述晶片和所述晶片載體之間形成的絕緣粘合劑粘附到所述晶片載體；以及 將所述至少兩個晶片接觸部電耦合到所述晶片載體。
13.如權利要求12所述的方法， 其中將所述晶片粘附在所述晶片載體上包括用所述絕緣粘合劑部分地覆蓋所述至少兩個晶片接觸部。
14.如權利要求12所述的方法， 其中所述晶片包括功率半導體晶片；以及 其中所述至少兩個晶片接觸部包括功率接觸部。
15.如權利要求12所述的方法，還包括: 形成穿過所述粘合劑的至少一個接觸過孔； 藉助於穿過所述粘合劑的所述至少一個接觸過孔將面向所述晶片載體的至少一個晶片接觸部電耦合到所述晶片載體。
16.一種晶片裝置，包括: 晶片載體； 晶片，其包括至少兩個晶片端子，其中所述晶片由所述晶片載體支撐，使得所述至少兩個晶片端子面向所述晶片載體；以及 絕緣粘合劑，其在所述晶片和所述晶片載體之間以將所述晶片粘附到所述晶片載體；至少一個電氣導電結構，其延伸穿過所述絕緣粘合劑，使得所述至少兩個晶片端子電耦合到所述晶片載體。
17.如權利要求16所述的晶片裝置， 其中所述絕緣粘合劑部 分地覆蓋所述至少兩個晶片端子。
18.如權利要求16所述的晶片裝置， 其中所述晶片包括功率半導體晶片；以及 其中面向所述晶片載體的所述至少兩個晶片端子包括功率端子。
19.如權利要求16所述的晶片裝置， 其中所述至少一個電氣導電結構包括至少一個接觸過孔。
20.如權利要求16所述的晶片裝置，還包括: 至少橫向相鄰於所述晶片而布置的密封材料。
21.如權利要求20所述的晶片裝置， 其中所述密封材料至少橫向相鄰於所述晶片而布置以覆蓋所述晶片的至少一個側壁。
22.如權利要求21所述的晶片裝置， 其中所述密封材料還布置在所述晶片的背向所述晶片載體的側之上。
23.如權利要求16所述的晶片裝置， 其中所述晶片還包括背向所述晶片載體的至少一個另外的晶片端子； 其中所述晶片裝置還包括延伸穿過橫向布置到所述晶片的密封材料的接觸孔以使所述晶片載體與背向所述晶片載體的所述另外的晶片端子電耦合。
24.如權利要求23所述的晶片裝置，還包括: 配置成使所述另外的晶片端子與所述至少一個接觸孔電耦合的再分布結構。
【文檔編號】H01L21/60GK104051314SQ201410091822
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2013年3月13日
【發明者】E.菲爾古特, K.侯賽尼, J.馬勒, G.邁爾-貝格, R.斯泰納 申請人:英飛凌科技股份有限公司