具有散热器的电子封装及其制造方法与流程

本公开的各方面整体涉及电子封装(electronic package)及其制造方法。

背景技术：

1、诸如半导体管芯(semiconductor die)等电子元件(electroniccomponents)可以布置在电子封装内部，以保护所述电子元件免受外部损坏，例如由于机械应力造成的损坏。在模制的(molded)电子封装中，电子元件可以由封装材料，例如被布置成保护所述电子元件的固化的模塑料体(body of solidified molding compound)，所包封(encapsulate)。

2、上述电子封装可能会由于工作期间电子元件中的散热而受到热应力。为了部分地减轻这种热应力，可以将导热衬底(substrate)固定地粘接(fixedly attached)到电子元件，所述衬底被配置成将热量从电子元件传导到电子封装的外部。所述导热衬底因此可以对应于电子封装的散热器的至少一部分或形成电子封装的散热器(heatsink)的至少一部分。

3、在已知的制造方法中，封装材料被布置成包封电子元件和导热衬底。随后，对封装材料进行研磨处理，以将导热衬底暴露于电子封装的外部。

4、已知制造方法的缺点是，它通常需要很长的处理时间来实现封装材料与导热衬底表面之间的良好的平坦均匀性。此外，衬底应该大致平坦，以最小化在已知制造过程中的损坏风险。此外，在已知制造过程中，由于封装上引起的机械应力，可能会出现诸如划痕或更严重的损坏之类的缺陷。

5、us2014/0301039a1公开了一种包括芯片载体的封装。该封装还包括布置在芯片载体上的芯片。该封装还包括用于包封芯片和部分芯片载体的包封材料。在包封材料中的芯片上设置冷却剂接收凹槽，其中冷却剂接收凹槽被配置成接收冷却剂。

6、us2010/0113670a1公开了一种具有堆叠的互连板的顶侧冷却半导体封装。该半导体封装包括具有端子引线的电路衬底、位于电路衬底顶部的半导体管芯、用于将半导体管芯的顶部接触区域与电路衬底结合和互连的低热阻紧密互连板、位于紧密互连板顶部的用于顶侧冷却的低热阻堆叠互连板、用于除暴露堆叠互连板的顶表面以保持有效的顶侧冷却之外包封封装的模制包封件。

技术实现思路

1、本公开的各方面涉及一种半导体器件封装及其制造方法，其中不会出现或几乎不会出现上述缺点。

2、下面阐述了本文公开的某些实施例的一些方面的概述。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施例的简要概述，并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖可能没有阐述的多个方面和/或多个方面的组合。

3、根据本公开的一个方面，提供了一种电子封装。该电子封装包括：第一衬底；电子元件，所述电子元件布置在所述第一衬底上和/或形成在所述第一衬底中；导热的第二衬底，所述第二衬底包括第一部分和一体连接到(integrally connected to)所述第一部分的第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分当中，至少所述第一部分固定地粘接到所述电子元件；以及封装材料，所述封装材料布置成包封所述电子元件并至少部分地包封所述第一衬底和所述第二衬底，其中所述封装材料包括形成在所述封装材料中的延伸至所述第一部分的表面的凹槽。

4、与研磨以均匀地去除封装材料的靠近第二衬底的部分相比，在根据本公开的电子封装中，凹槽可以形成为仅延伸至第二衬底的期望部分。此外，能够更有效地制造根据本公开的电子封装，并且能够减小制造期间在封装上引起的机械应力。从凹槽向第一部分延伸的方向观察，凹槽的轮廓形成为允许唯一识别从所述方向观察的所述电子封装的取向。这样，提供取向指示的步骤能够方便地与制造过程中形成凹槽的步骤相结合，这能够减少制造时间。电子封装的取向可以有助于识别电子封装的引脚或引线以及这些引脚或引线属于电子元件的哪个端子，这在将电子封装安装到诸如印刷电路板(pcb)的外表面的过程中是有用的。

5、所述电子封装还可以包括导电涂层和/或叠层，导电涂层和/或叠层布置在第一部分的表面上的凹槽中。在另一个实施例中，所述导电涂层和/或叠层可以包括锡。

6、可以使用诸如锡的粘接材料(attaching material)将第二衬底粘接到电子元件。在另一个实施例中，所述第二部分可以包括面向所述电子元件的溢流槽或溢流孔，其中粘接材料优选占据所述溢流槽或溢流孔的至少一部分。附加地或替代性地，所述第二衬底可以包括从所述第二部分延伸至所述电子元件的多个突出部分，所述突出部分在所述电子元件与所述第二衬底的剩余部分之间限定了空间，所述空间至少部分地填充有所述粘接材料。

7、在已知的电子封装中，第二衬底必须大致平坦，以使得在研磨过程中损坏封装的风险最小化。换言之，当使用已知的制造方法时，第二衬底中的孔和突起降低了制造可靠性。

8、根据本公开的电子封装不需要使用研磨工艺。取而代之的是，在电子封装中形成凹槽，凹槽仅延伸至第二衬底的期望部分。这使得能够使用具有一个或多个溢流槽或溢流孔的第二衬底，所述溢流槽或溢流孔配置成在制造过程中接收溢流的粘接材料，以防止所述粘接材料流出至电子元件。此外，根据本公开的第二衬底可以具有多个突起，这些突起限定了电子元件与第二衬底的剩余部分之间的空间。由多个突起限定的该空间通过允许更可靠地实现特定的粘合层厚度(blt)而提高了电子封装的可靠性。

9、电子封装可以包括多个引线，用于允许与电子封装电接触。第二衬底可以包括在夹片(clip)中，并且夹片还可以包括从第二部分延伸至多个引线中的至少一个引线的引线部分。引线部分可以与所述至少一个引线电连接或一体连接，并且夹片可以将电子元件的端子电连接到所述至少一个引线。

10、第一衬底可以是导电的，并且可以电连接到电子元件的第二端子。第一衬底可以配置成允许对电子元件的第二端子的电访问。

11、电子元件可以包括半导体管芯，并且第一衬底可以包括管芯焊盘。附加地或替代性地，封装材料可以包括固化的模塑料体。

12、根据本公开的另一方面，提供了一种用于制造电子封装的方法。该方法包括a)提供电子封装，该电子封装包括：第一衬底；电子元件，所述电子元件布置在所述第一衬底上和/或形成在所述第一衬底中；导热的第二衬底，所述第二衬底包括第一部分和一体连接到所述第一部分的第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分当中，至少所述第一部分固定地粘接到所述电子元件；以及封装材料，所述封装材料布置成包封所述电子元件并且至少部分地包封所述第一衬底和所述第二衬底。该方法还包括b)在所述封装材料中形成延伸至所述第一部分的表面的凹槽。

13、与研磨以均匀地去除封装材料的靠近第二衬底的部分相比，根据本公开的凹槽形成为仅延伸至第二衬底的期望部分。此外，能够更有效地制造根据本公开的电子封装，并且能够减小制造期间在封装上引起的机械应力。

14、从凹槽向第一部分延伸的方向观察，凹槽的轮廓形成为允许唯一识别从所述方向观察的所述电子封装的取向。这样，提供取向指示的步骤能够方便地与制造过程中形成凹槽的步骤相结合，这能够减少制造时间。电子封装的取向可以有助于识别电子封装的引脚或引线以及这些引脚或引线属于电子元件的哪个端子，这在将电子封装安装到诸如印刷电路板(pcb)的外表面的过程中是有用的。

15、该方法还可以包括将导电涂层和/或叠层布置在第一部分的表面上的凹槽中。在另一个实施例中，所述导电涂层和/或叠层可以包括锡。

16、步骤b)可以包括布置掩模层，使用掩模层蚀刻封装材料，以及去除掩模层，其中所述掩模层配置成限定所述凹槽的位置和形状，其中所述蚀刻优选包括化学蚀刻，并且其中所述掩模层优选包括诸如铝或铜的金属。附加地或替代性地，步骤b)可以包括应用激光来激光去除(laser-remove)所述封装材料的一部分。

17、与已知制造方法中的研磨工艺相比，形成凹槽并仅去除封装材料的一部分(例如，使用蚀刻工艺或激光去除工艺)可以在制造过程中在封装上引起较小的机械应力，并因此能够得到封装的可制造性和可靠性的改善。

18、步骤a)可以包括a1)提供第一衬底，a2)将电子元件布置在第一衬底上，a3)将第一部分和第二部分当中的至少第一部分粘接到电子元件，以及a4)提供封装材料。在另一个实施例中，步骤a4)可以包括施加模塑料并允许所述模塑料固化，从而形成固化的模塑料体。该固化的模塑料体可以形成所述电子封装的所述封装材料。

19、第一衬底可以包括在引线框(leadframe)中。引线框可以包括框架部分和连接到框架部分的多个所述第一衬底，以用于制造多个相应的电子元件。该方法还可以包括在步骤a4)之后将电子封装从框架部分中切单。

20、可以使用诸如锡的粘接材料将第二衬底粘接到电子元件。在另一个实施例中，第二部分可以包括面向电子元件的溢流槽或溢流孔，其中粘接材料优选占据所述溢流槽或溢流孔的至少一部分。附加地或替代性地，第二衬底可以包括从第二部分延伸至电子元件的多个突出部分，在电子元件和第二衬底的剩余部分之间限定空间，所述空间至少部分地填充有粘接材料。

21、电子封装可以包括多个引线，所述多个引线用于允许与电子封装电接触。第二衬底可以包括在夹片中。该夹片还可以包括从第二部分延伸至多个引线中的至少一个引线的引线部分。引线部分可以与所述至少一个引线电连接或一体连接，并且夹片可以将电子元件的端子电连接到所述至少一个引线。

22、第一衬底可以是导电的，并且可以电连接到电子元件的第二端子。第一衬底可以配置成允许对电子元件的第二端子的电访问。

23、电子元件可以包括半导体管芯，并且第一衬底可以包括管芯焊盘。