具有锥形金属涂层侧壁的半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置包含具有顶侧(102a)表面、底侧(102b)表面及介于所述顶侧表面与所述底侧表面之间的侧壁表面(102c)的半导体裸片(102)，所述顶侧(102a)表面包括在其中包含电路(180)的具有连接到所述电路中的节点的接合垫(103)的半导体材料。包含底侧金属层的金属涂层(108)在所述底侧表面上方，连续延伸到所述侧壁表面上的侧壁金属层。所述侧壁金属层界定相对于从由所述底侧金属层界定的底平面投影的法线成从10

Semiconductor device with conical metal coated side wall

【技术实现步骤摘要】
具有锥形金属涂层侧壁的半导体装置


[0001]本公开涉及半导体装置，更具体来说，涉及用于保护半导体装置上的电路使其免于暴露于电磁辐射(例如红外线辐射(IR))的结构。

技术介绍

[0002]在半导体装置组装制造期间，在从晶片单切之后，半导体芯片(通常被称为“裸片”或“半导体裸片”)通常被安装到引线框架上且经线接合、夹持或以其它方式耦合(例如，倒装芯片安装)到引线框架的引线。接着，引线框架组合件上的此半导体裸片通常被覆盖在模塑化合物(例如，包括环氧树脂)中以保护半导体装置使其免受潜在破坏热、物理创伤、湿气及其它可能有害因素影响。完成的组合件通常被称为半导体封装，或更简单地被称为封装。
[0003]存在其它类型的封装，例如芯片规模封装(CSP)，其可被视为未封装半导体裸片，这是因为CSP通常不包含覆盖半导体裸片的模塑化合物。实情是，在许多此类CSP中，导电端子(例如，焊料球)形成在半导体裸片的有源顶侧表面上的接合垫上，且接着将裸片倒装到应用上，例如到印刷电路板(PCB)的金属垫上。因此，裸片的非有源底侧表面及非有源侧壁表面暴露于环境。半导体裸片的这些非有源表面可为裸片的有源(顶侧)区域及其它电连接提供一些部分屏蔽使其免受有害影响。与常规封装相比，此类CSP(例如，晶片级CSP(WL
‑
CSP或WCSP))可因其小尺寸及降低的制造成本而受到青睐。
[0004]然而，一些未封装裸片(例如CSP)在被保护免受某些波长范围的电磁辐射影响(例如被保护免受环境光中存在的IR影响)的应用环境中操作最佳，这是因为裸片的半导体材料可能无法充分阻挡某些范围的电磁辐射的传输。例如，可期望屏蔽半导体裸片使其免受开始IR的具有大于700nm的波长的电磁辐射(红光)影响，其中IR的短波长部分被称为近IR，其延伸到约2μm，尽管通常在光学件中定义的IR在波长上从近红外延伸到约1mm。由于此IR由常见的IC衬底材料(例如硅)透射，所以IR能够从裸片表面穿透衬底到达半导体(pn)结。此穿透电磁辐射将能量赋予到pn结中，这会引起不想要的载流子产生，且因此在半导体裸片的电路中引起电流流动(这可被称为漂移电流)，这可导致使其性能受影响的裸片(通常被称为光敏裸片)。
[0005]通过将半导体裸片放置在阻挡光透射的额外外壳内，通常足以保护半导体裸片免受IR及其它电磁辐射影响。然而，一些电子系统需要未封装半导体裸片来在以下条件下操作，例如当半导体裸片安装在PCB上时，这使裸片暴露于包含IR的环境电磁辐射以及也可安装在PCB上的其它可能光源。例如，此类电子系统可包括蜂窝电话、寻呼机及个人数字助理(PDA)，其通常可包含例如发光二极管(LED)或背光的IR源。应屏蔽此未封装半导体裸片使其免受这些IR源影响以便在这些环境中适当地操作。常规地，将有机材料(例如，环氧树脂)层施覆到未封装半导体裸片(例如，WCSP)的侧壁表面及底表面以尝试阻挡IR的透射到达半导体裸片的电路。

技术实现思路

[0006]提供本
技术实现思路
以依简化形式介绍所公开概念的简要选择，下文在包含所提供图示的具体实施方式中进一步描述这些概念。本
技术实现思路
不希望限制所主张标的物的范围。
[0007]所主张方面包含一种半导体装置，其包括具有顶侧表面、底侧表面及介于所述顶侧表面与所述底侧表面之间的侧壁表面的半导体裸片，所述顶侧表面包括在其中包含电路的具有连接到所述电路中的节点的接合垫的半导体材料。金属涂层包含在所述底侧表面上方连续延伸到所述侧壁表面上的侧壁金属层的底侧金属层。所述侧壁金属层界定相对于从由所述底侧金属层界定的底平面投影的法线成从10
°
到60
°
的角度的侧壁平面。
[0008]所主张方面还包含组装方法，其包括形成具有锥形侧壁(通常各自位于不同平面中的四个侧壁)的半导体裸片的所公开晶片切割工艺，其中每一侧壁表面包含锥形切割(例如，例如通过锥形刀片)，其中所述切割工艺从所述晶片的所述底侧开始。或者，可在所述半导体裸片中的单切者上方形成模塑化合物，其中所述模塑化合物可经配置以提供所述锥形侧壁，其中所述金属涂层形成于所述模塑化合物的顶部上，且因此呈现所述模塑化合物的锥形侧壁的锥形。
附图说明
[0009]现将参考附图，其不一定按比例绘制，其中：
[0010]图1A到D是根据实例的从通过实例展示为具有多个CSP的CSP晶片的晶片开始的连续横截面视图，所述多个CSP各自包括在对应于用于形成具有锥形侧壁与在底侧及侧壁表面上的金属涂层的未封装半导体裸片的实例方法的各个步骤之后的半导体裸片。图1A展示具有介于CSP之间的切割道的CSP晶片，其中CSP晶片顶(有源)侧朝下安装在切割带上。图1B展示在通过实例展示为使用锥形角刀片的机械锯切的晶片切割之后的结果。可见在邻近裸片之间的切割提供约60
°
的角度。图1C展示在沉积涂布裸片的底侧表面以及侧壁表面的毯覆金属涂层之后的结果。图1D展示在通常包括在邻近CSP之间使金属涂层机械地断裂的晶片的单切之后的单个单切CSP。
[0011]图2A到2E是根据实例的从通过实例展示具有在对应于用于使用阶梯切割形成具有锥形侧壁的未封装半导体裸片的实例方法的各个步骤之后的多个CSP的晶片开始的连续横截面视图，其中金属涂层在底侧表面及侧壁表面上。
[0012]图3A到3E是根据实例的实例模塑封装工艺流程的连续横截面视图，其中在各个步骤之后，在引线框架上存在半导体裸片。
[0013]图4A到4D是根据实例的利用使用衬底BGA的单个切割的实例模塑封装工艺流程的连续横截面视图，其中在衬底BGA上存在半导体裸片。
[0014]图5A到5E是根据实例的利用使用衬底BGA的阶梯切割，其中在第二切割之后形成金属涂层的实例模塑封装工艺流程的连续横截面视图，其中在衬底BGA上存在半导体裸片。
[0015]图6A到6E是根据实例的利用使用衬底BGA的阶梯切割，在第二切割之前具有金属涂层的实例模塑封装工艺流程的连续横截面视图，其中在衬底BGA上存在半导体裸片。
[0016]图7A描绘具有所公开金属涂层的实例半导体封装的横截面视图。图7B描绘具有所公开金属涂层的半导体封装的剖面图。图7C描绘具有所公开金属涂层的半导体封装的自上而下视图。图7D描绘具有所公开金属涂层的半导体封装的透视图。
[0017]图8A到8D展示分别具有图7A到7D中展示的所公开金属涂层的半导体封装，其现在金属涂层下方具有经添加电介质层。
[0018]图9是根据实例的安装在引线框架上的包含所揭示CSP且包含囊封模塑化合物的倒装芯片封装的横截面视图，所述CSP具有锥形侧壁及在侧壁表面上的金属涂层。
[0019]图10A是根据实例的线接合封装的横截面视图，其包含倒装芯片安装在引线框架上的CSP，包含提供锥形的囊封模塑化合物及通过形成于锥形模塑化合物上方(包含在侧壁表面的顶部上及底侧表面上)而呈锥形的金属涂层。
[0020]图10B是根据实例的线接合封装的横截面视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其包括半导体裸片，其具有顶侧表面、底侧表面及介于所述顶侧表面与所述底侧表面之间的侧壁表面，所述顶侧表面包括在其中包含电路的具有连接到所述电路中的节点的接合垫的半导体材料，及金属涂层，其包含在所述底侧表面上方连续延伸到所述侧壁表面上的侧壁金属层的底侧金属层，其中所述侧壁金属层界定相对于从由所述底侧金属层界定的底平面投影的法线成从10
°
到60
°
的角度的侧壁平面。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其进一步包括封装，所述封装包含在所述半导体装置周围的模塑化合物及包含引线的引线框架，其中所述接合垫电耦合到所述引线。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述侧壁表面是锥形的以提供至少10
°
的所述角度，且其中所述金属涂层直接在所述底侧表面上且直接在所述侧壁表面上，且其中所述模塑化合物在所述金属涂层上。4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述模塑化合物是锥形的以提供至少10
°
的所述角度，且其中所述金属涂层在所述模塑化合物上。5.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述顶侧表面经倒装芯片附着到所述引线。6.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述引线框架进一步包括裸片垫，其中所述底侧表面在所述裸片垫上，所述半导体装置进一步包括介于所述接合垫与所述引线之间的接合线。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述半导体装置包括芯片规模封装CSP，所述CSP包含电接触所述接合垫的至少一个重布层，在所述重布层上包含焊料球。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述金属涂层包括铝、铜、金、钛、镍、银、钯及锡中的至少一者。9.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述金属涂层具有1nm到5μm的平均厚度，且其中在邻近所述顶侧表面的端上的所述侧壁表面具有证实机械破裂的边缘。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述金属涂层在所述侧壁表面中的全部的整个区域上方，且在所述底侧表面的整个区域上方，包含相对于所述底侧表面上的所述金属涂层的平均厚度，所述侧壁表面与所述顶侧表面的界面的至少80％的厚度。11.根据权利要求1所述的半导体装置，其进一步包括封装，所述封装包含在所述半导体装置周围的模塑化合物，其中所述模塑化合物具有锥形的侧壁及衬底球栅阵列BGA，其中所述接合垫电耦合到所述衬底BGA上的接合特征。12.根据权利要求1所述的半导体装置，其进一步包括电介质层，所述电介质层介于所述金属涂层与所述底侧表面之间，且介于所述金属涂层与所述侧壁表面之间。13.一种形成半导体封装的方法，所述方法包括：切穿包含多个半导体裸片的半导体组合件，所述多个半导体裸片每一者包含顶侧表面及底侧表面，所述顶侧表面包括在其中包含电路的具有连接到所述电路中的节点的接合垫的半导体材料，所述切割形成界定相对于所述底侧表面成从10
°
到60
°
的角度的侧壁平面的侧壁表面，及形成金属涂层，所述金属涂层包含在所述底侧表面上方连续延伸到所述侧壁表面上方
的侧壁金属层的底侧金属层，其中所述侧壁金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：野口友子，升本睦，青屋建吾，松浦正光，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：