專利名稱：器件以及制造器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種器件以及一種用于制造器件的方法。
背景技術(shù)：
電器件可包括諸如集成電路以及半導(dǎo)體芯片的電組件。這些電組件中的一些被附著到載體、例如襯底或引線框架。在制備期間，電組件經(jīng)過多個(gè)制造步驟。在制備之后，電組件可能被打包以用于運(yùn)輸，并且可能被交付給客戶?？蛻艨赡苓M(jìn)一步處理這些電組件或在沒有進(jìn)一步修改的情況下操作這些電組件。電組件的性能和可靠性必須經(jīng)常被改善。進(jìn)一步地，用于制造電組件的被改善的方法應(yīng)提供高性能、高可靠性以及低制造成本。出于這些和其他原因，有對本發(fā)明的需求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提出了一種器件，其包括具有第一表面的半導(dǎo)體材料；涂敷到第一表面的第一材料；以及嵌入到第一材料中的纖維材料。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提出了一種器件，其包括具有第一表面的半導(dǎo)體芯片；以及完全覆蓋第一表面的第一層，其中所述第一層包括焊料材料和嵌入到所述焊料材料中的纖維材料。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，還提出了一種器件，其包括載體；布置在所述載體上方的半導(dǎo)體芯片；布置在所述載體和所述半導(dǎo)體芯片之間的粘結(jié)層；以及嵌入到所述粘結(jié)層中的纖維材料。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，提出了一種用于制造器件的方法，該方法包括將第一材料涂敷到半導(dǎo)體材料的第一表面；以及將纖維材料涂敷到所述第一表面，其中所述第一材料和所述纖維材料以下述方式被涂敷到所述第一表面所述纖維材料被嵌入到所述第一材料中。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，還提出了一種用于制造器件的方法，其包括將第一材料涂敷到半導(dǎo)體晶片的第一表面；將纖維材料涂敷到所述第一表面，其中所述第一材料和所述纖維材料以下述方式被涂敷到所述第一表面所述纖維材料被嵌入到所述第一材料中；將所述半導(dǎo)體晶片切割成多個(gè)半導(dǎo)體芯片；以及在載體上方布置所述半導(dǎo)體芯片中的至少一個(gè)，以致所述第一材料被布置在所述載體和所述半導(dǎo)體芯片之間。


附圖被包括來提供對實(shí)施例的進(jìn)一步理解并且被并入和構(gòu)成本說明書的部分。附示了實(shí)施例并且與描述一起用來解釋實(shí)施例的原理。因?yàn)槠渌鼘?shí)施例和實(shí)施例的多個(gè)預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)通過參考下文的詳細(xì)描述被更好地理解，所以將容易理解這些其它實(shí)施例和實(shí)施例的多個(gè)預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)。
圖1示意性圖示了作為典型實(shí)施例的器件的橫截面；圖2示意性圖示了作為另一典型實(shí)施例的器件的橫截面；圖3示意性圖示了作為另一典型實(shí)施例的器件的橫截面；圖4示意性圖示了作為典型實(shí)施例的用于制造器件的方法；圖5示意性圖示了作為另一典型實(shí)施例的用于制造器件的方法；圖6A到6F示意性圖示了用于制造器件的典型方法；以及圖7A到7E示意性圖示了用于制造器件的典型方法。
具體實(shí)施例方式參考附圖描述了多個(gè)方面以及實(shí)施例，其中相似的附圖標(biāo)記一般始終被利用來表示相似的元件。在下文的描述中，出于解釋的目的，闡述多個(gè)具體細(xì)節(jié)，以便提供對實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面的徹底理解。但是，實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面可以利用較低程度的具體細(xì)節(jié)來實(shí)踐對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的。在其它實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和元件以示意的形式被示出，以便便于描述實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面。下文的描述因此并不在限制的意義上進(jìn)行，并且范圍通過隨附的權(quán)利要求來限定。還應(yīng)注意的是，附圖中的不同元件的表現(xiàn)并不一定是按比例的。在下文的描述中，參考如下附圖所述附圖形成其部分并且在所述附圖中通過圖示示出可在其中實(shí)踐本發(fā)明的具體實(shí)施例。在這點(diǎn)上，方向術(shù)語、諸如例如“上部”、“下部”、“頂”、“底”、“左手邊”、“右手邊”、“前側(cè)”、“后側(cè)”、“垂直”、“水平”等可以參考被描述的圖的定向來使用。因?yàn)閷?shí)施例的組件可以被安置在多個(gè)不同的定向中，所以該方向術(shù)語出于圖示的目的被使用，并且決不進(jìn)行限制。應(yīng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可利用其他實(shí)施例，并且進(jìn)行結(jié)構(gòu)的或邏輯的改變。除非以其它方式特別說明，在此描述的不同典型實(shí)施例的特征可以彼此組合。如在本說明書中所使用的那樣，術(shù)語“耦合”、“電耦合”、“連接”或“電連接”并不是意欲意味著元件必須直接耦合或連接在一起。在“耦合的”、“電耦合的”、“連接的”或“電連接的”元件之間可提供中間元件。以下描述的器件可包括像Si、SiC、SiGe、GaAs那樣的半導(dǎo)體材料或有機(jī)半導(dǎo)體材料。例如，半導(dǎo)體材料可以是直徑在約50毫米到約300毫米的范圍中的半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體晶片的厚度可從60微米變化到300微米。在薄半導(dǎo)體晶片的情況下，厚度可被減少到20微米。半導(dǎo)體材料也可以是任意類型的半導(dǎo)體芯片。例如，半導(dǎo)體芯片可以被配置為功率半導(dǎo)體芯片，諸如為功率MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、JFET(結(jié)柵場效應(yīng)晶體管)或功率雙極型晶體管。進(jìn)一步地，半導(dǎo)體芯片可包括控制電路、即邏輯集成電路，以控制半導(dǎo)體芯片、微處理器或微機(jī)電組件的集成電路。此外，半導(dǎo)體芯片可進(jìn)一步包括并不是半導(dǎo)體的無機(jī)和/或有機(jī)材料，例如絕緣體、塑料或金屬。半導(dǎo)體芯片可以是裸管芯或半導(dǎo)體封裝。在切割半導(dǎo)體晶片之后，獲得的組件可以被稱為“管芯(die)”、“多個(gè)管芯(dice or dies)”。直接放置在例如印刷電路板(PCB)或襯底上的未包封的管芯被稱為“裸管芯”或“裸芯片”。因此，裸管芯與已從半導(dǎo)體晶片上被切下的集成電路相對應(yīng)并且沒有通過例如由塑料或陶瓷材料制成的外殼來包封或封裝。裸管芯可具有制造其的半導(dǎo)體晶片的厚度，特別是具有為約60微米或更小并且甚至更特
5別地為20微米到30微米的厚度。管芯可也被包封或被封裝在封裝材料或模制材料中。封裝材料可以是電絕緣的并且可以是任何適當(dāng)?shù)挠操|(zhì)塑料、熱塑性塑料或熱固性材料或?qū)訅何?laminate)。可以使用不同技術(shù)來用電絕緣材料覆蓋管芯，例如使用壓縮模塑、注塑、粉末成型、液態(tài)成型或?qū)訅?。以下描述的器件可包括纖維材料。包括在纖維材料中的纖維可以被布置成具有任意編織圖案的機(jī)織織物的形式。特別地，纖維可以被布置成具有1微米到1毫米、特別地10 到200微米并且甚至更特別地為5到8微米的網(wǎng)格寬度(即相鄰纖維之間的距離)的三維網(wǎng)格(或柵格或晶格)的形式。應(yīng)理解的是，術(shù)語“網(wǎng)格”并不一定表示幾何學(xué)上完美的三維晶格。當(dāng)然，這些纖維可以重疊或可以彼此纏繞和交織。術(shù)語“網(wǎng)格寬度”可以因此指示相鄰纖維之間的最小距離或(可替換地)平均距離。由于以后將解釋的其材料特性，該纖維材料可以在沿著其中包含的纖維的長軸方向上導(dǎo)電和導(dǎo)熱。由于該纖維材料或該網(wǎng)格可以包括在不同方向上走向的纖維，所以該纖維材料可以在多個(gè)方向上導(dǎo)電和導(dǎo)熱。優(yōu)選地， 這些纖維中的大部分在特定的方向以及垂直該特定的方向的方向上走向。但是，也可能有相當(dāng)多的數(shù)量的纖維在其他方向上走向。該纖維材料可包括碳纖維，所述碳纖維也可以被稱為石墨纖維或炭石墨。碳纖維主要包括在或多或少地平行于纖維的長軸對齊的微觀晶體中結(jié)合在一起的碳原子。在石墨中，碳原子被布置成六邊形芳香環(huán)的片。碳纖維是石墨的其中這些片是長的和薄的形式。 碳纖維可以具有為1微米到1毫米、特別地10到200微米并且甚至更特別地5到8微米的 (在垂直于纖維的長軸的方向上的)直徑。碳纖維可具有約710J/ (kgXK)的特定熱容，約17W/ (mXK)的熱導(dǎo)率， 約-0. 1X10_6X(1/K)的熱膨脹系數(shù)(CTE)以及約1.6X 10_3歐姆Xcm的特定電阻。這些碳纖維可以特別地是具有約1. 8g/cm3的密度、約6微米的直徑、約3530Mpa(N/mm2)的抗拉強(qiáng)度、約230GPa的楊式模量以及約1. 5%的斷裂伸長的高韌性(HT)碳纖維。纖維材料可包括金屬纖維。這些金屬纖維可具有已經(jīng)結(jié)合碳纖維描述的幾何以及材料特性。例如，這些金屬纖維可以由鋁、鎳、鈀、鈦、錫、金或任意金屬合金制成。優(yōu)選地， 這些金屬纖維由銀、銅或具有約12ppm/K的CTEfflW不銹鋼制成。除了所有之前提及的材料之外，纖維材料可進(jìn)一步包括玻璃纖維或由陶瓷材料制成的纖維。纖維材料可以包括具有涂有涂層材料的芯材料的纖維。該芯材料可具有傳統(tǒng)纖維 (如上)的形式，但是可具有更小的直徑。優(yōu)選地，該涂層材料具有已經(jīng)結(jié)合碳纖維描述過的材料特性。該涂層材料可包括聚合物、金屬、金屬合金或碳。參考所有之前提及的材料， 芯材料和涂層材料可以例如被任意組合為涂有聚合物的金屬、涂有金屬的聚合物、涂有碳的金屬、涂有金屬的碳等。以下描述的器件可包括導(dǎo)電粒子。特別地，這些粒子可由金屬制造，例如由銅、銀等制造?？商鎿Q地，導(dǎo)電粒子可由具有相似的電導(dǎo)率和/或熱導(dǎo)率的值的其他材料制成。導(dǎo)電粒子可以是任意形狀，例如是球形的，并且優(yōu)選地位于纖維材料中，從而改善該纖維材料的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率。此處，導(dǎo)電粒子可以分布在整個(gè)纖維材料上，但是也可被定位在該纖維材料的選定區(qū)域中。(球形的)導(dǎo)電粒子可具有小于1毫米的直徑，具有特別地小于20微米并且甚至更特別地小于5微米的直徑。優(yōu)選地，導(dǎo)電粒子的大小適配于該纖維材料的網(wǎng)格寬度。例如，如果網(wǎng)格寬度具有20微米的值，則這些粒子的大小應(yīng)小于20微米，以致該纖維材料的纖維之間的空間大到足以容納或包圍導(dǎo)電粒子。較大粒子的應(yīng)用會因此導(dǎo)致粒子位置處的纖維材料結(jié)構(gòu)變形或阻塞纖維材料的空間。以下描述的器件可包括粘結(jié)材料、優(yōu)選地為粘結(jié)層形式的粘結(jié)材料。粘結(jié)材料可具有糊或液體的稠度或可替換地可以是粘結(jié)薄膜。例如，粘結(jié)材料是硬質(zhì)塑料、熱塑性塑料、熱固性樹脂、聚合物、熱固性聚合物、熱固性粘結(jié)劑、層壓物或環(huán)氧樹脂。優(yōu)選地，粘結(jié)材料在固化工藝期間具有A階段材料、B階段材料和C階段材料的屬性。即，在固化工藝的早期階段，粘結(jié)材料仍是可溶解的和可熔的(A階段)。在固化工藝的隨后的階段(在預(yù)固化之后)，該材料在被加熱時(shí)軟化并且在某些液體存在時(shí)腫脹，但是可能沒有完全熔化或溶解(B階段)。被部分固化的或被預(yù)固化的材料也可被稱為“預(yù)浸”。在固化工藝的進(jìn)一步隨后的步驟之后，該粘結(jié)材料已達(dá)到最后階段，在該最后階段，材料已成為在常規(guī)溶劑中不可熔化的和不可溶解的(C階段)。圖1示意性圖示了作為典型實(shí)施例的器件100的橫截面。該器件包括具有第一表面2和涂敷到第一表面2的第一材料3的半導(dǎo)體材料1。該第一材料3可以是焊料材料(solder material)或粘結(jié)材料。半導(dǎo)體材料1可以是半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體芯片、例如是功率半導(dǎo)體。對于這種情況，第一材料3優(yōu)選地被電耦合到功率半導(dǎo)體的接觸部(contact)。第一材料3可覆蓋第一表面2的選定部分，但是可替換地可覆蓋整個(gè)第一表面2。例如，第一材料3覆蓋第一表面2的一半以上，并且并不超過該第一表面2。該器件100進(jìn)一步包括被嵌入到第一材料3中的纖維材料4。在圖1中，纖維材料4基本上貫穿整個(gè)第一材料3分布。但是，該纖維材料4位于第一材料3中的選定區(qū)域處也是可能的。涂敷纖維材料4可在器件100上導(dǎo)致不同效應(yīng)。在半導(dǎo)體材料1或其制造的電組件的操作期間，可能出現(xiàn)熱流，并且在器件100之內(nèi)的溫度可上升。由于纖維材料4的好的熱導(dǎo)率，纖維材料4可支持離開該半導(dǎo)體材料1的熱傳輸，例如熱傳輸?shù)竭B接到器件100的引線框架(未示出)。附加地，半導(dǎo)體材料1或其制造的電組件可被電連接到其他電組件(未示出)。由于纖維材料4的良好的電導(dǎo)率，出現(xiàn)的電流的傳導(dǎo)可被改善。第一材料3和纖維材料4可進(jìn)一步改善器件100的機(jī)械穩(wěn)定性和可靠性。圖2示意性圖示了作為另一典型實(shí)施例的器件200的橫截面。該器件200包括具有第一表面2和完全覆蓋該第一表面2的第一層6的半導(dǎo)體芯片5。半導(dǎo)體芯片5可以是裸管芯。第一層6包括例如包括鉛焊料或錫焊料的焊料材料7，并且包括被嵌入到焊料材料7中的纖維材料4。纖維材料4可具有在前述段落中描述的任何特性。結(jié)合焊料材料7，纖維材料4優(yōu)選地包括金屬纖維，但是也可包括任何其它前述纖維類型。再次，涂敷纖維材料4可在器件200上導(dǎo)致不同效應(yīng)。在切割半導(dǎo)體晶片之后，獲得的管芯在被交付給客戶之前可以被挑選并被放置在帶上。接著，客戶可從帶上拾取管芯并例如通過焊接工藝將這些管芯固定在PCB或襯底上。在這些工藝期間，這些管芯(例如半導(dǎo)體芯片5)可能因?yàn)闄C(jī)械應(yīng)力或應(yīng)變而被損壞或甚至破裂。特別地，對于管芯為具有小厚度的裸管芯的情況出現(xiàn)損壞。包括纖維材料4和焊料材料7的第一層6以機(jī)械方式使該半導(dǎo)體芯片5穩(wěn)定，這因此更好地防止半導(dǎo)體芯片5的機(jī)械損壞或破裂。與在沒有涂敷類似層的半導(dǎo)體芯片相比，半導(dǎo)體芯片5可抵抗更高的機(jī)械應(yīng)力、應(yīng)變以及張力。進(jìn)一步地，包括纖維材料4和焊料材料7的第一層6相比排他地包括焊料材料的層而具有更小的CTE。更小的CTE導(dǎo)致在半導(dǎo)體芯片5和安裝有半導(dǎo)體芯片5的(例如由 FR4材料制成的)PCB板之間出現(xiàn)的熱機(jī)械應(yīng)力減小。附加地，使用纖維材料4可導(dǎo)致在半導(dǎo)體芯片5的金屬化上的焊料濕潤性的改善。圖3示意性圖示了作為另一典型實(shí)施例的器件300的橫截面。該器件300包括載體8以及布置在載體8上方的半導(dǎo)體芯片5。例如，該載體8是引線框架、PCB或襯底。該器件300進(jìn)一步包括布置在該載體8和該半導(dǎo)體芯片5之間的粘結(jié)層9。該粘結(jié)層9包括嵌入其中的纖維材料4。半導(dǎo)體芯片5可以是包括如下接觸元件(未示出)的功率半導(dǎo)體所述接觸元件例如是被布置在半導(dǎo)體芯片5的面向粘結(jié)層9的底側(cè)上的漏極端子。粘結(jié)層9和纖維材料 4可以接著在該接觸元件和該載體8或連接到該粘結(jié)層9的另一元件(未示出)之間提供電連接。包括纖維材料4的粘結(jié)層9的電導(dǎo)率的值相比于不包括類似的纖維材料的類似的粘結(jié)層被增加。電導(dǎo)率可通過嵌入到纖維材料4和/或粘結(jié)層9中的附加導(dǎo)電粒子而進(jìn)一步被增加。出于相同的原因，提供增加的熱導(dǎo)率，從而支持在從在粘結(jié)層9和纖維材料4上方的半導(dǎo)體芯片5到載體8的方向上的熱傳輸。應(yīng)理解的是，增加的熱導(dǎo)率對于在其操作期間產(chǎn)生熱的任何類型的半導(dǎo)體芯片都是期望的。涂敷纖維材料4可導(dǎo)致進(jìn)一步有利的效應(yīng)。例如，纖維材料4可改善粘結(jié)層9的機(jī)械穩(wěn)定性和可靠性。附加地，纖維材料4的CTE可被選擇來與載體8和/或半導(dǎo)體芯片 5的CTE —致或至少接近載體8和/或半導(dǎo)體芯片5的CTE，以致這些組件之間的熱機(jī)械應(yīng)力可被減小。相比于焊料層，包括纖維材料4的粘結(jié)層9具有更低的接合溫度和更高的彈性。相比于傳統(tǒng)的粘結(jié)薄膜，包括纖維材料4的粘結(jié)層9具有導(dǎo)電材料(包括導(dǎo)電粒子和導(dǎo)電纖維材料)的更高的填充度、更高的抗斷強(qiáng)度和更低的CTE。圖4示意性圖示了作為典型實(shí)施例的用于制造器件的方法400。例如，方法400可被用于制造器件100和200。圖4因此結(jié)合圖1和2來閱讀。在第一方法步驟Si，第一材料被涂敷到半導(dǎo)體材料的第一表面。參考回圖1和2，方法400的半導(dǎo)體材料分別對應(yīng)于半導(dǎo)體材料1和半導(dǎo)體芯片5。進(jìn)一步地，方法400的第一材料分別對應(yīng)于圖1和2的第一材料4和焊料材料7。在第二步驟S2，纖維材料被涂敷到第一表面(參見圖1和2中的纖維材料4)。第一材料和纖維材料通過下述方式被涂敷到第一表面纖維材料被嵌入到第一材料中。注意的是，方法步驟Sl和S2按時(shí)間順序是可互換的。即，纖維材料可以在第一材料已經(jīng)被涂敷到第一表面之后滲入到第一材料中。可替換地，該第一材料可預(yù)先填充被涂敷到第一表面的纖維材料。該纖維材料和粘結(jié)劑同時(shí)被涂敷到第一表面也是可能的。圖5示意性圖示了作為另一典型實(shí)施例的用于制造器件的方法500。該方法500 可被用于制造器件300并因此可結(jié)合圖3來閱讀。在第一方法步驟Si，第一材料被涂敷到半導(dǎo)體晶片的第一表面。在第二方法步驟S2，纖維材料被涂敷到半導(dǎo)體晶片的第一表面。 此處，第一材料和纖維材料以下述方式被涂敷到第一表面纖維材料被嵌入到第一材料中。 類似于方法400并以相同的方式，該方法步驟Sl和S2按時(shí)間順序是可互換的。在第三方法步驟S3，半導(dǎo)體晶片被切割成多個(gè)半導(dǎo)體芯片。例如，該切割工藝可通過劃線和分?jǐn)?、機(jī)械鋸切或激光切割來實(shí)現(xiàn)。在第四方法步驟S4，半導(dǎo)體芯片中的至少一個(gè)被布置在載體上，以致第一材料被布置在載體和半導(dǎo)體芯片之間。優(yōu)選地，該第一材料可充當(dāng)在載體和半導(dǎo)體芯片之間提供粘附的層。圖6A到6F示意性圖示了用于制造器件600的典型方法，該器件600以橫截面視圖在圖6F中被示出。圖6A圖示了其中提供半導(dǎo)體晶片10的第一方法步驟。此處，上部圖示示出了半導(dǎo)體晶片10的頂視圖，而下部圖示示出了半導(dǎo)體晶片10的側(cè)視圖。圖6B圖示了其中焊料材料7被涂敷到半導(dǎo)體晶片10的第一表面2的第二方法步驟。再次，上部圖示和下部圖示分別示出了半導(dǎo)體晶片10的頂視圖和側(cè)視圖。焊料材料7可通過例如絲網(wǎng)印刷的印刷方法被涂敷到第一表面2。優(yōu)選地，焊料材料7的粘度被選擇來使得焊料材料7并沒有從半導(dǎo)體晶片10流出。例如，可以通過使用焊料糊來避免流出。注意的是，焊料材料7優(yōu)選地覆蓋整個(gè)第一表面2。圖6C圖示了其中纖維材料11被涂敷到焊料材料7的第三方法步驟。再次，圖6C的上部圖示和下部圖示分別示出了該布局的頂視圖和側(cè)視圖。纖維材料11對應(yīng)于如在前述段落已經(jīng)被描述的網(wǎng)格。優(yōu)選地，該纖維材料11對應(yīng)于包括金屬纖維的穩(wěn)定網(wǎng)格。纖維材料11被安置在焊料材料7上，并且熱被供給半導(dǎo)體晶片10和/或焊料材料7。焊料材料7液化，以致該纖維材料11可滲入到該焊料材料7中。應(yīng)理解的是，纖維材料11并不一定完全被焊料材料7吸收。即，也保留有纖維材料11的部分仍從焊料材料7突出。圖6D圖示了其中半導(dǎo)體晶片10被切割成多個(gè)裸管芯的第四方法步驟。該切割工藝通過網(wǎng)格(參見上部圖示)和垂直線(參見下部圖示)來指示。在切割之后獲得的裸管芯可類似于在圖1和2中所示的器件100和200。在切割工藝之后，裸管芯可以通過在圖6E和6F中所圖示的隨后的工藝步驟來處理?？商鎿Q地，裸管芯可被挑選和被放置到帶上并被交付給客戶?？蛻艨梢赃M(jìn)一步修改裸管芯或例如將這些裸管芯安裝到PCB或襯底上。圖6E圖示了第五方法步驟，其中所獲得的裸管芯5之一被安裝在載體8上，以致嵌入其中的焊料材料7和纖維材料11被布置在裸管芯5和載體8之間。載體8可以是引線框架、PCB或襯底。其他的焊料材料12在要布置裸管芯5的位置被涂敷到載體8的表面。圖6F圖示了第六方法步驟，其中通過焊料材料7和12將裸管芯5和載體8接合到一起。例如，當(dāng)裸管芯5被附著到載體8時(shí)，載體8上的另一焊料材料12可被加熱并且接著液化，以致兩個(gè)焊料材料7和12混合在一起。圖7A到7E示意性圖示了用于制造器件700的典型方法，該器件700以橫截面視圖在圖7E中示出。圖7A圖示了其中提供纖維材料4的第一方法步驟。纖維材料4具有三維網(wǎng)格的形式并且以頂部透視圖示出。當(dāng)然，圖7A是純定性的性質(zhì)并且并不一定與如下實(shí)際的纖維材料相對應(yīng)所述纖維材料包括不可忽視得更高數(shù)目的如在前述段落已被描述的彼此可以重疊和交織的纖維。圖7B圖示了其中纖維材料4被放到半導(dǎo)體晶片10的第一表面上的第二方法步驟。該半導(dǎo)體晶片10類似于圖6A到6F的半導(dǎo)體晶片。圖7C圖示了第三方法步驟，其中可預(yù)固化的粘結(jié)材料9被涂敷到半導(dǎo)體晶片10，以致纖維材料4被嵌入到粘結(jié)材料9中。纖維材料4可被粘結(jié)材料9完全吸收，以致形成整體層?？商鎿Q地，也保留有該纖維材料4中的一些部分從粘結(jié)材料9突出。如從圖7D將顯而易見的那樣，粘結(jié)材料9進(jìn)一步包括導(dǎo)電粒子。在其涂敷之后，粘結(jié)材料9被預(yù)固化并且成為B階段材料。在隨后的方法步驟(未示出)中，半導(dǎo)體晶片10被切割成多個(gè)半導(dǎo)體芯片，在圖7D中圖示了這些半導(dǎo)體芯片之一。
圖7D圖示了其中半導(dǎo)體芯片5被安裝到載體8上的第四方法步驟。例如，載體8 可以是引線框架、PCB或襯底。注意的是，圖7D明確地示出了嵌入到粘結(jié)材料9中的導(dǎo)電粒子13。導(dǎo)電粒子13被布置在纖維材料4的纖維之間。圖7E圖示了其中通過粘結(jié)材料9將半導(dǎo)體芯片5和載體8接合到一起的第五方法步驟。在半導(dǎo)體芯片5被附著到載體8之后，粘結(jié)材料9可被完全固化，從而成為C階段材料，以致半導(dǎo)體芯片5被固定在載體8上。所獲得的器件700可通過其他方法步驟(未示出)來處理。例如，器件700可被包封或被封裝在封裝材料或模制材料中。盡管在此已經(jīng)圖示和描述了具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，針對所示出的和所描述的具體實(shí)施例，各種各樣的替換和/或等效的實(shí)施方案可被替代。本申請旨在覆蓋在此討論的具體實(shí)施例的任何適應(yīng)性改變或變型方案。
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權(quán)利要求
1.一種器件，其包括 具有第一表面的半導(dǎo)體材料； 涂敷到第一表面的第一材料；以及嵌入到第一材料中的纖維材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，第一材料包括粘結(jié)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，第一材料包括焊料材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，纖維材料包括碳纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，纖維材料包括金屬纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，纖維材料包括涂有涂層材料的纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，半導(dǎo)體材料是功率半導(dǎo)體的部分，并且第一材料被電耦合到功率半導(dǎo)體的接觸部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，第一材料與半導(dǎo)體材料直接接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，第一材料覆蓋第一表面的一半以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，第一材料并沒有超出第一表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，纖維材料包括具有為1到1000微米的直徑的纖維。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，纖維材料包括纖維，并且纖維形成三維網(wǎng)格。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的器件，其中，網(wǎng)格的寬度是1到1000微米。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，第一材料包括金屬粒子，所述金屬粒子具有小于1000微米的尺寸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，半導(dǎo)體材料具有小于60微米的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，進(jìn)一步包括載體，其中半導(dǎo)體材料被布置在該載體上方，以致第一材料被布置在載體和半導(dǎo)體材料之間。
17.一種器件，其包括具有第一表面的半導(dǎo)體芯片；以及完全覆蓋第一表面的第一層，其中所述第一層包括焊料材料和嵌入到所述焊料材料中的纖維材料。
18.一種器件，其包括 載體；布置在所述載體上方的半導(dǎo)體芯片；布置在所述載體和所述半導(dǎo)體芯片之間的粘結(jié)層；以及嵌入到所述粘結(jié)層中的纖維材料。
19.一種用于制造器件的方法，該方法包括 將第一材料涂敷到半導(dǎo)體材料的第一表面；以及將纖維材料涂敷到所述第一表面，其中所述第一材料和所述纖維材料以下述方式被涂敷到所述第一表面所述纖維材料被嵌入到所述第一材料中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述第一材料包括粘結(jié)材料或焊料材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括將所述半導(dǎo)體材料切割成多個(gè)半導(dǎo)體芯片。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括在將所述半導(dǎo)體材料切割成多個(gè)半導(dǎo)體芯片之前預(yù)固化所述第一材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括在將所述半導(dǎo)體材料涂敷到載體之后固化所述第一材料。
24.一種用于制造器件的方法，其包括將第一材料涂敷到半導(dǎo)體晶片的第一表面；將纖維材料涂敷到所述第一表面，其中所述第一材料和所述纖維材料以下述方式被涂敷到所述第一表面所述纖維材料被嵌入到所述第一材料中；將所述半導(dǎo)體晶片切割成多個(gè)半導(dǎo)體芯片；以及在載體上方布置所述半導(dǎo)體芯片中的至少一個(gè)，以致所述第一材料被布置在所述載體和所述半導(dǎo)體芯片之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其中，所述載體是引線框架、印刷電路板或襯底。
全文摘要
本發(fā)明涉及器件以及制造器件的方法。一種器件包括具有第一表面的半導(dǎo)體材料。第一材料被涂敷到所述第一表面，并且纖維材料被嵌入到所述第一材料中。
文檔編號H01L21/48GK102569215SQ201110348230
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者J·馬勒, K·霍賽尼, M·門格爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司