阅读说明：本技术 具有用于顶侧冷却的多级传导夹的半导体封装 (Semiconductor package with multilevel conductive clip for top side cooling ) 是由 方炽胜 邱威翰 I·尼基廷 戴秋莉 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：一种半导体封装包括：具有管芯附接表面的管芯焊盘；被安装在管芯附接表面上的半导体管芯,并且所述半导体管芯在背离所述管芯附接表面的上表面处具有第一接合焊盘；互连夹,所述互连夹包括至少部分地包围中央开口的第一区段、在垂直方向上从第一区段偏移并且与第一区段隔开的第二区段、以及在第一区段和第二区段之间延伸的支撑部。所述封装还包括覆盖半导体管芯的电绝缘的包封物。互连夹的第一区段的上表面从包封物的平面表面暴露。第二区段的下表面与半导体管芯的上表面齐平,并且第二区段的下表面传导连接至第一接合焊盘。(A semiconductor package includes: a die pad having a die attach surface; a semiconductor die mounted on a die attach surface and having first bond pads at an upper surface facing away from the die attach surface; an interconnect clip including a first section at least partially surrounding a central opening, a second section vertically offset from and spaced apart from the first section, and a support extending between the first section and the second section. The package also includes an electrically insulative encapsulant covering the semiconductor die. An upper surface of the first section of the interconnect clip is exposed from the planar surface of the enclosure. The lower surface of the second segment is flush with the upper surface of the semiconductor die, and the lower surface of the second segment is conductively connected to the first bond pad.)

具有用于顶侧冷却的多级传导夹的半导体封装

相关申请

本申请是2019年5月3日提交的美国申请16/402,486的部分继续申请，通过引用将其全部内容结合到本文。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及半导体封装，并且更具体而言，涉及半导体封装的冷却和互连特征。

背景技术

半导体封装被设计为在半导体管芯与诸如印刷电路板(PCB)的外部设备之间提供连接兼容性，并且保护半导体管芯免受潜在造成损害的环境条件(例如，温度变化、湿度、灰尘颗粒等)的影响。在很多半导体封装中，一个重要的设计考虑因素是封装的冷却能力。很多半导体管芯在典型操作期间生成大量的量的热量。这样的器件的一个示例是功率半导体器件，其被要求在正常操作期间阻挡相当大的电压，例如，200伏或更高。往往需要冷却特征来确保半导体管芯在安全的温度范围内操作。

底侧冷却配置的封装被设计为将热量从半导体管芯朝向封装的底侧带走。在这种构造的一个示例中，半导体管芯被安装在金属衬底上，负载端子(例如，源极、阳极等)面向该金属衬底。金属衬底的下表面在封装的底侧暴露。该封装可以被安装在电路板上并且与热沉配合，热沉在操作期间从封装衬底带走热量。

与底侧冷却配置的封装相比，双侧冷却封装寻求提供改善的散热能力。双侧冷却封装包括在管芯的底侧和封装的下侧(例如，如上文描述的)与管芯的上侧和封装的上侧之间提供传导路径的特征。双侧冷却封装可以被安装在电路板上，第二热沉被安装在该封装的顶部上，从而将热量从该封装的上侧抽出。一般而言，双侧冷却封装应当优选地在两个方向上(即，朝向底侧和朝向顶侧)相对均匀地将热量从半导体管芯抽出。然而，已知的顶侧冷却特征未实现这种平衡。此外，它们要求高成本且耗时的处理步骤，例如要求焊接、熔接等以将已知的顶侧冷却特征结合到半导体封装中。

发明内容

公开了一种半导体封装。根据实施例，所述半导体封装包括：包括管芯附接表面的管芯焊盘；被安装在所述管芯附接表面上的半导体管芯，所述半导体管芯包括在背离所述管芯附接表面的上表面处的第一接合焊盘；互连夹，所述互连夹包括至少部分地包围中央开口的第一区段、在垂直方向上从第一区段偏移并且与第一区段隔开的第二区段、以及连接在第一区段和第二区段之间的一个或多个支撑部；以及覆盖半导体管芯的电绝缘的包封物。互连夹的第一区段的上表面从包封物的上表面暴露。第二区段的下表面与第一接合焊盘齐平。

单独地或者组合地，从包封物的上表面暴露的第一区段的上表面在每一方向上越过半导体管芯的外边缘侧横向延伸。

单独地或者组合地，包封物的中央部分与第一区段的内边缘侧直接界面连接，并且延伸至包封物的上表面。

单独地或者组合地，所述半导体封装还包括附接至第二区段的上表面并且延伸至包封物的上表面的金属热量柱，其中，所述包封物的中央部分填充热量柱和第一区段的内边缘侧之间的区域。

单独地或者组合地，第一区段形成围绕中央开口的闭合形状。

单独地或者组合地，所述半导体封装还包括与管芯焊盘隔开的第一引线，并且互连夹将第一接合焊盘电连接至第一引线。

单独地或者组合地，互连夹还包括从第一区段朝向第一引线延伸的末端连接器并且末端连接器的外端直接电接触第一引线。

单独地或者组合地，支撑部与第一区段之间的连接点在横向上从支撑部与第二区段之间的连接点偏移。

单独地或者组合地，支撑部中的每者在第二区段的外边缘侧和面向中央开口的第一区段的内边缘侧之间斜对着延伸。

单独地或者组合地，互连夹包括两对支撑部，每一对的支撑部在相反的方向上背离彼此延伸，支撑部中的每者通过横向间隙相互隔开，并且包封物填充横向间隙。

单独地或者组合地，第一区段的上表面和第二区段的下表面基本上彼此平行，并且第一区段的上表面与包封物的上表面基本上共面。

单独地或者组合地，第一区段、第二区段和支撑部是平面的金属片的一体形成部分。

公开了一种封装半导体器件的方法。根据实施例，所述方法包括：提供包括管芯附接表面的管芯焊盘；提供半导体管芯，所述半导体管芯包括在所述半导体管芯的上表面上的第一接合焊盘；将半导体管芯安装在管芯焊盘上，使得第一接合焊盘背离所述管芯附接表面；提供互连夹，所述互连夹包括至少部分地包围中央开口的第一区段、在垂直方向上从第一区段偏移并且与第一区段隔开的第二区段以及连接在第一区段和第二区段之间的一个或多个支撑部；将互连夹安装在半导体管芯上，使得第二区段的下表面与半导体管芯的上表面齐平并且第二区段的下表面传导连接至所述第一接合焊盘；以及形成电绝缘的包封物，使得所述半导体管芯被所述包封物覆盖，并且使得互连夹的第一区段的上表面从包封物的上表面暴露。

单独地或者组合地，在形成包封物之后，从包封物的上表面暴露的第一区段的上表面在每一方向上越过半导体管芯的外边缘侧横向延伸。

单独地或者组合地，在形成包封物之后，包封物的中央部分与第一区段的内边缘侧直接界面连接，并且延伸至包封物的上表面。

单独地或者组合地，所述方法还包括提供与管芯焊盘隔开的第一引线，并且使用互连夹将第一接合焊盘电连接至第一引线。

单独地或者组合地，互连夹包括多个支撑部，所述支撑部中的每者通过间隙横向隔开，并且液化的模制材料在包封物的形成期间流动通过间隙中的每者。

单独地或者组合地，流动通过间隙中的每者的液化的模制材料在指向中央开口的横向方向上流动。

单独地或者组合地，提供互连夹包括将第二区段的面积选择为与半导体管芯的面积相互关联。

单独地或者组合地，提供互连夹包括提供平面的金属片，以及由该平面的金属片形成包括第一区段、第二区段和支撑部的一体结构。

公开了一种半导体封装。根据实施例，所述半导体封装包括：包括管芯附接表面的管芯焊盘；被安装在所述管芯附接表面上的半导体管芯，并且所述半导体管芯包括在背离所述管芯附接表面的上表面处的第一接合焊盘；以及互连夹。所述互连夹包括：至少部分地包围中央开口的第一区段；在垂直方向上从第一区段偏移并且与第一区段隔开的第二区段；以及在第一区段和第二区段之间延伸的支撑部。所述半导体封装还包括覆盖半导体管芯的电绝缘的包封物。互连夹的第一区段的上表面从包封物的平面表面暴露。第二区段的下表面与半导体管芯的上表面齐平并且第二区段的下表面传导连接至第一接合焊盘。

单独地或者组合地，第二区段是具有闭合形状几何结构的平面焊盘，并且从所述互连夹的平面图的角度来看，支撑部包绕第二区段的周界。

单独地或者组合地，第二区段具有矩形几何结构，并且从所述互连夹的平面图的角度来看，支撑部包绕第二区段的至少一个拐角。

单独地或者组合地，支撑部形成在第二区段的外边缘侧与面向中央开口的第一区段的内边缘侧之间延伸的完整封闭环。

单独地或者组合地，从所述互连夹的平面图的角度来看，互连夹具有L形几何结构，半导体管芯在上表面处还包括第二接合焊盘，并且第二接合焊盘处于互连夹的覆盖区域之外。

公开了一种封装半导体器件的方法。根据实施例，所述方法包括：提供包括管芯附接表面的管芯焊盘；提供半导体管芯，所述半导体管芯包括在所述半导体管芯的上表面上的第一接合焊盘；将半导体管芯安装在管芯焊盘上，使得第一接合焊盘背离所述管芯附接表面；以及提供互连夹。所述互连夹包括：至少部分地包围中央开口的第一区段；在垂直方向上从第一区段偏移并且与第一区段隔开的第二区段；以及在第一区段和第二区段之间延伸的支撑部。所述方法还包括：将互连夹安装在所述半导体管芯上，使得所述第二区段的下表面与半导体管芯的上表面齐平并且所述第二区段的下表面传导连接至第一接合焊盘；以及形成电绝缘的包封物，使得半导体管芯被包封物覆盖，并且使得互连夹的第一区段的上表面从包封物的上表面暴露。

单独地或者组合地，第二区段是具有闭合形状几何结构的平面焊盘，并且从互连夹的平面图的角度来看，支撑部包绕第二区段的周界。

单独地或者组合地，将包封物形成为使得互连夹的第一区段的上表面与包封物的平面表面基本上共面，并且形成所述包封物包括用包封物完全覆盖互连夹，并且随后对包封物进行平面化，直到第一区段的上表面从包封物的平面表面暴露为止。

公开了一种互连夹。根据实施例，所述互连夹包括：至少部分地包围中央开口的第一区段；在垂直方向上从第一区段偏移并且与第一区段隔开的第二区段；以及在第一区段和第二区段之间延伸的一个或多个支撑部。

单独地或者组合地，第一区段形成围绕中央开口的闭合形状。

单独地或者组合地，第一区段完全包围中央开口。

单独地或者组合地，所述一个或多个支撑部在第二区段的外边缘侧与面向中央开口的第一区段的内边缘侧之间斜对着延伸。

单独地或者组合地，所述互连夹包括在第一区段和第二区段之间延伸的多个支撑部，这些支撑部中的每者通过横向间隙相互分开。

单独地或者组合地，所述互连夹仅包括在第一区段和第二区段之间延伸的支撑部之一。

单独地或者组合地，第二区段是具有闭合形状几何结构的平面焊盘，并且其中，从所述互连夹的平面图的角度来看，支撑部包绕第二区段的周界。

单独地或者组合地，第二区段具有矩形几何结构，并且从所述互连夹的平面图的角度来看，支撑部包绕第二区段的至少一个拐角。

单独地或者组合地，支撑部形成在第二区段的外边缘侧与第一区段的面向中央开口的内边缘侧之间延伸的完整封闭环。

附图说明

附图中的元件未必是相对于彼此按比例绘制的。相似的附图标记表示对应的类似部分。可以对各种示出的实施例的特征进行组合，除非它们相互排斥。在附图中描绘了实施例并且将在下文说明书中对实施例进行详述。

包括图1A、图1B和图1C的图1描绘了根据实施例的互连夹。图1A描绘了该互连夹的平面图，图1B描绘了该互连夹的沿图1A中标示的截平面A-A’的截面图，并且图1C描绘了该互连夹的等轴视图。

图2描绘了根据另一个实施例的互连夹的等轴视图。

包括图3A和图3B的图3描绘了根据实施例的被安装在引线框架和半导体管芯的组件上的互连夹。图3A描绘了该组件的平面图，并且图3B描绘了该组件的截面图。

图4描绘了根据实施例的在包封工艺期间液化的模制材料在安装了互连夹的组件中的流动。

包括图5A、图5B和图5C的图5描绘了根据实施例的包括互连夹的半导体封装。图5A描绘了该半导体封装的上侧的等轴视图，图5B描绘了该半导体封装的下侧的等轴视图，并且图5C描绘了该半导体封装的截面图。

包括图6A和图6B的图6描绘了根据另一个实施例的包括互连夹的半导体封装。图6A描绘了该半导体封装的上侧的等轴视图，并且图6B描绘了该半导体封装的截面图。

包括图7A和图7B的图7描绘了根据另一个实施例的包括互连夹的半导体封装。图7A描绘了该半导体封装的上侧的等轴视图，并且图7B描绘了该半导体封装的下侧的等轴视图。

包括图8A和图8B的图8描绘了根据实施例的互连夹。图8A描绘了该互连夹的平面图，并且图8B描绘了该互连夹的沿图8A中标示的截平面B-B’的截面图。

包括图9A、图9B、图9C和图9D的图9描绘了根据实施例的包括图8的互连夹的半导体封装。图9A描绘了该半导体封装的上侧的平面图，图9B描绘了该半导体封装的侧视图，图9C描绘了该半导体封装的上侧的等轴视图，并且图9D描绘了互连夹和半导体管芯之间的界面连接的特写等轴视图。

图10描绘了根据实施例的包括图8的互连夹的半导体封装的等轴视图。

具体实施方式

本文描述了在半导体封装中提供有利的顶侧冷却能力并且易于结合到半导体封装中的互连夹的实施例。所述互连夹具有多级构造，其中第一平面区段和第二平面区段在垂直方向上从彼此偏移。在实施例中，第一平面区段形成围绕中央开口的闭合形状(例如，环形状)，第二平面区段被设置在中央开口下方，并且分立的支撑部结构在第一平面区段和第二平面区段之间延伸，其中在支撑部结构之间提供有横向间隙。互连夹被结合到半导体封装中，其中第二区段被安装为与半导体管芯的上表面齐平，并且第一区段在封装包封物主体的上侧暴露。例如，暴露的第一区段可以提供将热量从封装的顶侧经由热沉转移走的界面连接。此外，互连夹可以在半导体管芯的上表面上的接合焊盘与封装引线或接触部之间提供电连接。

互连夹的多级设计有利地允许在封装的上表面处的传导金属的大的暴露的表面积。由于第二平面区段与支撑部结构的托架式构造相结合所提供的横向稳定性，因而在被安装在半导体管芯上时互连夹可以容纳大尺寸的第一区段。因此，包括所述互连夹的半导体封装可以具有在该封装的上侧的暴露的传导表面，该暴露的传导表面在每一方向上延伸到管芯覆盖区域之外，并且接近封装的外侧。

此外，互连夹的各种特征被配置为在包封期间以维持互连夹的稳定性的方式与液化的模制材料相互作用。具体而言，互连夹被设计为使得液化的模制材料均匀地流动通过支撑部结构之间的横向间隙。这种液化的模制材料蓄积在封装的中央区域中，并且与第一区段中的中央开口的内边缘侧相互作用。因此，在包封期间互连夹保持水平并且与半导体管芯保持齐平，并且第一区段保持与封装的上表面对齐。因而，避免了高成本且耗时的用于固定互连夹的措施，例如，熔接。

参考图1，描绘了根据实施例的互连夹100。互连夹100包括第一区段102和第二区段104。第一区段102和第二区段104均包括相反朝向的上表面106和下表面108。根据实施例，第一区段102和第二区段104是具有基本上一致的厚度的平面焊盘。第二区段104与第一区段102在垂直方向上隔开。这意味着，在第一区段102的下表面108和第二区段104的上表面106之间提供至少一定的分开距离。

根据实施例，第一区段102至少部分地包围中央开口110。这意味着，在第一区段102的外周界112内的一定位置处在第一区段102的上表面106和下表面108之间提供了开放通道。第一区段102的内边缘侧114面向中央开口110。这些内边缘侧114在第一区段102的上表面106和下表面108之间延伸，并且内边缘侧114与第一区段102的外边缘侧116相反，第一区段102的外边缘侧116限定了第一区段102的外周界112。

根据所描绘的实施例，第一区段102完全包围中央开口110。也就是说，第一区段102形成围绕中央开口110的闭合形状，使得第一焊盘的横向部分在每一方向上将第一区段102的内边缘侧114与外周界112分开。替代地，第一区段102可以具有各种各样的开放形状构造，其中，至少一组内边缘侧114延伸到第一区段102的外周界112。这些开放形状构造的示例包括C形、U形等。

根据实施例，第二区段104是具有闭合形状几何结构的连续焊盘。例如，如图所示，第二区段104具有矩形几何结构。更一般地，第二区段104的几何结构可以包括曲面形状、细长形状等，并且可以与不同的管芯和/或接合焊盘几何结构相互关联。此外，互连夹100的实施例可以包括多个分立的第二区段104。

根据所描绘的实施例，第二区段104被直接设置在中央开口110下面。此外，第二区段104比中央开口110小。因此，第二区段104的外边缘侧118与第一区段102的内边缘侧114在每一方向上横向隔开，如图1A所示。替代地，第二区段104可以比中央开口110大，和/或第二区段104在横向上从中央开口110偏移。一般而言，第二区段104可以位于接近互连夹100的横向质心的地方。以这种方式，当将互连夹100安装在平面表面上时，第二区段104通过缓解由第一平面区段102施加的杠杆作用而维持该夹的横向稳定性。

互连夹100包括连接在第一区段102和第二区段104之间的支撑部120。支撑部120将第一区段102机械耦合至第二区段104。此外，支撑部120在第一区段102和第二区段104之间提供导热和导电连接。

根据实施例，互连夹100包括四个支撑部120。更具体而言，如图1所示，互连夹100可以包括两对支撑部120，每一对的支撑部120在相反的方向上远离彼此延伸。这只是一个很适于实现对第一区段102的机械支撑的设计示例。

根据实施例，支撑部120和第一区段102之间的连接点在横向上从支撑部120与第二区段104之间的连接点偏移。换言之，支撑部120在第一区段102和第二区段104之间不唯独沿垂直方向延伸。相反，支撑部120被定向为在比其与第二区段104的连接点在横向上更靠近第一区段102的外边缘侧116的位置处进行连接。例如，在所描绘的实施例中，垂直的支撑部120中的每者在第二区段104和第一区段102之间斜对着延伸。替代地，垂直的支撑部120可以具有一个或多个有角度的弯曲，以实现在横向上偏移的连接点。在任一种构造中，随着支撑部120远离第二区段104并且向第一区段102移动，支撑部120的向外延伸将通过提供托架式构造而增强结构支撑和稳定性。

根据实施例，支撑部120通过横向间隙122相互分开。这意味着，在第二区段104和第一区段102之间垂直延伸的支撑部120的所限定的边缘侧之间提供至少一定的分开距离。因而，从互连夹100的侧视角度来看(例如，如图1B所示)，横向间隙122在处于第一区段102的下表面108的正下方的区域和处于第二区段104的上表面106的正上方的区域之间提供了开放通道。这些横向间隙122的尺寸、形状和大小设定可以与所示出的不同。一般而言，可以对横向间隙122的布置、数量和尺寸进行定制，以满足各种各样的设计因素。这些设计因素包括便于液化的模制材料流动通过横向间隙122以及针对支撑部120的大小设定要求。代替所描绘的构造，可以将横向间隙122实施为被设置在相对较大的支撑部结构120之间的窄的狭缝和/或圆形开口。

根据实施例，互连夹100包括末端连接器124。末端连接器124直接连接至第一区段102，并且远离第一区段102的下表面108朝向外端126延伸。末端连接器124的外端126与第二区段104设置在第一区段102的相同侧上。如图所示，末端连接器124和第一区段102可以是在一端朝下弯曲的连续的平面结构的部分。替代地，末端连接器124可以是附接至第一区段102的单独的结构的部分。

互连夹100的上文讨论的特征中的每者由导热并且导电的材料形成。互连夹100的示例性材料包括铜、铝、镍、铁、锌等及其合金。在任何情况下，可以选择用于形成互连夹100的材料，从而在第二区段104的下表面108和第一区段102的上表面106之间提供导热连接。以这种方式，互连夹100被配置为提供顶侧冷却能力。此外，可以选择用于形成互连夹100的材料，从而在第二区段104的下表面108和末端连接器124的外端126之间提供导电连接。以这种方式，互连夹100被配置为提供电互连能力。

根据实施例，互连夹100是由平面的金属片一体形成的。例如，可以通过初始地提供未受干扰的传导金属片(例如，由诸如铜、铝、其合金等的金属的平板，其类似于或者等同于用于形成封装引线框架的金属片)来提供具有上文讨论的特征的互连夹100。随后，可以对所述平面的金属片进行处理，以形成在垂直方向上偏移的第一区段102和第二区段104以及中央开口110。在一个实施例中，这一操作是通过对平面的金属片进行压印或冲压而完成的。可以使用压印、冲压或蚀刻工艺同时或者单独形成横向间隙122。因此，第一区段102、第二区段104和支撑部120是单片的平面的金属片的一体形成的部分。在实施例中，通过在上文的步骤之前、期间或者之后使金属片的平面部分弯曲而形成末端连接器124。替代地，可以通过使用已知的技术(例如，焊接、熔接、铆接等)将两个分立的传导结构连接到一起而形成互连夹100。

有利地，可以对互连夹100的特征进行定制，以匹配半导体管芯和/或封装设计的特定特性。例如，根据实施例，互连夹100是通过将第二区段104的面积选择为在完成的半导体封装中与其将附接至的特定半导体管芯相互关联而形成的。这意味着第二区段104具有与半导体管芯相同的大致形状，例如，方形、矩形等，并且第二区段104的横向表面积与半导体管芯的表面积相同或接近(例如，处于+/-10％内)。以这种方式，所述半导体封装的制造者可以提供优选地被配置为实现关于特定半导体管芯的机械稳定性和热传递的互连夹100。此外，可以使用简单的处理步骤，例如，通过根据上文描述的用于形成互连夹100的技术适当地选择冲压/压印尺寸而实现这一定制。作为另一个示例，第一区段102的外周界112的大小可以被设定为接近或者略微小于期望的封装尺寸(例如，是其横向表面积的大约90％)。

参考图2，示出了根据另一个实施例的互连夹100。除了支撑部120被不同地配置外，图2的互连夹100等同于参考图1描述的互连夹100。在图2的实施例中，互连夹100也包括两对支撑部120，其中，每一对的支撑部120在相反的方向上远离彼此延伸。然而，支撑部120被提供在第二焊盘和中央开口110的拐角位置处，代替图1中所示的中央连接点构造。此外，支撑部120与图1中的互连夹100的支撑部120相比具有更大的截面直径。这种构造可能有希望实现更高的机械强度和传导能力。

更一般地，垂直的支撑部120的构造可以不同于图1-图2的特定实施例。可以关于各种各样的设计因素对支撑部120的布置、数量和尺寸进行优化，所述设计因素例如支撑部120的机械强度、支撑部120的传导能力(导热和导电两方面)、和/或支撑部120之间的横向间隙122的尺寸设定。

参考图3，示出了根据实施例的用于使用互连夹100来封装半导体器件的所选择的方法步骤。在这一方法步骤中，提供引线框架128。引线框架128包括导电并且导热的材料，例如，诸如铜、铝、镍、铁、锌等及其合金的导电材料。引线框架128包括具有管芯附接表面132的管芯焊盘130。此外，引线框架128包括远离管芯焊盘130延伸的导电引线134。在所描绘的实施例中，第一组136的引线134直接连接至管芯焊盘130，并且第二组138的引线134与管芯焊盘130分离。引线134可以被弯曲，其中，引线134的最外端基本上平行于封装的底侧延伸，其中，引线可以包括正或负凸点(stand-off)。

在这一方法步骤中，将半导体管芯140安装在管芯焊盘130的管芯附接表面132上。一般而言，半导体管芯140可以具有很宽范围的各种各样的器件构造，例如，MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、JFET(结型场效应晶体管)、二极管等。一般而言，半导体管芯140可以包括很宽范围的各种各样的半导体材料中的任何半导体材料，包括诸如硅、硅锗、碳化硅等的IV型半导体以及诸如氮化镓、砷化镓等的III-V型半导体。一般而言，半导体管芯140可以被配置为垂直器件，其被配置为控制相反朝向的上表面和下表面之间的电流流动，或者半导体管芯140可以被配置为横向器件，其被配置为控制平行于主表面流动的电流。

根据实施例，半导体管芯140包括设置在半导体管芯140的背离管芯附接表面132的上表面上的第一接合焊盘142以及设置在半导体管芯140的面向管芯附接表面132的后表面上的第二接合焊盘144。这些第一接合焊盘142和第二接合焊盘144提供与半导体管芯140的端子连接。例如，第一接合焊盘142和第二接合焊盘144可以是负载端子，例如，就二极管而言是阳极端子和阴极端子，或者就开关器件而言是集电极/发射极端子。出于简洁的目的，仅示出了两个接合焊盘。在实践中，半导体管芯140可以包括额外的接合焊盘，例如，控制端子，例如，就三端子开关器件而言是栅极、基极等。可以使用已知的技术将这些额外的接合焊盘连接至引线134。

在这一方法步骤中，将互连夹100安装在半导体管芯140的顶部上。根据实施例，将互连夹100安装为使得第二区段104的下表面108与半导体管芯140的上表面齐平。这意味着，第二区段104的下表面108基本上平行于半导体管芯140的上表面，并且这两个表面(例如)通过直接接触或者通过媒介(例如，焊料、烧结剂、粘合剂等)相互机械耦合。

根据实施例，将互连夹100安装为使得第二区段104的下表面108传导连接(在电和热方面)至第一接合焊盘142。这一传导连接可以是通过两个表面之间的直接物理接触实行的，或者可以是通过传导联合材料(例如，焊料、烧结剂、传导胶等)实行的。

根据实施例，将互连夹100安装为使得末端连接器124的外端126直接电接触来自引线框架128的第一引线134。这一传导连接可以是通过两个表面之间的直接物理接触实行的，或者可以是通过传导联合材料(例如，焊料、烧结剂、传导胶等)实行的。作为这一连接以及如上文描述的第二区段104与第一接合焊盘142之间的连接的结果，互连夹100在第一接合焊盘142与第一引线134之间提供直接电连接。

根据实施例，在被安装时，互连夹100在每一方向上越过半导体管芯140的外边缘侧146横向外伸。这意味着半导体管芯140的外边缘侧146完全位于由第一区段102的横向覆盖区域(如第一区段102的外周界112所限定的)之内。这种构造不同于常规的互连夹100构造，在后者中，该夹在两个端子(例如，接合焊盘和引线)之间提供直接点到点连接，并且因而仅在半导体管芯的一个边缘侧面之上延伸。而所安装的互连夹100可以在第一接合焊盘142与第一引线134之间提供类似的点到点连接，并且第一区段102的部分被设置在第一接合焊盘142和第一引线134之间的电流路径之外。例如，图3中的第一区段102的最左侧部分被设置在该电流路径之外。

参考图4，示出了根据实施例的用于使用互连夹100来封装半导体器件的所选择的方法步骤。在这一方法步骤中，使用模制工艺用电绝缘材料对图3的组件进行包封。举例来说，用于这一模制工艺的示例性技术包括注入模制、压缩模制、转移模制。在这些技术中，该组件被置于模制工具的腔室148之内，并且用液化的模制材料来填充该腔室。举例来说，这些模制材料的示例包括陶瓷、环氧树脂材料、热固性塑料。液化的模制材料填充腔室148，从而形成封装主体的预期形状。随后，液化的模制材料硬化，并且将该封装从模制腔室148中移除。

根据实施例，液化的模制材料在包封物的形成期间流动通过横向间隙122中的每者。更具体而言，液化的模制材料可以在指向中央开口110的横向方向上流动。在图4中通过箭头描绘了液化的模制材料的这一方向性流动。随着液化的模制材料持续流动，其覆盖了第二区段104，并且最终抵达第一区段102的内边缘侧114，直到形成先前描述的包封物的中央部分。

有利地，互连夹100的特征被设计为维持互连夹100的稳定性，并且使液化的模制材料在上文描述的模制工艺期间均匀地且一致地流动。具体而言，横向间隙122实现了模制材料在第二区段104之上的相对一致的流动。一旦被模制材料覆盖，第二区段104就充当将互连夹100维持就位的基脚。此外，第一区段102的内边缘侧114提供了当液化的模制材料蓄积在中央开口110中时与液化的模制材料啮合的接触表面。这允许均匀地填充模制材料，并且使第一区段102维持在平行于半导体管芯140的上表面的相对平坦的位置处。

参考图5，描绘了根据实施例的完成的半导体封装200。半导体封装200包括根据上文描述的技术形成的包封物202的主体。包封物202被形成为完全覆盖半导体管芯140，其中引线134的外端以通常已知的方式从包封物202暴露。

根据实施例，包封物202被形成为使得互连夹100的第一区段102的上表面106从包封物202的上表面204暴露。这意味着第一区段102的上表面106的至少部分未被包封物202材料覆盖，并且因而可用于与散热机构(例如，热沉和/或热界面材料)接触。如图所示，第一区段102的上表面106完全不被覆盖，使得第一区段102的完整形状(在这一情况下为封闭环)从包封物202暴露。这种构造可以是通过在上文描述的模制技术中适当地设定模制腔室的尺寸而实现的。替代地，这种构造可以是通过两步工艺实现的，其中，包封物202初始地被形成为完全覆盖互连夹100，并且随后对包封物202的上表面204进行平面化(例如，通过抛光或研磨)，直到第一区段102的上表面106从包封物202暴露为止。

根据实施例，包封物202被形成为使得第一区段102的上表面106与包封物202的上表面204基本上共面。这意味着第一区段102的上表面106和包封物202的上表面204共同地形成提供封装后的器件的上侧的连续的平面表面。在其他实施例中，互连夹100可以从包封物202伸出，使得第一区段102的上表面106在垂直方向上从包封物202的上表面204偏移。

根据实施例，第一区段102的上表面106基本上平行于第二区段104的下表面108。在安装互连夹100时，这种构造使第一区段102的上表面106沿着平行于半导体管芯140的上表面并且与半导体管芯140的上表面隔开的横向平面定向，如图3所示。因而，在形成包封物202时，例如如图4所示，第一区段102的上表面106被定位为与包封物202的上表面204共面。

根据实施例，第一区段102的从包封物202暴露的上表面106在每一方向上越过半导体管芯140的外边缘侧146横向延伸。这意味着半导体管芯140的外边缘侧146在横向上被包含在第一区段102的暴露的传导材料的周界内。

根据实施例，包封物202包括与第一区段102的内边缘侧114直接界面连接的中央部分206。包封物202的中央部分106延伸至包封物202的上表面204，包封物202的上表面204可以与第一区段102的上表面106和/或与第一区段102的周界之外的包封物202的上表面204共面。根据实施例，包封物202的中央部分206完全覆盖第二区段104的上表面106。

可以以通常已知的方式将图5的半导体封装200安装在载体(例如，印刷电路板)上。载体可以包括具有热沉的插口，在被安装时该插口容纳半导体封装200并且与管芯焊盘130界面连接。可以在半导体封装200的顶部上安装第二热沉。互连夹100提供传导传输路径，从而将热量经由第二热沉从封装的顶部排走。由于如上文描述的互连夹100的有利的大的暴露的表面积，因而可以发生高效率的热传递。

参考图6，描绘了根据另一个实施例的包括互连夹100的半导体封装200。除了半导体封装200额外地包括热插塞208，图6的实施例中的半导体封装200与图5的半导体封装200被等同地配置。热量柱208是一片分立的导热材料，例如，其可以是诸如铜、铝、合金等的金属及其合金。热量柱208的底表面例如通过诸如焊料、烧结剂、胶带等传导粘合剂附接至第二区段104的上表面106。热量柱208延伸至包封物202的上表面，使得热量柱208的上表面在中央开口110之内暴露。根据实施例，热量柱208的上表面与包封物202的上表面204基本上共面和/或与第一平面区段102的上表面106基本上共面。在这一示例中，包封物202的中央部分206填充了热量柱208与第一区段102的内边缘侧114之间的区域。所描述的热量柱208与互连夹100的组合在一些应用中可以是优选的，以提供更进一步的散热。

参考图7，描绘了根据另一个实施例的半导体封装200。除了引线构造外，半导体封装200与参考图5描述的半导体封装200等同。图7的半导体封装200被配置为“无引线”或“零引线”封装。根据这种设计，该封装包括与包封物202材料的表面共面的接触部210，代替从封装主体伸出的引线134。这些接触部210以与上文联系引线134描述的类似的方式电连接至半导体管芯140的端子，并且因而提供封装级连接端子。本文描述的互连夹100可以用于提供与这些接触部210之一的连接。替代地，本文描述的互连夹100可以被唯独提供成散热特征。

参考图8，描绘了根据另一个实施例的互连夹100。图8的互连夹100包括包围中央开口110的第一区段102，以及处于中央开口110下方并且通过支撑部120与第一区段102在垂直方向上分开的第二区段104。除了下文将讨论的差异外，这些特征中的每者可以具有与先前讨论的实施例中的具有对应标示的特征相同的性质(例如，几何结构、布置、材料成分等)。

就与先前讨论的实施例的第一差异而言，图8的互连夹100仅包括连接于第一区段102和第二区段104之间的单个支撑部120。在从图8A的平面图的角度来看时，支撑部120至少部分地包围第二区段104。也就是说，支撑部120是包绕第二区段104的周界的连续结构。因此，不同于先前描述的实施例，互连夹100不包括处于多个分立的支撑部120之间的多个横向间隙122。

根据所描绘的实施例，支撑部120包绕第二区段104的整个周界。也就是说，支撑部120形成完全围绕并且邻接第二区段104的完整封闭环。此外，支撑部120完全抵达并且邻接第一区段102的面对中央开口110的内边缘侧114。因而，第二区段104和支撑部120被共同配置为从第一区段102朝下延伸的闭合低洼部。

在其他实施例中，支撑部120可以具有各种各样的开口形状构造，例如，C形、U形等。在任何情况下，支撑部120可以连续地包绕第二区段104的周界的大部分百分比。例如，支撑部120可以连续地接触第二区段104的周界的总长度的至少50％、75％、95％或更多。就角度而言，从第二区段104的中心来看，支撑部120可以包围至少180°、270°、330°或更多的第二区段。在第二区段104具有锐角拐角的情况下，例如，在矩形的情况下，支撑部可以包绕这些拐角中的至少一个。

就与先前讨论的实施例的第二差异而言，在从图8的平面图的角度来看时，图8的互连夹100的第一区段102具有不同的几何结构。在所描绘的示例中，第一区段102具有L形几何结构是指，具有两个彼此相交的矩形部分的几何结构。更一般地，第一区段102可以具有很宽范围的各种各样的几何结构。例如，第一区段102可以包括圆化的部分。在另一个示例中，第一区段102可以具有基本方形的几何结构，如图1的实施例中所描绘的。对第一区段102的具体几何结构的选择可以取决于设计考虑事项，例如，封装类型、管芯尺寸、引线构造等。

图8的互连夹100可以是根据下文的技术形成的。初始地，提供平面的金属片，例如，平坦的诸如铜、铝、其合金等的金属板。随后，对平面的金属片整形，以形成第一平面部分的预期几何结构，例如，所描绘的示例中的L形几何结构。例如，这是使用切割和/或修裁技术完成的。随后，执行浮雕工艺。浮雕工艺使平面的金属片的对应于第二区段104的预期形状的部分发生偏移。平面的金属片的延伸到第二区段104的偏斜部分对应于支撑部120。例如，这一浮雕工艺可以是使用已知的压印或冲压技术执行的。一般而言，可以选择浮雕的深度，从而确保第二区段104的上表面106和第一区段102的上表面106之间具有足够的垂直分开距离。更特别地，可以执行浮雕从而在(例如)根据下文将描述的技术对包封物进行抛光或研磨期间，确保第二区段104的上表面106保持被覆盖。这一垂直方向上的偏移的示例值可以处于200μm-1000μm的范围内。替代地，可以通过初始地执行浮雕工艺并且随后对金属片整形(例如，通过切割和/或修裁)来形成图8的互连夹100。

如图所示，选择浮雕的位置使得中央开口114的单点位置(在这一情况下为拐角)与L形第一区段102的内侧拐角150相接。更一般地，可以选择浮雕的位置和尺寸，以满足各种各样的设计考虑事项，例如，芯片尺寸、接合焊盘构造等。

图8的互连夹100的一个优点在于第二区段104与第一区段102之间的增强的热传输。在本文描述的实施例中的任何实施例中，(一个或多个)支撑部120表示互连夹100的热传导路径中的瓶颈点。相应地，在操作期间，最高温度可能出现在支撑部120内和/或支撑部120与第一和第二区段102、104之间的过渡区附近。图8的互连夹100中的支撑部120的设计有利地跨越大的截面直径扩展这一瓶颈点。通过比较，尽管先前描述的互连夹100的实施例中的多个分立的支撑部结构120对于其他考虑事项(例如，增强的模制粘合性)是有利的，但是其将热传导路径限制为较窄的截面直径，由此限制了热传输。

图8的互连夹100的另一个优点在于易于制造。因为第二区段104、第一区段102和支撑部120可以被形成为单片的金属片的整体部分，所以只要求最少的处理步骤。特别地，只有上文描述的浮雕步骤(例如，冲压或压印)是形成具有所描述的几何结构以及与第一区段102的关系的第二区段104和支撑部120所必要的。这一浮雕步骤可以容易地形成接触焊盘，该接触焊盘可以与管芯表面形成完全的或者近乎完全的接触。由于低洼部(即第二区段104)的产生的原因，由修裁工艺产生的任何毛刺都不会接触管芯。此外，用于对互连夹整形的切割和/或修裁技术可以容易地产生任何预期几何结构的互连夹100。

参考图9，描绘了根据实施例的包括来自图8的实施例的互连夹100的半导体封装200。在图9中，包封物202被描绘成半透明的，使得可以看到半导体封装200的内部特征。半导体封装200包括管芯焊盘130、导电引线134和半导体管芯140。这些特征中的每者可以类似于或等同于参考图5描述的半导体封装200中的具有对应标示的特征。半导体管芯140以与先前描述类似的方式安装在管芯焊盘130的管芯附接表面132上，其中第一接合焊盘142背离管芯附接表面132。

互连夹100以与先前描述类似的方式安装，其中第二区段104与半导体管芯140齐平并且第二区段104电连接至第一接合焊盘142。互连夹100在第一区段102中的相反末端接触引线框架128的焊盘区段，引线框架128的焊盘区段连接至多条引线134。在两种连接中，可以在两个表面之间提供诸如焊料、烧结剂、传导胶等的传导联合材料，以形成可靠的机械和电连接。不同于图5的实施例，图9的封装的引线134在垂直方向上从管芯焊盘130偏移。因此，互连夹100可以在第一平面部分102的下表面108处直接接触这些偏移的引线。替代地，如果需要垂直下落来实施这种电连接，那么第一区段102的末端可以包括类似于或等同于先前描述的末端连接器124的结构。

如图9C和图9D所示，第二平面部分104的几何结构反映半导体芯片的第一接合焊盘142的几何结构，即，在下部拐角中具有小凹口的基本矩形的形状。由于第一接合焊盘142占据了半导体管芯140的上表面积的大量的部分(例如，至少总面积的90％)，因而第二平面部分104的几何结构适于最大化的热提取能力。与此同时，半导体管芯140包括处于互连夹100的覆盖区域之外的第二接合焊盘152。第二接合焊盘152可以是半导体管芯的控制端子，例如，栅极端子、基极端子等。第二接合焊盘152可以通过导电接合线154电连接至引线134中的单独的一条，该引线与互连夹100所连接至的引线隔离。互连夹100的L形构造使得能够触及第二接合焊盘152，从而在安装互连夹100之前或之后实施这一电连接。

与参考图5描述的实施例不同的是，图9的半导体封装200被配置为使得互连夹100在包封物202的对应于封装200的界面连接侧的下侧212处暴露(如图9D中所标示的)。界面连接侧是指其中引线134至少延伸至包封物的平面，由此使封装能够被安装至并且电连接至衬底(例如，PCB)的一侧。在这种布置中，互连夹100充当可以与衬底中的热沉机构配合的底侧冷却特征。同时，管芯焊盘130在包封物的上表面204处暴露(如图9D中所标示的)，并且可以与第二顶侧连接的热沉结构配合。因而，互连夹100的冷却侧与图5的实施例相比是翻转的。

参考图10，图9的半导体封装200被描绘为包封物202是不透明的。包封物202具有类似于先前描述的实施例的构造，其中，包封物202完全覆盖半导体管芯140，并且互连夹100的第一区段102的上表面106从包封物202的上表面204暴露。第一区段102的上表面106从包封物202暴露。在所描绘的实施例中，第一区段102的上表面106与包封物202的下侧212基本上共面。

根据实施例，图10的半导体封装的包封物202是通过两步工艺形成的，其中，包封物202初始地被形成为完全覆盖互连夹100，并且随后对包封物202的下侧212进行平面化(例如，通过抛光或研磨)，直到第一区段102的上表面106从包封物202暴露并且与包封物202基本上共面为止。

类似于先前描述的实施例，图10的封装中的互连夹100在半导体管芯140和引线134之间提供高度导电的传输路径。与此同时，互连夹100在第一区段102的暴露的上表面106处提供高度导热的传输路径，这样允许有效率的热提取。

更一般地，本文描述的原理可以适用于很宽范围的各种各样的封装构造。一般而言，这些封装构造包括任何封装设计，在其中期望在半导体管芯的上表面实现散热，和/或在其中半导体管芯包括至少一个面朝上的要求电连接的接合焊盘。这些封装构造的示例包括带引线封装、无引线封装、芯片载体封装、表面安装封装、堆叠管芯封装、模制封装、腔室封装等。

本文使用的术语“基本上”涵盖与特定的要求绝对相符以及与绝对相符要求存在较小偏差，这样的偏差归因于制造工艺变化、组装和其他可能引起与设计目标存在偏差的因素。假设所述偏差处于能够实现实际相符性的工艺容差内，并且本文描述的部件能够根据应用要求起作用，那么术语“基本上”将涵盖这些偏差中的任何偏差。

本文使用的术语“电连接”、“直接电连接”等描述电连接的元件之间的永久低阻抗连接，例如，相关元件之间的直接接触或者经由金属和/或高度掺杂的半导体实现的低阻抗连接。

诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“之上”、“上”等空间相对术语用于方便描述，以解释一个元件相对于第二元件的定位。这些术语旨在涵盖除了附图所示的取向外的不同的器件取向。此外，还使用诸如“第一”、“第二”等术语描述各种元件、区域、节段等，并且所述术语并非旨在构成限制。本说明书通篇中类似的附图标记表示类似的元件。

如本文所用，术语“具有”、“包含”、“包括”等是开放性术语，所述术语指示所表述的元件或特征的存在，但不排除额外的元件或特征。如本文所用，除非上下文清楚地另有指示，否则单数冠词旨在包括复数以及单数。

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