[發(fā)明專利]功率半導(dǎo)體器件封裝及制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010200560.3
• 申請(qǐng)日: 2010-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN101930957A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯軍;弗蘭克斯·赫爾伯特;劉凱;張曉天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/48
• 分類號(hào): H01L23/48;H01L25/00;H01L23/52;H01L23/492;H01L21/60
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體器件的封裝，更確切地說，是一種帶有以連接結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)的導(dǎo)電裝置的功率半導(dǎo)體器件的封裝。

背景技術(shù)

通過封裝材料和工藝具有改良的熱擴(kuò)散結(jié)構(gòu)和機(jī)制以及更低的熱阻、很低的寄生電容和電感，功率半導(dǎo)體器件封裝方面的改進(jìn)有利于更高功率密度的封裝。用于增強(qiáng)功率半導(dǎo)體器件封裝性能的技術(shù)包括：暴露功率半導(dǎo)體晶粒的頂面和底面，以便增大熱擴(kuò)散；除去引線接合，以便降低寄生效應(yīng)；以及降低封裝波形因數(shù)和結(jié)構(gòu)，以便獲得芯片級(jí)尺寸封裝。制作過程的簡(jiǎn)化有助于降低封裝方法的成本。

用于改善功率半導(dǎo)體器件封裝的整體性能的原有技術(shù)包括：美國(guó)專利號(hào)為3,972,062的名為《用于多個(gè)晶體管集成電路晶片的裝配組件》的專利中提出的一種裝配組件。如圖1所示，在裝配組件的空穴22中，每個(gè)裝配組件30都含有一個(gè)晶體管晶片10，裝貼在第一電極18上。這種組裝包括支撐墊或支腳32、34的裝配。如上所述，晶體管芯片10的終端16、14，從表面上延伸到裝配溝道部分平放的支腳32、34所在的平面中。裝配組件的支腳32、34不僅提供支撐，還為晶片的晶體管集電極提供連接。另外，疊加的溝道部分可保護(hù)晶體管晶片，更確切地說，它可作為散熱片使用。

以下專利還提出了許多其他的類似設(shè)計(jì)：美國(guó)專利號(hào)6,624,522、7,122,887、6,767,820、6,890,845、7,253,090、7,285,866、6,930,397以及6,893,901，美國(guó)已公開專利申請(qǐng)2007/0091546、2007/0194441、2007/0202631、2008/0066303和2007/0284722，以及美國(guó)外觀設(shè)計(jì)專利號(hào)D503,691。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所述的功率半導(dǎo)體器件包括一個(gè)以連接結(jié)構(gòu)為特征的導(dǎo)電裝置。例如，此連接結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體器件終端盒外部貼裝表面(例如印刷電路板(PCB))之間提供連接。更確切地說，此連接結(jié)構(gòu)可以提供從半導(dǎo)體晶粒的第二表面到印刷電路板(PCB)的連接，其中第二表面背對(duì)著印刷電路板(PCB)。當(dāng)半導(dǎo)體晶粒的第一表面正對(duì)著印刷電路板(PCB)時(shí)，可以直接從第一表面上的半導(dǎo)體器件終端，連接到印刷電路板(PCB)上。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)功率半導(dǎo)體器件封裝包括一個(gè)單一半導(dǎo)體晶粒，通過一個(gè)形成在此半導(dǎo)體晶粒中的開口，設(shè)置連接結(jié)構(gòu)。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)功率半導(dǎo)體器件封裝包括一對(duì)平行耦合的半導(dǎo)體晶粒，在這對(duì)半導(dǎo)體晶粒之間，設(shè)置連接結(jié)構(gòu)。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)功率半導(dǎo)體器件封裝包括一個(gè)含有連接結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體晶粒的導(dǎo)電裝置，其中在半導(dǎo)體晶粒中形成一個(gè)開口，這個(gè)開口的尺寸和結(jié)構(gòu)足夠容納連接結(jié)構(gòu)。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)功率半導(dǎo)體器件封裝包括一個(gè)含有連接結(jié)構(gòu)以及一對(duì)半導(dǎo)體晶粒的導(dǎo)電裝置，這一對(duì)半導(dǎo)體晶粒設(shè)置在連接裝置的兩側(cè)，并間隔一定的距離。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)功率半導(dǎo)體器件封裝包括一個(gè)具有連接結(jié)構(gòu)的平板部分以及一個(gè)電耦合到平板部分上的半導(dǎo)體晶粒，其中在半導(dǎo)體晶粒中形成一個(gè)開口，這個(gè)開口的尺寸和結(jié)構(gòu)足夠容納連接結(jié)構(gòu)。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)功率半導(dǎo)體器件封裝包括一個(gè)導(dǎo)電裝置，這個(gè)導(dǎo)電裝置包括一個(gè)具有連接結(jié)構(gòu)的平板部分以及一對(duì)電耦合到平板部分上的半導(dǎo)體晶粒，這一對(duì)半導(dǎo)體晶粒設(shè)置在連接結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，并間隔一定的距離。這個(gè)連接結(jié)構(gòu)可以延伸至與導(dǎo)電裝置的平板結(jié)構(gòu)相對(duì)的半導(dǎo)體晶粒的一面(以及面上的任何接點(diǎn))近似共面的位置。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)功率半導(dǎo)體器件封裝包括，一個(gè)帶有相反對(duì)面和接點(diǎn)的半導(dǎo)體晶片，第一套接點(diǎn)設(shè)置在所述相反對(duì)面的一個(gè)面上，第二套接點(diǎn)設(shè)置在所述相反對(duì)面的另一面上；以及

一個(gè)與所述的第一套接點(diǎn)保持機(jī)械接觸的導(dǎo)電裝置，所述的導(dǎo)電裝置帶有一個(gè)導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)，朝所述的另一面延伸，遠(yuǎn)離所述的第一套接點(diǎn)，終止在所述的第二套接點(diǎn)附近；

其中所述的半導(dǎo)體晶片包括一個(gè)在所述的相反對(duì)面之間延伸的開口，并且所述的導(dǎo)電裝置穿過所述的開口。

依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)功率半導(dǎo)體器件封裝包括，帶有相反對(duì)面和多個(gè)接點(diǎn)的多個(gè)間隔的半導(dǎo)體晶片，第一套接點(diǎn)設(shè)置在所述的相反對(duì)面的一個(gè)面上，第二套接點(diǎn)設(shè)置在所述的相反對(duì)面的另一面上；以及

一個(gè)與所述的第一套接點(diǎn)保持機(jī)械接觸的導(dǎo)電裝置，帶有一個(gè)設(shè)置在所述的多個(gè)間隔的半導(dǎo)體晶片之間的導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)，沿遠(yuǎn)離所述的第一套接點(diǎn)的第一方向朝所述的另一面延伸并終止在所述的第二套接點(diǎn)附近。