[發明專利]一種倒裝芯片的半導體器件有效

申請號：	201110377630.7	申請日：	2011-11-11
公開（公告）號：	CN103107171A	公開（公告）日：	2013-05-15
發明（設計）人：	張曉天;哈姆扎·耶爾馬茲;魯軍;曾小光;魯明朕	申請（專利權）人：	萬國半導體股份有限公司
主分類號：	H01L25/16	分類號：	H01L25/16;H01L23/31;H01L23/367;H01L23/495
代理公司：	上海申新律師事務所 31272	代理人：	竺路玲
地址：	美國加利福尼亞州***	國省代碼：	美國;US
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種倒裝芯片半導體器件
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【說明書】：

技術領域

本發明一般涉及一種功率半導體器件及其制備方法，更確切的說，本發明旨在提供集成有多個MOSFET和一個控制IC的倒裝芯片的半導體器件。

背景技術

為了實現節能、高效率和設備小型化等目標，電子設備對更高效率電源的要求越來越大。同時，電信設備和服務器更高的速度和更大的存儲器容量也導致更大的電流消耗。因此，對于此類設備，一些器件諸如DC/DC變換電源也需要節能設計，并要求更低的輸出電壓和閑置模式下具有更低的功耗。因此，各種高效率、細小和薄封裝，低電壓、大電流，高轉換速率、智能控制的功率MOSFET應運而生。

在傳統的功率MOSFET器件中，如果功率MOSFET器件要求對多個芯片進行集成封裝，則基座會分成多個彼此互不相連的部分用于分別作為不同芯片的載體。例如圖1所示的集成有多個MOSFET的半導體器件100中，MOSFET110、111和IC112分別粘貼在不同的基座101和基座102上，基座101和基座102之間是分割開的，這就導致基座101和基座102占用的空間比較大，另一方面，由于彼此分割的基座101和基座102上導致MOSFET110、111的散熱效果并未達到最佳。

圖2所示的是一種倒裝芯片的截面示意圖，在半導體器件200中，芯片210通過焊接凸塊220安裝在多個引腳201上，這種封裝方式中，比較簡潔的基座只包含多個引腳201，但是其劣勢是芯片210沒有暴露在塑封體之外散熱片，所以芯片210往往是不需要高散熱的芯片類型，而功率MOSFET的散熱量恰恰是比較大。

圖3所示的是一種另一種倒裝芯片的俯視圖，在半導體器件300中，芯片310的一個電極(如柵極)連接在引腳302的金屬凸起302a上，而芯片310的另一個電極(如源極)則連接在基座301的金屬凸起301a上。這種封裝能達到一定的散熱效果，但是由于基座301與芯片310之間的縫隙很小，導致塑封料很難完全填充在芯片310與基座301之間，以致二者之間形成有空洞。在功率器件中，隨著電子產品的工作電壓正在不斷降低，通常要求DC-DC變換器具有低電壓、大電流輸出，并且同時具有高散熱性能和高可靠性，上述這些器件，在散熱或可靠性方面還有待改善。

發明內容

正是鑒于上述問題，本發明提出了一種倒裝芯片的半導體器件，主要包括：

包含第一芯片安裝區和第二芯片安裝區的基座及一個形成在基座中的切口，并且在第一芯片安裝區中形成有一個凹槽；

其中，切口將第一芯片安裝區分割成橫向延伸的橫向基座及縱向延伸的縱向基座，并且切口延伸至凹槽中從而將凹槽分割成形成在橫向基座中的橫向槽體及形成在縱向基座中的縱向槽體，并還在該凹槽中形成有多個金屬凸塊；以及

設置在第一芯片安裝區附近的第一類、第二類引腳和第三類引腳；

第一類引腳包含第一外部引腳及與第一外部引腳連接的第一引腳焊區，且第一引腳焊區包含第一橫向延伸部分及與第一橫向延伸部分連接的第一縱向延伸部分；

第二類引腳包含第二外部引腳及與第二外部引腳連接的第二引腳焊區，且第二引腳焊區包含第二橫向延伸部分及與第二橫向延伸部分連接的第二縱向延伸部分；

第三類引腳包含第三外部引腳及與第三外部引腳連接的第三引腳焊區；

其中，第二橫向延伸部分延伸至所述切口中，并且第二縱向延伸部分沿著切口與第二芯片安裝區交界的邊緣設置，且第一橫向延伸部分設置在鄰近縱向基座的位置，及第一縱向延伸部分位于靠近第二縱向延伸部分的位置；以及

倒裝焊接在所述金屬凸塊和第二橫向延伸部分上的第一芯片，位于第一芯片的正面的第一芯片的第一、第二電極分別焊接在第二橫向延伸部分和金屬凸塊上；

將第一芯片背面的第三電極連接到第一類引腳上的第一金屬連接片，第一金屬連接片包含第一金屬片、第一連接結構及第一焊片，第一連接結構將第一金屬片與第一焊片連接在一起，第一金屬片粘貼在第一芯片的第三電極上，第一焊片焊接在第一橫向延伸部分上；

粘貼在第一金屬片上的第二芯片，并且位于第二芯片背面的第二芯片的第三電極粘貼在第一金屬片上；