[發明專利]集成開關電源的倒裝封裝裝置及其倒裝封裝方法有效

申請號：	201210335201.8	申請日：	2012-09-12
公開（公告）號：	CN102842564A	公開（公告）日：	2012-12-26
發明（設計）人：	譚小春	申請（專利權）人：	矽力杰半導體技術(杭州)有限公司
主分類號：	H01L23/495	分類號：	H01L23/495;H01L23/498;H01L23/31;H01L21/60
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摘要：
搜索關鍵詞：	集成開關電源倒裝封裝裝置及其方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及半導體器件領域，具體涉及集成開關電源的倒裝封裝裝置及其倒裝封裝方法。

背景技術

開關電源（例如直流-直流電壓轉換器），用于為各種各樣的電子系統提供穩定的電壓源。低壓設備（如筆記本電腦、手機等）的電池管理尤其需要高效率的直流-直流變換器。開關型電壓調節器通過把輸入直流電壓轉換成高頻電壓，然后再對其進行濾波而產生直流輸出電壓。具體來說，開關電源包括一個功率器件、一個輸出濾波器和一個控制器，所述功率器件用以使直流輸入電壓源（如電池）和負載（如集成電路IC）交替性的連接和斷開連接。所述輸出濾波器，典型地包括一個電感和電容，連接到輸入電壓源和負載之間，以對輸出進行濾波，進而提供直流輸出電壓。所述控制器（如脈寬調節器，脈沖頻率調節器等），用以控制所述功率器件，從而獲得基本恒定的直流輸出電壓。

為了實現集成電路芯片內焊墊與外部之間的電氣連接，以及為集成電路芯片提供一個穩定可靠的工作環境，集成電路封裝是必不可少的一個環節。集成電路封裝質量的好壞，對集成電路總體的性能優劣關系很大。因此，封裝應具有較強的機械性能、良好的電氣性能、散熱性能和化學穩定性。

對集成開關電源而言，可以采用不同的封裝方案，如可以將功率器件、控制器等分別設置為一獨立的元件，然后各個分立元件之間再通過內部引線進行電性連接，進而再封裝于一單片封裝結構中，或者，在一片集成電路（IC）上集成了控制器、驅動器和功率器件。這樣的單片集成開關電源由于不需要控制器、驅動器和功率器件元件之間的引線連接，因此器件間的引線寄生電阻和寄生電感減小。這種方案與各個功能元件相互分離的分立元件解決方案相比較，功能元件間的較低的引線寄生電阻和寄生電感使得單片集成開關電源可以容納更大的電流密度，并且可以工作在較高的開關頻率。

開關電源的特性，決定了其需要傳遞很大的電流，因此為了提高開關電源的效率，必須盡可能的減小電阻損耗。而電阻損耗主要存在于三個方面：封裝結構，元件和連接件。其中器件自身的導通電阻Rds(on)可以通過制造工藝將其盡量減小。而現有技術中，例如采用引線連接的封裝方式以及倒裝封裝方法還不能夠很好的改善上述缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種新型的集成開關電源的倒裝封裝裝置以及倒裝封裝方法，以解決封裝結構中由于電阻和寄生電感所帶來的功率損耗。

依據本發明一實施例的集成開關電源的倒裝封裝結構，包括：

一個或者多個硅片，所述硅片的第一表面包括一組第一組凸塊，所述第一組凸塊具有至少兩種以上的電極性；

一重分布層，其包括一組重分布層單元，所述重分布層單元的第一表面用以連接所述第一組凸塊中的電極性相同的凸塊；所述重分布層單元的第二表面包括一組第二組凸塊，所述第二組凸塊用以將所述電極性進行重新排布；

一引線框架，包括一組引腳，所述引腳的第一表面與所述第二組凸塊中的電極性相同的凸塊連接，以使所述引腳具有相應的電極性；

一倒裝片封裝結構，用以將所述硅片、所述重分布層和所述引線框架進行封裝，并利用所述引線框架的第二表面來實現所述集成開關電源與外部PCB板之間的電氣連接。

進一步的，所述第一組凸塊呈一矩陣排列。

進一步的，所述重分布層單元呈矩形形狀，以按照所述矩陣的行或者列將所述第一組凸塊中電極性相同的凸塊連接。或者，所述重分布層單元將所述矩陣的不同行或者列的電極性相同的第一組凸塊中的凸塊連接。

依據本發明實施例的集成開關電源的倒裝封裝結構中，所述重分布層將所述電極性集中排布于所述硅片的一區域內。

所述集成開關電源包括一集成至少兩個功率器件的功率器件硅片。或者，所述集成開關電源包括至少一個分立布置的包括單個功率器件的功率器件硅片。

進一步的，所述功率器件為橫向雙擴散金屬氧化物半導體晶體管。