[發明專利]附接在偏移引線框管芯附接焊盤和離散管芯附接焊盤之間的集成電路(IC)管芯

在審

• 申請號: 201880055370.1
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN111052359A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: M·K·拉姆
• 申請（專利權）人: 微芯片技術股份有限公司
• 主分類號: H01L23/433
• 分類號: H01L23/433;H01L23/495;H01L21/48;H02M7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌

一種集成電路(IC)封裝(例如功率MOSFET封裝)可以包括引線框，該引線框包括：(a)主引線框結構，該主引線框結構包括多個引線，并且限定或位于主引線框平面中；以及(b)偏移引線框管芯附接焊盤(DAP)，偏移引線框管芯附接焊盤(DAP)限定從偏移主引線框平面偏移的偏移平面或位于其中。功率IC封裝還可以包括半導體管芯，該半導體管芯具有附接到偏移引線框DAP的第一側，以及附接到(a)半導體管芯的第二側和(b)主引線框結構兩者的導電元件。包括偏移DAP的引線框可以模擬銅夾的功能，因此消除對銅夾的需要。功率IC封裝還可以表現出增強的散熱能力。

相關專利申請

本申請要求2017年10月30日提交的共同擁有的美國臨時專利申請號62/578,630的優先權，出于所有目的，該申請的全部內容據此以引用方式并入。

技術領域

本公開涉及半導體封裝和封裝技術，例如一種具有半導體管芯(例如MOSFET管芯)的集成電路(IC)封裝(例如功率MOSFET封裝)，該半導體管芯附接在偏移引線框管芯附接焊盤和離散厚管芯附接焊盤(例如離散金屬散熱塊)之間。

背景技術

集成電路(IC)通常形成在保護性封裝中，用以處理和組裝到印刷電路板上并且保護器件免受損壞。存在大量不同類型的封裝。包含被設計為處理顯著功率電平的器件(例如功率MOSFET器件)的IC封裝可被稱為高功率IC封裝或簡稱為功率IC封裝。

在典型的功率IC封裝例如MOSFET器件中，為了改進器件性能，可能需要向器件施加大電流以幫助降低RDS(on)(漏極源極導通電阻)。解決這一問題的一種技術是應用多導線鍵合將源極連接到封裝引線框。然而，導線電阻和接觸電阻限制了這種設計的有效性。另一種技術是將離散銅夾焊料附接在封裝引線框上，以將其連接到MOSFET源極端子。然而，這種解決方案增加了成本。

另一種共同技術是將離散銅夾焊料附接到管芯的源極焊盤，并且將另一端焊接到封裝引線框焊盤。圖1示出了根據這種常規技術形成的示例結構。具體地講，圖1是制造期間示例常規MOSFET DFN(雙平面無引線)MOSFET封裝10的頂視圖。封裝10包括引線框12，該引線框12包括管芯附接焊盤(DAP)14和從DAP 14延伸的多個引線指16。MOSFET管芯20例如通過環氧樹脂安裝到DAP14，并且使用銅夾30固定，銅夾30可以焊料附接到引線框12。然而，銅夾30和相關聯的組裝步驟通常會給封裝增加顯著成本，并且可能需要對定制自動化組裝設備進行投資。

功率IC封裝中的另一個共同問題是例如由于高操作電流的熱管理。在上文討論的常規技術中，功率器件(例如，功率MOSFET)通常被焊料附接到封裝引線框的管芯附接焊盤(DAP)上。通過DAP的散熱能力通常受到引線框的材料特性和厚度的限制。

發明內容

本發明的實施方案可以將銅夾功能集成到引線框設計中，并且因此可以提供一個或多個以下優點：(a)消除離散銅夾部件成本和部分相關聯的組裝成本(加上產量損失和周期時間)；(b)消除自動組裝設備的資本投資成本；和/或(c)增強封裝的散熱能力。

本發明的一些實施方案可以將封裝引線框的管芯附接焊盤(DAP)轉換成源極引線(使用引線形成技術)，并且將DAP焊料附接到MOSFET源極焊盤。例如，一些實施方案修改了常規DAP設計，并且使用形成技術將DAP彎出主引線框平面(例如，向上)以模擬Cu夾。這可以消除焊接在封裝引線上的離散Cu夾之間的接觸電阻。此外，可以消除安裝離散Cu夾的零件和組裝成本。

由于DAP區域可以是“空的”或“空缺的”，在一些實施方案中，相對高導熱率和厚度(與原始引線框材料相比)的散熱塊例如相對厚的金屬塊可以作為漏極連接附接(例如，焊接)到封裝引線框，與常規設計相比，這可以增加DAP的散熱能力。

一般來說，本領域的普通技術人員出于各種原因不會考慮消除DAP，包括DAP對于管芯附接是關鍵的這一事實，并且因為工業中的制造商通常已經為他們的產品安裝了Cu夾機器。