分案申請的相關(guān)信息

本申請是國際申請?zhí)枮閜ct/us2008/070611、申請日為2008年7月21日、發(fā)明名稱為“雙側(cè)冷卻集成功率裝置封裝和模塊及其制造方法”的pct申請進(jìn)入中國國家階段后申請?zhí)枮?00880016686.6的中國發(fā)明專利申請的分案申請。

相關(guān)申請案的交叉參考

本申請案主張2007年7月27日申請的第11/829,793號美國專利申請案的優(yōu)先權(quán)。

本發(fā)明大體上涉及半導(dǎo)體裝置的封裝，且更特定來說，涉及雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊及其制造方法。

背景技術(shù)：

具有短引線的用于半導(dǎo)體的小封裝對于形成緊湊的電子電路來說是合意的。然而，此類小封裝在從電子電路中所使用的經(jīng)封裝功率裝置耗散熱量的方面產(chǎn)生問題。在許多情況下，僅引線的熱量耗散能力不足以提供功率裝置的可靠操作。在過去，已將散熱片附接到此類裝置以幫助耗散熱量。

形成緊湊電路的另一因素是在常規(guī)封裝中需用于線接合的空間量。因此，將需要提供一種用于功率裝置的封裝，其有效地耗散熱量，同時最小化電路板上用于所述封裝的區(qū)域量。

在此類電路中發(fā)現(xiàn)作為同步降壓轉(zhuǎn)換器的具有共同高電流輸入或輸出端子的兩個功率裝置的布置。同步降壓轉(zhuǎn)換器通常用作用于手機(jī)、便攜式計算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、路由器或其它便攜式電子裝置的電源。同步降壓轉(zhuǎn)換器將dc電壓電平移位以便將功率提供給可編程柵格陣列集成電路、微處理器、數(shù)字信號處理集成電路和其它電路，同時穩(wěn)定電池輸出、過濾噪聲并減少波動。這些裝置還用于在廣泛范圍的數(shù)據(jù)通信、電信、負(fù)載點和計算應(yīng)用中提供高電流多相功率。

圖1展示典型的同步降壓轉(zhuǎn)換器10的框圖。所述轉(zhuǎn)換器具有由脈寬調(diào)制(pwm)ic16驅(qū)動的高側(cè)fet12和低側(cè)fet14。q1和q2裝置12、14可被配置成離散裝置，其需要最佳布局以減少由印刷電路板(pcb)上的高側(cè)fet12的源極到低側(cè)fet14的漏極的連接引起的寄生電阻18和電感20。

發(fā)明人為久石(joshi)等人的2005年12月29日公開的第2005/0285238al號美國專利申請公開案揭示一種集成晶體管模塊，其包含界定低側(cè)焊盤和高側(cè)焊盤的引線框架結(jié)構(gòu)。低側(cè)晶體管安裝在低側(cè)焊盤上，其中其漏極電連接到低側(cè)焊盤。高側(cè)晶體管安裝在高側(cè)焊盤上，其中其源極電連接到高側(cè)焊盤。引線框架結(jié)構(gòu)的臺階部分電連接低側(cè)焊盤和高側(cè)焊盤，且因此還連接低側(cè)晶體管的漏極與高側(cè)晶體管的源極。

雖然后者公開的專利公開案的集成晶體管模塊對于既定的應(yīng)用是有用的，但模塊占地面積卻不是業(yè)界中常見的占地面積。

因此，需要一種改進(jìn)的集成功率裝置模塊，其可用于例如同步降壓轉(zhuǎn)換器電路等電路中，所述電路提供對這些問題的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供對這些問題的解決方案。

根據(jù)本發(fā)明的特征，提供一種集成功率裝置模塊，其包括：

引線框架結(jié)構(gòu)，其具有第一和第二分隔墊以及位于所述第一與第二墊之間的一個或一個以上共同源極-漏極引線；

第一和第二晶體管，其分別以倒裝芯片形式附接到所述第一和第二墊，其中所述第二晶體管的源極電連接到所述一個或一個以上共同源極-漏極引線；以及

第一線夾，其附接到所述第一晶體管的漏極且電連接到所述一個或一個以上共同源極-漏極引線。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，提供一種集成功率裝置模塊，其包括：

引線框架結(jié)構(gòu)，其具有第一和第二分隔墊、位于所述第一與第二墊之間的一個或一個以上共同源極-漏極引線以及位于所述第二墊的外側(cè)上的一個或一個以上漏極引線；

第一和第二晶體管，其分別以倒裝芯片形式附接到所述第一和第二墊，其中所述第二晶體管的源極電連接到所述一個或一個以上共同源極-漏極引線；

第一線夾，其附接到所述第一晶體管的漏極且電連接到所述一個或一個以上共同源極-漏極引線；

第二線夾，其附接到所述第二晶體管的漏極且電連接到位于所述第二墊的外側(cè)上的所述一個或一個以上漏極引線；以及

模制材料，其包封所述引線框架結(jié)構(gòu)、所述晶體管和所述線夾以形成所述模塊。

根據(jù)本發(fā)明的再一特征，提供一種制造集成功率裝置模塊的方法，其包括：

提供引線框架結(jié)構(gòu)，其具有第一和第二分隔墊、位于所述墊之間的一個或一個以上共同源極-漏極引線以及位于所述第二墊的外側(cè)上的一個或一個以上漏極引線；

分別將第一和第二晶體管以倒裝芯片形式附接到所述第一和第二墊，其中所述第二晶體管的源極電連接到所述一個或一個以上共同源極-漏極引線；

將第一線夾附接到所述第一晶體管的漏極，且將所述第一線夾電連接到所述一個或一個以上共同源極-漏極引線；

將第二線夾附接到所述第二晶體管的漏極，且將所述第二線夾電連接到位于所述第二墊的外側(cè)上的所述一個或一個以上漏極引線；以及

用模制材料包封所述引線框架結(jié)構(gòu)、所述晶體管和所述線夾以形成所述模塊。

根據(jù)本發(fā)明的又一特征，提供一種部分包封的半導(dǎo)體封裝，其具有：暴露的頂部熱線夾，其具有大體上垂直于所述熱線夾的暴露頂部部分的多個折疊彎曲部分；以及暴露的熱引線框架結(jié)構(gòu)墊。

根據(jù)本發(fā)明的再一特征，提供一種通過以下操作來制造部分包封的半導(dǎo)體封裝的方法：提供共面引線框架結(jié)構(gòu)，其具有三個單獨區(qū)段：控制區(qū)段、第一高電流區(qū)段和第二高電流區(qū)段；將半導(dǎo)體裝置附接到所述控制區(qū)段和所述第一電流區(qū)段兩者；將線夾附接到所述半導(dǎo)體裝置的與引線框架結(jié)構(gòu)相對的側(cè)，所述線夾具有多個彎曲部分，所述多個彎曲部分附接到所述第二電流區(qū)段；以及用模制材料部分包封所述引線框架結(jié)構(gòu)、所述半導(dǎo)體裝置和所述線夾以形成所述封裝。

附圖說明

從結(jié)合附圖所作的以下更詳細(xì)描述中大體上將更好地理解前述和其它特征、特性、優(yōu)點和本發(fā)明，附圖中：

圖1是典型同步降壓轉(zhuǎn)換器電路的示意圖。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊的類型的兩個引線框架結(jié)構(gòu)的平面圖；

圖2b是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖2a中所示的引線框架結(jié)構(gòu)的平面圖，其中晶體管裸片接合到所述引線框架結(jié)構(gòu)；

圖2c是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖2a的引線框架結(jié)構(gòu)的平面圖，其中兩個冷卻線夾附接到圖2a中所示的引線框架結(jié)構(gòu)和圖2b中所示的晶體管裸片；

圖3a、3b和3c是圖2c中所示的結(jié)構(gòu)在所述結(jié)構(gòu)已被部分包裝在包封材料中之后的相應(yīng)俯視平面圖、橫截面?zhèn)纫晥D和仰視平面圖；

圖4a是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊的仰視平面圖；

圖4b是圖4a中所示的模塊的一個實施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖4c是圖4a中所示的模塊的另一實施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的帶引線的雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖6a和圖6b是根據(jù)本發(fā)明的再一實施例的用以形成雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊的對圖4c中所示的模塊的修改的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖7a、7b和7c是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的具有用于驅(qū)動兩個功率裝置的控制ic的雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊的相應(yīng)俯視平面圖、部分橫截面俯視圖和仰視平面圖；

圖8a是金屬板的俯視圖，其展示供在本發(fā)明的實施例中的一者中使用的將要從金屬框架沖壓的四個線夾的輪廓；

圖8b是所述線夾中的兩者在其已從圖8a中所示的金屬板沖壓出且形成為圖3b中所使用的線夾之后的側(cè)視圖；

圖9a是多個部分包封的模塊的塊料模具的俯視平面圖；

圖9b是圖9a中所示的一種類型的經(jīng)包封模塊在其已被單一化之后的仰視圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的功率半導(dǎo)體封裝的等距部分截面圖；

圖11是不具有包封材料的圖10中所示的功率半導(dǎo)體封裝的分解圖；

圖12是在圖10中所示的封裝的單一化之前具有圖10中所示的半導(dǎo)體封裝的片段的俯視圖，其以輪廓線展示包封且包含引線框架；

圖13和圖14是圖10中所示的半導(dǎo)體封裝300的相應(yīng)等距俯視圖和仰視圖；

圖15是沿著圖13中所示的線15-15取得的第一圖解橫截面圖；

圖16是沿著圖13中的線16-16取得的第二圖解橫截面圖；

圖17是圖10中所示的功率半導(dǎo)體封裝的等距俯視圖，其中以輪廓線展示包封材料；

圖18是圖10中所示的功率半導(dǎo)體封裝的等距仰視圖，其中以輪廓線展示包封材料；以及

圖19a、19b、19c、19d、19e、19f、19g、19h、19i、19j、19k和19l是在組裝封裝300中的各個階段處的圖10中所示的功率半導(dǎo)體封裝的等距視圖。

將了解，出于清楚的目的且在認(rèn)為適當(dāng)?shù)那闆r下，已在圖中重復(fù)參考標(biāo)號以指示對應(yīng)的特征。而且，圖式中的各種物體的相對大小在某些情況下已失真以更清楚地展示本發(fā)明。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例針對于半導(dǎo)體裸片封裝及用于制造半導(dǎo)體裸片封裝的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體裸片封裝包含襯底和安裝在所述襯底上的半導(dǎo)體裸片?？墒褂谜澈蟿┗蛉魏纹渌线m的附接材料將半導(dǎo)體裸片附接到襯底。在半導(dǎo)體裸片封裝中，半導(dǎo)體裸片的底部表面和/或頂部表面可電耦合到襯底的導(dǎo)電區(qū)。包封材料可包封半導(dǎo)體裸片。如下文將進(jìn)一步詳細(xì)地闡釋，根據(jù)本發(fā)明的實施例的襯底可在不同實施例中具有不同配置。

襯底可具有任何合適的配置。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述襯底包含引線框架結(jié)構(gòu)和模制材料。通常，所述引線框架結(jié)構(gòu)的至少一個表面大體上與模制材料的外表面共面。在一些實施例中，在襯底中引線框架結(jié)構(gòu)的兩個相對主表面大體上與模制材料的相對外表面共面。

術(shù)語“引線框架結(jié)構(gòu)”可指代從引線框架得到的結(jié)構(gòu)?？衫缤ㄟ^此項技術(shù)中已知的壓制工藝來形成引線框架結(jié)構(gòu)。還可通過蝕刻連續(xù)的導(dǎo)電片以形成預(yù)定圖案來形成示范性引線框架結(jié)構(gòu)。因此，在本發(fā)明的實施例中，半導(dǎo)體裸片封裝中的引線框架結(jié)構(gòu)可為連續(xù)的金屬結(jié)構(gòu)或不連續(xù)的金屬結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的引線框架結(jié)構(gòu)可最初為通過系桿連接在一起的引線框架結(jié)構(gòu)陣列中的許多引線框架結(jié)構(gòu)中的一者。在制造半導(dǎo)體裸片封裝的過程期間，可切割引線框架結(jié)構(gòu)陣列以將個別引線框架結(jié)構(gòu)彼此分離。由于此切割，最終的半導(dǎo)體裸片封裝中的引線框架結(jié)構(gòu)的部分(例如，源極引線和柵極引線)可在電學(xué)上和在機(jī)械上彼此去耦。在其它實施例中，在制造根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體裸片封裝時不使用引線框架結(jié)構(gòu)陣列。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的引線框架結(jié)構(gòu)可包括任何合適材料，可具有任何合適形式且可具有任何合適厚度。示范性引線框架結(jié)構(gòu)材料包含例如銅、鋁、金等金屬及其合金。引線框架結(jié)構(gòu)還可包含電鍍層，例如金、鉻、銀、鈀、鎳等的電鍍層。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的引線框架結(jié)構(gòu)還可具有任何合適配置。舉例來說，引線框架結(jié)構(gòu)還可具有任何合適厚度，包含小于約1mm的厚度(例如，小于約0.5mm)。另外，引線框架結(jié)構(gòu)可具有裸片附接區(qū)，其可形成裸片附接墊(dap)。引線可橫向延伸遠(yuǎn)離裸片附接區(qū)。其還可具有與形成裸片附接區(qū)的表面共面的表面。

在襯底中所使用的模制材料可包括任何合適材料。合適的模制材料包含基于聯(lián)苯的材料和多官能交聯(lián)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。合適的模制材料以液態(tài)或半固態(tài)形式沉積于引線框架結(jié)構(gòu)上，且此后被固化以使其硬化。

安裝在襯底上的半導(dǎo)體裸片可包含任何合適的半導(dǎo)體裝置。合適的裝置可包含垂直裝置。垂直裝置至少具有在裸片的一側(cè)處的輸入和在裸片的另一側(cè)處的輸出，使得電流可垂直流動通過裸片。在2004年12月29日申請的第11/026,276號美國專利申請案中也描述了示范性半導(dǎo)體裝置，所述申請案的全文以引用的方式并入本文中以用于所有目的。

垂直功率晶體管包含vdmos晶體管和垂直雙極晶體管。vdmos晶體管是具有通過擴(kuò)散形成的兩個或兩個以上半導(dǎo)體區(qū)的mosfet。其具有源極區(qū)、漏極區(qū)和柵極。所述裝置是垂直的，因為源極區(qū)和漏極區(qū)處于半導(dǎo)體裸片的相對表面處。柵極可為溝槽柵極結(jié)構(gòu)或平面柵極結(jié)構(gòu)，且形成在與源極區(qū)相同的表面處。溝槽柵極結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，因為與平面柵極結(jié)構(gòu)相比，溝槽柵極結(jié)構(gòu)較窄且占用較少空間。在操作期間，vdmos裝置中從源極區(qū)到漏極區(qū)的電流流動大體上垂直于裸片表面。

包封材料可用于包封半導(dǎo)體裸片。包封材料可包括與先前所描述的模制材料相同或不同類型的材料。在一些實施例中，包封材料覆蓋或至少部分覆蓋襯底以及位于襯底上的一個或一個以上半導(dǎo)體裸片。包封材料可用于保護(hù)所述一個或一個以上半導(dǎo)體裸片免于由于暴露于周圍環(huán)境而受到潛在破壞。

可使用任何合適的工藝來包封半導(dǎo)體裸片和/或支撐半導(dǎo)體裸片的襯底。舉例來說，可將半導(dǎo)體裸片和襯底放置于模制模具中，且可在半導(dǎo)體裸片和/或襯底的至少部分周圍形成包封材料。特定的模制條件是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊的類型的兩個引線框架結(jié)構(gòu)32和34的平面圖30。引線框架結(jié)構(gòu)32、34具有連接桿36，所述連接桿36展示于圖2a到2c中且在包封操作之后的單一化過程中被移除，未展示于其它圖中以避免使圖混亂。連接桿允許引線框架結(jié)構(gòu)32、34成群放置并以一個卷制造。如圖2b中所示，將焊膏38施加于將被焊接到兩個線夾40和42的引線框架結(jié)構(gòu)32、34的引線，且將兩個功率裝置44和46翻轉(zhuǎn)并分別放置到引線框架結(jié)構(gòu)32和34上。功率裝置44、46在芯片的制造期間被涂覆焊料。在圖2c中，所述兩個線夾40、42分別放置于引線框架結(jié)構(gòu)32、34和功率裝置44、46上，且模塊經(jīng)加熱以將功率裝置44、46接合到引線框架結(jié)構(gòu)32、34，并使焊膏分別在引線框架結(jié)構(gòu)32、34的適當(dāng)引線上以及在功率裝置44、46的背側(cè)上回流。出于論述簡明起見，功率裝置44、46在下文中將被稱作mosfet44、46，但本發(fā)明不限于mosfet或僅mosfet。舉例來說，橫跨fet12和14的源極和漏極的二極管將可能為功率裝置44和46的部分。

如圖2b中可見，引線48和50分別連接到mosfet44、46的相應(yīng)柵極，且這些引線在單一化過程之后與相應(yīng)引線框架結(jié)構(gòu)32、34的其余部分電隔離。引線框架結(jié)構(gòu)32、34的未連接到引線48或50的部分分別連接到mosfet44、46的源極。mosfet40、46的漏極分別焊接到線夾40、42。

線夾40、42具有平面部件52和多個向下延伸的引線54，所述引線54在回流焊接過程期間焊接到具有焊膏38的引線。因此，mosfet44的源極通過線夾40連接到mosfet46的漏極。

圖3a、3b和3c是集成功率裝置模塊66的相應(yīng)俯視平面圖60、橫截面?zhèn)纫晥D60和仰視平面圖64，所述模塊66是用例如環(huán)氧樹脂等包封材料68部分包封的圖2c中所示的結(jié)構(gòu)。圖3b的橫截面圖是沿著圖3a中的線3b-3b。平面部件52暴露在圖3a中的模塊66的頂部處。如圖3c中所示，模塊66的底部具有作為引線框架結(jié)構(gòu)32、34的部分的一列引線焊盤72、74和76連同暴露的源極墊78和80。引線82、84和86與源極墊78一樣連接到mosfet44的源極。引線88、90和92是mosfet44的漏極和mosfet46的源極的共同連接，且引線94、96、98和100通過線夾42連接到mosfet46的發(fā)射極。

通過用模塊66取代兩個離散fet12和14，模塊66適合在圖1的同步降壓轉(zhuǎn)換器10中使用，其中由mosfet44取代fet12，且由mosfet46取代fet14。通過使用模塊66，其中線夾40提供低側(cè)mosfet44的漏極到高側(cè)mosfet46的源極的電連接，所述兩個mosfet44、46在物理上更靠近在一起且大體上減少了寄生電阻18和電感20。另外，通過線夾40、42的固有散熱特性而改進(jìn)功率fet的冷卻，所述線夾40、42的頂部表面56未被包封。通過雙側(cè)冷卻而進(jìn)一步改進(jìn)冷卻，因為所述兩個裝置的源極經(jīng)由其附接到的引線框架結(jié)構(gòu)而暴露。因為需要單一焊料回流而不是多次焊料回流，所以形成模塊66的方法還產(chǎn)生改進(jìn)的焊點可靠性。

圖4a、4b和4c是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊102的仰視平面圖和側(cè)視橫截面圖。圖4a的仰視平面圖展示四列引線焊盤106、108、110和112連同源極墊114和116。當(dāng)制造模塊102時，列108和110中的引線如圖4b和4c中所示連接在一起，但經(jīng)設(shè)計以使得通過沿著圖4b和4c中所示的將列108中的引線與列110中的引線分離的線118來切斷模塊102，可將模塊102分割為兩個單獨的單一功率裝置模塊。分別沿著圖4a中的線4b-4b和4c-4c而取得圖4b和4c中的橫截面圖。在圖4c中，引線焊盤120、122和124是用于mosfet36、38的柵極焊盤。如果沿著線118分割模塊102，則引線焊盤122將變得隔離。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的帶引線的雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊140的橫截面?zhèn)纫晥D。模塊140具有外部引線142，其與模塊140的末端處的焊盤墊144成一體。焊盤墊144與在先前實施例中一樣暴露于模塊140的底部處，但通過向上步進(jìn)到位于模塊140的底部平面上方的退出模塊140的末端的第一水平部分146而延伸到包封之外，且接著向下步進(jìn)到第二水平部分148以與模塊140的底部平面大致成一直線。此帶引線的模塊140因此可適應(yīng)帶引線的封裝占地面積。通過在線150和152處切割模塊140的末端部分，可移除外部引線142以形成無引線的模塊。

圖6a和圖6b是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的用以形成雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊164的對圖4c中所示的模塊的修改的相應(yīng)橫截面?zhèn)纫晥D160和162，其中兩個mosfet36和38的漏極連接在一起以形成共同漏極。在圖6a中，在引線框架結(jié)構(gòu)168中形成鋸開的切口166以隔離mosfet36和38。在圖6b中，導(dǎo)電且導(dǎo)熱的散熱片170附接到線夾44、46的平面部件54以形成共同漏極連接。

圖7a、7b和7c是根據(jù)本發(fā)明的再一實施例的雙側(cè)冷卻集成功率裝置模塊180的相應(yīng)俯視平面圖、部分橫截面俯視圖和仰視平面圖，所述模塊180包含用于驅(qū)動兩個mosfet44、46的控制ic182，所述兩個mosfet44、46分別具有定制的線夾184和186以用于將mosfet44的漏極連接到mosfet46的源極且用于提供mosfet44、46的冷卻。圖7a是展示暴露在模塊180的頂部中的線夾184、186的相應(yīng)平面部件188和190的俯視平面圖。如圖7c中所示，模塊180具有三列引線焊盤192、194和196，其中末端引線焊盤延伸越過包封材料198的末端。圖7b是模塊180的部分橫截面的俯視平面圖?？刂苅c182具有到列192中的某些引線焊盤以及到mosfet46的柵極和源極的多個線接合200。線夾184、186的形狀和模塊180的占地面積不同于任何先前所描述的模塊，從而說明本發(fā)明的靈活性。

圖8a是金屬板200的俯視圖，其展示供在本發(fā)明的實施例中的一者中使用的將要使用眾所周知的操作從金屬框架沖壓的四個線夾202的輪廓。因此，線夾202可成群放置并以一個卷制造。圖8b是所述線夾202中的兩者在其已從圖8a中所示的金屬板沖壓出且形成為圖3b中所使用的線夾之后的側(cè)視圖。如圖8b中所示，線夾202具有形成于其中的凹槽204以改進(jìn)焊料附接。

圖9a是多個部分包封的模塊212的塊料模具210的俯視平面圖。在模制圖5中所示的表殼帶引線的模塊140的過程中，模塊140將形成為經(jīng)單一化的模具。圖9b是圖3a到3c中所示的類型的經(jīng)包封模塊66在其已從塊料模具210單一化之后的仰視圖。將了解，可在塊料模具210中形成任何無引線的模塊。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的功率半導(dǎo)體封裝300的等距部分截面圖。封裝300具有具三個單獨區(qū)段的引線框架結(jié)構(gòu)，所述三個單獨區(qū)段為控制區(qū)段或柵極區(qū)段302、第一電流攜載區(qū)段或源極區(qū)段304和第二電流攜載區(qū)段或漏極區(qū)段306。柵極區(qū)段302包含外部引線308，其延伸越過包封材料310且是柵極區(qū)段302的較厚部分312的部分。垂直表面314勾勒出柵極區(qū)段302的較厚部分312與較薄部分316之間的邊界。

源極區(qū)段304具有三個外部引線318，其延伸越過包封材料310且是源極區(qū)段304的三個較厚部分320的部分。垂直表面322勾勒出源極區(qū)段304的較厚部分320與較薄部分324之間的邊界。較薄部分324是源極區(qū)段304的主體的部分，所述源極區(qū)段304大體上位于半導(dǎo)體裝置326下方且附接到半導(dǎo)體裝置326。另一較厚部分328在源極區(qū)段304的主體的一部分下方延伸。源極區(qū)段304具有兩個系桿330和332(圖11中所示)，其用于在組裝半導(dǎo)體封裝300時將源極區(qū)段固持在適當(dāng)位置。

漏極區(qū)段306具有四個外部引線334，其延伸越過包封材料310且是漏極區(qū)段306的四個較厚部分336的部分。垂直表面338勾勒出漏極區(qū)段306的較厚部分336與較薄部分340之間的邊界。

半導(dǎo)體裝置326附接到柵極區(qū)段302以及源極區(qū)段304。半導(dǎo)體裝置可為倒裝芯片功率mosfet，其柵極通過焊料凸塊342和焊料344附接到柵極區(qū)段302，且其源極通過焊料凸塊346和焊料344附接到源極區(qū)段304，圖10中未展示其全部。

附接到半導(dǎo)體裝置300的頂部的是支柱或線夾350，其可為漏極線夾350，所述漏極線夾350具有頂部表面352和三個彎曲部分354，所述彎曲部分354中的每一者具有分叉末端356。所述分叉末端356通過焊料344附接到發(fā)射極區(qū)段306。所述分叉末端356中的每一者端接于經(jīng)形狀設(shè)計為類似于半導(dǎo)體裝置326上的焊料凸塊342、346的形狀的圓化部分360(圖11和圖15中所示)中。漏極線夾350被一半蝕刻以沿著所述線夾的三個頂部邊緣上的中間部分形成切口區(qū)362。切口區(qū)362與包封材料310一起有助于將漏極線夾350緊固在適當(dāng)位置。包封材料310從封裝300的頂部延伸到底部，同時使漏極線夾350的頂部表面352和柵極區(qū)段302的較厚部分312、源極區(qū)段304的較厚部分320和328以及漏極區(qū)段306的較厚部分336暴露。

圖11是不具有包封材料310的圖10中所示的功率半導(dǎo)體封裝300的分解圖，其提供封裝300的剩余組件的較全面視圖。

圖12是在封裝300的單一化之前半導(dǎo)體封裝300的俯視圖370，其中以輪廓線展示包封材料310，其中引線框架結(jié)構(gòu)區(qū)段302、304和306連接到引線框架的部分372。如圖12中所示，發(fā)射極區(qū)段306的較厚部分336與較薄部分340之間的垂直邊緣338在圖12中橫向延伸以及平行于外部引線334的末端。切割線374指示當(dāng)封裝300被單一化時外部引線308、318和334的末端的位置。

圖13和圖14是圖10中所示的半導(dǎo)體封裝300的相應(yīng)等距俯視圖和仰視圖。如圖14中所示，引線框架結(jié)構(gòu)的柵極區(qū)段302、源極區(qū)段304和發(fā)射極區(qū)段306的較厚部分暴露于封裝300的底部上，而所述三個區(qū)段302、304、306的較薄部分被封閉在包封材料310內(nèi)。源極區(qū)段304的較厚部分328的暴露表面380連接到漏極引線318，且可替代用于電連接到mosfet326的源極的漏極引線318或除所述漏極引線318之外加以使用。暴露表面380還可焊接到印刷電路板(pcb)上的金屬島以提供離開半導(dǎo)體裸片326的額外熱量傳導(dǎo)。

圖15是沿著圖13中所示的線15-15取得的第一圖解橫截面圖。

圖16是沿著圖13中的線16-16取得的第二圖解橫截面圖。

圖17是圖10中所示的半導(dǎo)體封裝300的等距俯視圖，其中以輪廓線展示包封材料310；

圖18是圖10中所示的半導(dǎo)體封裝300的等距仰視圖，其中以輪廓線展示包封材料310；以及

圖19a、19b、19c、19d、19e、19f、19g、19h、191、19j、19k和19l是在組裝封裝300中的各個階段處的圖10中所示的半導(dǎo)體封裝300的等距視圖。圖19a展示線夾350的底部。將理解，雖然僅展示單一線夾350，但所述線夾350在組裝過程的此部分期間附接到其它線夾350。通過將軟焊料放置到線夾350上、將半導(dǎo)體裸片326放置于軟焊料上的適當(dāng)位置且使焊料回流以形成半導(dǎo)體裸片326與線夾350之間的焊料接合400，而將半導(dǎo)體裸片326的背側(cè)焊接到線夾350。

將接下來的銅凸塊或晶片級球滴放置于半導(dǎo)體裸片的頂側(cè)上以形成如圖19c中所示的焊料凸塊342和246。在圖19d中，線夾510被與附接到其的其它線夾分離或單一化。

圖19e展示在已將焊膏402放置于圖12中所示的引線框架的部分372上之后的所述部分372。將圖19d中所示的組合件放置于所述部分372上，且通過使焊膏回流而焊接到所述部分372，以形成圖19f中所示的組合件。使焊膏回流所需的熱量比使安放在圖19b中的線夾350上的軟焊料軟化所需的熱量少，且因此不干擾線夾350與半導(dǎo)體裸片326之間的接合。

接下來，如圖19g中所示，使用薄膜輔助模制將包封材料510模制到圖19中所示的組合件上。接著使所述組合件經(jīng)受晶片噴射修邊(圖19h)和激光標(biāo)記(圖19i)。

接著將封裝300從引線框架單一化以形成圖19j中所示的組合件。接著對所述組合件進(jìn)行測試(圖19k)且包裝和運(yùn)送(圖19l)。

已特定參考本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例而詳細(xì)描述了本發(fā)明，但將理解，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可實現(xiàn)變化和修改。