[发明专利]可逆多占地面积封装和制造方法

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2005年8月30日申请的第11/215,485号美国专利申请案的优先权日期的权益。

技术领域

本发明涉及一种使用共同元件封装具有不同占地面积的封装和其制造方法。

背景技术

在可将半导体装置安装并用于例如手机、便携式计算机、个人数字助理等电子产品或系统中之前必须对半导体装置进行封装。任何封装必须适应其所保持的装置的大小和操作，并考虑影响被封装装置的生存性和耐久性的若干因素。这些因素包括封装成本以及其机械和电特性。

用于封装装置的最有效方法之一是将装置包封在例如塑料树脂等绝缘材料中。所述方法广泛用于封装大多数商业半导体装置。尽管对于一些军事和宇宙空间环境来说陶瓷封装是优选的，但到目前为止塑料封装是针对半导体商业和工业使用的所选择方法。大多数塑料包封是通过使用转移模制工艺来实行的。其允许制造商同时包封数百个装置。在典型模制工艺中，将多个半导体电路小片附接到引线框的电路小片附接垫。引线框可在相对侧轨之间保持四到六个或更多电路小片。系杆从侧轨延伸到电路小片附接垫。引线围绕电路小片附接垫。对于功率半导体装置来说，电路小片顶部具有附接到引线框的源极和栅极突起。引线的若干部分延伸到封装外部。一些封装具有延伸穿过印刷电路板中的孔的显眼的引线。其它封装具有较小暴露的引线，且一些封装称为“无引线”，因为它们仅仅暴露引线的下表面，所述引线的上表面线接合到装置。

许多半导体装置(尤其是功率装置)产生热量。除非将热量从封装移除，否则可能会破坏装置的操作，且在极度热量的情况下，装置可能会损坏。为了从装置移除热量，其他人已经提出了一种或一种以上用于将散热片(通常称为夹片)附接到被封装装置以便移除热量的设置。

将半导体装置封装在各种不同封装中。每一封装可能具有其自身的占地面积。通常，一种类型的封装的占地面积不同于其它类型的封装。举例来说，平台栅格阵列封装的占地面积不同于球栅格阵列，且其两者均不同于模制无引线封装(MLP)。所述封装类型中的每一者可适于接纳经独特塑造以适应所述封装类型的芯片。通常，在包封之前将散热片夹片附接到装置，且所述散热片夹片必须附加有能够经受熔融包封树脂的高温的耐热材料。在包封之前附接夹片向已经较为复杂的工艺添加了其它步骤。通常在金属冲床中放置散热片夹片，所述金属冲床向夹片中强加弯曲或其它配置。弯曲机在夹片中强加不良应力。在包封和其它高温处理期间，夹片中的内部应力可能会致使夹片与装置分离。

在第6,870,254号美国专利中展示具有铜夹片的倒装芯片的一个普遍实例。其中，被封装的半导体装置包括具有源极和栅极连接的引线框以及在顶侧上包括焊料突起的突起电路小片，所述突起电路小片附接到引线框使得所述焊料突起接触所述源极和栅极连接。铜夹片附接到突起电路小片的背侧，使得铜夹片接触突起电路小片的漏极区和导轨。通过将突起电路小片倒装到引线框上来制造所述装置。其具有v形凹槽，且铜夹片在一端处弯曲以配合到引线框的v形凹槽中。所述工艺涉及使处于突起电路小片上的焊料突起和放置在铜夹片与突起电路小片背侧之间的焊膏回流。因此，单独形成夹片和突起，所述制造过程需要两个回流操作，且只有一个占地面积与所揭示的装置相关联。同样参见第6,777,800号美国专利，其也需要两个回流操作和一弯曲夹片。所述两个专利均以引用的方式并入。

另一种附接有夹片的封装参见第2003/0075786号美国公开案。所述参考展示具有暴露的底侧和顶侧的有引线模制封装。漏极夹片具有附接到半导体装置的漏极的波状或弯曲边缘。其也需要两个回流操作，且仅具有一个占地面积。其揭示内容也以引用的方式并入。

同样参见第6,867,481号美国专利。这是具有夹片的倒装芯片装置的实例。其揭示了单个占地面积，且夹片弯曲进而提供增加内阻的较长电路径。

其他制造商使用弯曲夹片且在包封之前附接所述夹片。参见图12作为此类装置的实例。电路小片202具有用于将电路小片焊接到引线框201的焊膏203。源极桥接器204将电路小片顶部的源极区连接到源极引线。桥接器204用焊膏206焊接到引线。在焊接之后，将组装件包封在模制化合物207中。

发明内容