[发明专利]以夹在金属层之间的倒装管芯为特征的半导体封装

说明书

相关申请的交叉引用

本非临时专利申请要求2008年5月15日提交的美国临时专利申 请No.61/053561的优先权，并在此引入其全部内容以作参考。

背景技术

图1示出了包封功率MOSFET管芯的常规封装的简化平面图。 图1A示出了图1的该封装沿1A-1A’线的简化截面图。

具体地，常规功率MOSFET封装100包括具有顶表面并以栅极 焊盘104和源极焊盘106为特征的功率MOSFET管芯102。栅极焊 盘104被构造为通过接合线112与第一引线110电连接，源极焊盘106 被构造为通过接合线116与第二引线114电连接。

管芯102的底表面以漏极焊盘108为特征。漏极焊盘通过导电性 粘接材料120与下面的管芯焊盘118电连接。这种粘接材料120还是 导热性的，以便将操作期间由MOSFET管芯产生的热量通过由管芯 焊盘的下表面形成的散热器122传输到封装之外。还可以通过与管芯 焊盘集成在一起的引线将热能传导到封装之外。

虽然图1、1A的封装是起作用的，但是仍存在一些缺点。一个 缺点是需要进行焊盘或管芯表面和引线之间的引线接合。具体地，由 于接合线材料通常由金构成，这是一种非常昂贵的商品，因此这种引 线接合步骤是昂贵的。

由于需要将接合线弯曲(应变)然后通过一些力并以高精度在引 线的端部处将接合线连接到管芯和小的目标区域上，因此进行引线接 合步骤也是困难的。引线在应力下断裂或者引线端部的精确对准失败 都会增加缺陷并降低生产量。在此步骤中将引线连接到管芯的力也可 能会损伤管芯。

而且，源极和栅极接合线的连接限制了封装散发热能的能力。特 别是，小体积的接合线仅提供了用于将热量传输到封装之外的小体积 的导热性材料。

最后，由接合线提供的相对较小的截面会妨碍在管芯和引线之间 建立低电阻的接触。为了建立电阻较小的接触而做的常规努力通常意 味着使用更多的接合线，从而使上述成本问题加剧。而且，为了建立 与管芯表面的低电阻接触而使用多针接合线需要多个连接步骤，其再 次引起可能损伤管芯的危险。

使用长的和/或多条接合线作为到管芯的电连接可以引起其他缺 点。例如接合线会引起较大的电感，其可能削弱MOSFET开关作用。 并且，接合线会增加对功率IC的需要在内部集成电路中进行补偿的 不受控的外部电感或阻抗。

因此，现有技术需要改进的封装设计以便呈现良好的热传导和低 制造成本。

发明概述

根据本发明的实施例涉及用于半导体器件的封装，其以夹在金属 层之间的倒装管芯为特征。一个金属层包括引线框的被配置用于通过 焊料接触与管芯第一表面上的各个焊盘(例如，IC焊盘或MOSFET 的栅极或源极焊盘)电连接且热连接的各部分。其他金属层被配置为 至少与管芯的相对侧热连接。根据本发明的封装实施例显示出卓越的 散热性能，同时避免了引线接合的费用。

下面将结合本文和附图更详细地描述本发明的这些和其他实施 例以及其特征和一些潜在的优点。

附图说明

图1示出了常规功率MOSFET封装的简化平面图。

图1A示出了图1的常规封装沿线1A-1A’的简化截面图。

图2示出了根据本发明实施例的封装的简化平面图。

图2A示出了图2的封装实施例沿线2A-2A’的简化截面图。

图2B示出了根据本发明的封装的可选实施例的简化截面图。

图2C示出了根据本发明的封装的又一可选实施例的简化截面 图。

图2D示出了根据本发明的封装的再一可选实施例的简化截面 图。

图2DA示出了根据本发明的封装的还一可选实施例的简化截面 图。

图2E-EA分别示出了根据本发明实施例的引线框实施例的平 面和截面图。

图2FA-FB分别示出了根据本发明实施例的引线框的可选实施 例的平面和截面图。

图2GA-GB分别示出了根据本发明实施例的引线框的可选实 施例的平面和截面图。

图2H示出了根据本发明的引线框实施例的简化平面图。

图2IA-IB分别示出了根据本发明实施例的引线框的可选实施 例的平面和截面图。

图2J示出了根据本发明的引线框实施例的简化平面图。