[发明专利]嵌入式半导体电源模块及封装

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元件，更具体地，涉及嵌入式半导体电源模块及封装。

背景技术

诸如手机、个人数据助理、数码相机、笔记本电脑等个人电子产品通常包括几个封装半导体IC芯片以及装配在互连基板(诸如印刷电路板和弹性基板)上的表面安装组件。存在期望将更多的功能和性能结合至个人电子产品等中的持续增长的需求。而这反过来对于互连基板的设计、大小和组装提出了更高的要求。随着组装元件数量的增加，基板面积和成本也会增加，然而人们却要求越来越小的形状因数。

发明内容

作为构成发明的一部分，发明人已经意识到有必要解决这些问题，并且有利地是找到能够增加电子产品功能和特性而不会增加基板面积和成本且不会降低产品产量的方法。此外，作为构成发明的一部分，发明人已经意识到很多电子产品具有能够被归类并入几个能够提供特定功能的组类的几个组件。例如，电子产品通常有一个或多个电源转换电路，每个电源转换电路典型地包括控制IC芯片、多个MOSFET和/或IGBT芯片、感应器、一个或两个电容器以及有时还会有一个或两个电阻器。作为另一个实例，电子产品可以具有模-数电路和/或数-模电路，每个模-数电路和/或数-模电路典型地包括IC芯片、几个电阻器和电容器。而且，作为构成发明的一部分，发明人已经发现通过将电路组的组件结合至单个封装中可以显著减小电路组所需的基板的面积。

本发明可以通过提供具有嵌入的半导体芯片和电子组件的模块的标准组件结构而使得能够制造低成本、功能复杂的半导体封装。在一个示例性实施方式中，半导体芯片封装包括第一模块和附接至第一模块的第二模块。一个或多个半导体芯片嵌入在第一模块中，且一个或多个诸如表面安装组件的电子组件嵌入在第二模块中。第一模块可以通过层压处理形成，第二模块可以通过层压处理或成型处理形成。图案化的金属层和通孔向封装提供了电互连并提供了芯片和封装组件之间的电互连。第二模块可以通过将单独制造的模块的互连连接盘彼此连接而附接在第一模块上，或可以通过层压或成型而直接附接。半导体芯片封装可以包括第一模块的多个实例和/或第二模块的多个实例，其中，这些实例可以具有不同类型的芯片、组件和互连。

一种示例性半导体芯片封装包括第一模块，其具有：第一主表面、第二主表面、多个设置在其第一主表面的第一互连连接盘、多个设置在其第二主表面的第二互连连接盘、设置在第一和第二主表面之间的第一半导体芯片、设置在第一和第二主表面之间以及第一半导体芯片周围的第一电绝缘材料层和设置在第一和第二主表面之间以及第一半导体芯片之上的第二电绝缘材料层。第一电绝缘材料层优选地包括预浸渍材料。第一模块还包括：贯穿第二电绝缘材料层设置并电耦接至第一半导体芯片的多个导电区的多个导电通孔，以及贯穿第一和第二电绝缘材料层并电耦接至至少一些第二互连连接盘的多个导电通孔，其中，至少一个第一导电通孔电耦接至至少一个第二导电通孔，且其中，至少一个第二导电通孔电耦接至至少一个第一互连连接盘。该示例性半导体芯片封装还包括第二模块，其具有第一主表面、第二主表面、设置在第一和第二主表面之间的第一电子组件、以及设置在第二模块的第一和第二主表面之间以及第一电子组件周围的第三电绝缘材料层。第二模块设置在第一模块之上，其第一主表面面对第一模块的第一主表面，且第一电子组件电通过至少一个第一模块的第一互连连接盘电耦接至第一半导体芯片。

在一个实施方式中，第二模块还包括设置在第二模块第一主表面的多个第三互连连接盘，第一电子组件电耦接至至少一个第三互连连接盘。此外，该实施方式中，半导体芯片封装还包括设置在多个第三互连连接盘之间以及第一模块的多个第一互连连接盘之间的多个导电粘合剂体。

在另一个实施方式中，第二模块层压在第一模块上。在该实施方式中，第一电子组件具有至少两个设置在第一模块的各第一互连连接盘上且附接至第一模块的各第一互连连接盘的电接线端，且第三电绝缘材料层层压至第二电绝缘材料层。

在另一个实施方式中，第二模块成型在第一模块上。在该实施方式中，第一电子组件具有至少两个设置在第一模块的各第一互连连接盘上并附接至第一模块的各第一互连连接盘的电接线端，第三电绝缘材料层包括在第一电子组件和第二电绝缘材料层上成型的成型材料。

将参考附图对本发明的上述示例性实施方式和其他实施方式进行详细描述。在附图中，相同数字表示相同元件，并且一些元件的描述将不再重复。

附图说明

图1示出了根据本发明的第一示例性半导体芯片封装的侧视图。

图2示出了根据本发明的示例性第一模块的底面透视图。