[发明专利]一种倒装芯片的半导体器件

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种功率半导体器件及其制备方法，更确切的说，本发明旨在提供集成有多个MOSFET和一个控制IC的倒装芯片的半导体器件。

背景技术

为了实现节能、高效率和设备小型化等目标，电子设备对更高效率电源的要求越来越大。同时，电信设备和服务器更高的速度和更大的存储器容量也导致更大的电流消耗。因此，对于此类设备，一些器件诸如DC/DC变换电源也需要节能设计，并要求更低的输出电压和闲置模式下具有更低的功耗。因此，各种高效率、细小和薄封装，低电压、大电流，高转换速率、智能控制的功率MOSFET应运而生。

在传统的功率MOSFET器件中，如果功率MOSFET器件要求对多个芯片进行集成封装，则基座会分成多个彼此互不相连的部分用于分别作为不同芯片的载体。例如图1所示的集成有多个MOSFET的半导体器件100中，MOSFET110、111和IC112分别粘贴在不同的基座101和基座102上，基座101和基座102之间是分割开的，这就导致基座101和基座102占用的空间比较大，另一方面，由于彼此分割的基座101和基座102上导致MOSFET110、111的散热效果并未达到最佳。

图2所示的是一种倒装芯片的截面示意图，在半导体器件200中，芯片210通过焊接凸块220安装在多个引脚201上，这种封装方式中，比较简洁的基座只包含多个引脚201，但是其劣势是芯片210没有暴露在塑封体之外散热片，所以芯片210往往是不需要高散热的芯片类型，而功率MOSFET的散热量恰恰是比较大。

图3所示的是一种另一种倒装芯片的俯视图，在半导体器件300中，芯片310的一个电极(如栅极)连接在引脚302的金属凸起302a上，而芯片310的另一个电极(如源极)则连接在基座301的金属凸起301a上。这种封装能达到一定的散热效果，但是由于基座301与芯片310之间的缝隙很小，导致塑封料很难完全填充在芯片310与基座301之间，以致二者之间形成有空洞。在功率器件中，随着电子产品的工作电压正在不断降低，通常要求DC-DC变换器具有低电压、大电流输出，并且同时具有高散热性能和高可靠性，上述这些器件，在散热或可靠性方面还有待改善。

发明内容

正是鉴于上述问题，本发明提出了一种倒装芯片的半导体器件，主要包括：

包含第一芯片安装区和第二芯片安装区的基座及一个形成在基座中的切口，并且在第一芯片安装区中形成有一个凹槽；

其中，切口将第一芯片安装区分割成横向延伸的横向基座及纵向延伸的纵向基座，并且切口延伸至凹槽中从而将凹槽分割成形成在横向基座中的横向槽体及形成在纵向基座中的纵向槽体，并还在该凹槽中形成有多个金属凸块；以及

设置在第一芯片安装区附近的第一类、第二类引脚和第三类引脚；

第一类引脚包含第一外部引脚及与第一外部引脚连接的第一引脚焊区，且第一引脚焊区包含第一横向延伸部分及与第一横向延伸部分连接的第一纵向延伸部分；

第二类引脚包含第二外部引脚及与第二外部引脚连接的第二引脚焊区，且第二引脚焊区包含第二横向延伸部分及与第二横向延伸部分连接的第二纵向延伸部分；

第三类引脚包含第三外部引脚及与第三外部引脚连接的第三引脚焊区；

其中，第二横向延伸部分延伸至所述切口中，并且第二纵向延伸部分沿着切口与第二芯片安装区交界的边缘设置，且第一横向延伸部分设置在邻近纵向基座的位置，及第一纵向延伸部分位于靠近第二纵向延伸部分的位置；以及

倒装焊接在所述金属凸块和第二横向延伸部分上的第一芯片，位于第一芯片的正面的第一芯片的第一、第二电极分别焊接在第二横向延伸部分和金属凸块上；

将第一芯片背面的第三电极连接到第一类引脚上的第一金属连接片，第一金属连接片包含第一金属片、第一连接结构及第一焊片，第一连接结构将第一金属片与第一焊片连接在一起，第一金属片粘贴在第一芯片的第三电极上，第一焊片焊接在第一横向延伸部分上；

粘贴在第一金属片上的第二芯片，并且位于第二芯片背面的第二芯片的第三电极粘贴在第一金属片上；

将第二芯片正面的第二电极连接到第三类引脚上的第二金属连接片，第二金属连接片包含第二金属片、第二连接结构及第二焊片，第二连接结构将第二金属片与第二焊片连接在一起，第二金属片与第二芯片的第二电极焊接在一起，第二焊片焊接在邻近横向基座的第三引脚焊区上；