[发明专利]三重堆叠半导体封装

说明书

在所描述示例中，用于形成堆叠半导体封装的方法(100)包括提供底部引线框(LF)板，该底部引线框(LF)板包括每个均包括端子的向下设置LF(101)。将低压侧(LS)晶体管附接到第一管芯附接区域(102)。将包括向下设置并互连的第一夹的第一夹板放置在底部LF板上(103)。将介电中介层附接在LS晶体管之上的第一夹上(104)。将高压侧(HS)晶体管附接在中介层上(105)。使包括第二夹的第二夹板紧密配合以互连到HS晶体管，这包括将第二夹板、第一夹板和底部LF板紧密配合在一起(106)。LF能够包括第二管芯附接区域，以及控制器管芯，该控制器管芯附接在第二管芯附接区域上，并然后控制器管芯的焊盘丝焊至端子。

技术领域

本发明涉及包括衬底和堆叠功率器件的多芯片模块(MCM)半导体封装和相关装配方法。

背景技术

对半导体设备更低成本、更高性能、提高的微型化和更大封装密度的需求促使了MCM封装结构产生。MCM封装包括安装在单独的半导体封装内的两个或更多管芯和可选择的其他半导体组件。多个管芯和其他组件能够以纵向的方式、横向的方式或纵向与横向组合的方式安装。

一些MCM封装是包括功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，在下文中“功率FET”)的MCM功率封装，有时在同一封装中还包括控制器管芯。用于MCM功率封装的一种已知的解决方案包括堆叠方形扁平无引脚(QFN)模块和至少第一金属夹(clip)，QFN模块其上具有带有第一功率FET的底部QFN引线框，第一金属夹上具有第二功率FET，其中一个或更多个金属夹在装配过程中从卷盘(reel)提供。在装配过程中，使用专门的拾取和放置机器将所有的一个或更多个夹附接和堆叠在底部引线框的顶部上，这涉及在对每个MCM功率封装一次一个地附接夹之前从其卷盘切断铜夹。

发明内容

公开的实施例确认了一种用于形成具有金属夹的堆叠多芯片模块(MCM)功率封装的传统装配过程，其涉及通常需要处理以卷盘形式保持的单个金属夹的专门的拾取和放置装配设备。确认了一次一个地附接金属夹导致了低效率，其体现在低的每小时产量/单位(UPH)生产率。此外，通过拾取和放置附接金属夹能够导致回流工艺中的夹不对准和各种夹处理问题。

公开的实施例包括用于形成堆叠MCM功率封装的三重叠堆装配方法，该方法在向下设置(downset)引线框(LF)板上的向下设置第一夹板上堆叠第二夹板。第二夹板、第一夹板和LF板通常均包括在它们的轨道(长侧轨道和/或侧轨道)中的至少一个中的对准孔。第二夹板、第一夹板和LF板通常通过适当的夹具设备，使用用于互相对准的对准孔紧密配合在一起。第一夹板和LF板可以足够薄至可压缩，以使其在压缩成型过程中的弯曲可以为至少～0.025mm，以确保通常在由封装底面上的QFN封装提供的暴露的管芯附接焊盘(DAP)处基本没有模渗出，这提供了在其典型的端应用中的带有紧密配合电路板表面的更直接的热界面。

附图说明

根据示例实施例，图1为用于形成堆叠MCM功率封装的示例三重叠堆装配方法的流程图。

根据示例实施例，图2A为底部LF板的特写详细透视图，该底部LF板具有包括带有低压侧(LS)场效应晶体管(FET)的互连的LF的完整向下设置，被示出附接在互连的LF的第一管芯附接区域上，而图2B为远观透视图。

根据示例实施例，图3A为具有包括互连的夹的完整向下设置的向下设置第一夹板的特写详细透视图，以及图3B描绘了向下设置第一夹板在其上具有LS FET的底部LF板上的紧密配合。

根据示例实施例，图4A为LS FET之上的向下设置第一夹板的夹上的中介层(interposer)的特写详细透视图，而图4B为远观透视图。

根据示例实施例，图5A为附接到向下设置第一夹板的夹上的中介层上的HS FET的特写详细透视图，而图5B为远观透视图。