[发明专利]具有多个晶粒结构的覆晶封装二极管元件

说明书

本发明公开了一种具有多个晶粒结构的覆晶封装二极管元件，其于一下导板的顶面水平向间隔设置至少两个覆晶，该两个覆晶底面分别与下导板电性连接，顶面分别设置有一导电层，且两个覆晶之间以及外周围填充有绝缘物质，使两个覆晶顶面的导电层彼此隔离而形成供外部电路电连接的第一电极及第二电极；通过上述结构，两个覆晶之间形成一串联回路，相较于传统多个芯片只能垂直向堆栈串联的封装方式，不但能降低二极管元件的高度，还能够根据耐压需求很方便地扩充覆晶数量，适合一般整流/保护型二极管元件，特别是高压二极管元件的覆晶封装。

技术领域

本发明涉及具有多个晶粒结构的覆晶封装二极管元件，将至少两个覆晶(Flip-Chip)以水平向间隔设置在一下导板的顶面，并使该至少两个覆晶之间形成串联回路，以使得该二极管元件具备耐压特性，适合一般整流/保护型二极管元件，特别是极高压二极管元件的覆晶封装。

背景技术

如图1所示，传统表面黏着型二极管元件(SMD)的封装技术，是将单一晶粒100的正、反两面电极(P极、N极)分别打线或焊接在两片电极接脚101上，然后在外部利用绝缘体102包覆，使两片电极接脚101局部裸露于绝缘体102外部后，即形成一表面黏着型二极管元件。

图中可见，由于单一晶粒正、反两面都需要分别焊接在电极接脚上，并且在外部利用绝缘体包覆，所以其整体体积较大，而且制造过程中两片电极接脚101一般是在一片料片(图略)上冲压弯折后所形成，封装完成后再切断，制造过程较为繁复；这是一般技术，在此不另赘述。

上述传统封装技术所制成的SMD二极管元件，若是使用在整流/保护或需要耐高压的电路时，除了增加电路中二极管元件的数量来增加电压以外，只能在制造过程中提高每一颗二极管元件的耐压特性，但有其极限。

如图2所示，目前已知提高单一颗SMD二极管元件耐压的方法，是将两颗晶粒100上、下层迭电气连接，然后将其中一电极接脚101焊接在上方晶粒的顶面、另一电气电极接脚101焊接在下方晶粒的底面，如此便使上、下层迭的两颗晶粒100形成串联回路，接着再于外部利用绝缘体包覆。

上述在单一个SMD二极管元件中，利用上、下层迭的两颗晶粒100串联回路来提高耐压特性，虽然可以使耐压特性倍增，然而由图示中可以清楚看到，两颗晶粒100上、下层迭使得二极管元件的整体高度更为增加，不利于3C产品电路板对于高度(厚度)上的要求，而且位于上方的电极接脚101必须弯折更大的角度、并且延伸更长的距离，才能焊接在上方晶粒的顶面。

可想而知，由于该两个电极接脚是由一料片冲压弯折成形，所以制造过程中会因为弯折角度以及延伸的长度而造成极大的限制与不便；也因为如此，目前传统封装的二极管元件最多使用两颗晶粒，若超过两颗晶粒将使得造过制程困难重重。

在缩减二极管元件的体积方面，近年来覆晶(Flip-Chip)封装技术的发展对于SMD二极管元件而言是一个非常重要的里程碑。所谓“覆晶”是在芯片连接点在制造过程中长出凸块(bump)，然后将芯片翻转过来使凸块与下导板(基板，substrate)直接连结而得其名，有别于图1中的传统晶粒封装时，必须将晶粒的两极分别与电极接脚利用焊接或打线方式电连接。

如图3所示，利用覆晶封装技术产出的二极管元件可以在晶粒200的同一面上利用开沟201的方式设置两个电极202，不需要另外再使用料片以及电极接脚来供外部电路电连接，不但能大幅简化制造过程，二极管元件的晶粒核心尺寸与封装完成的尺寸非常接近，因此称为晶粒尺寸封装(CSP)，可以大幅缩小二极管元件的体积。但因为目前覆晶封装技术皆为单晶结构，因此其不足是无法利用小尺寸覆晶制造高功率高压二极管元件，也无法制造多晶层式二极管元件。

有鉴于覆晶封装技术的诸多优点，本案发明人设想利用覆晶封装技术来克服上述传统SMD二极管元件在尺寸限制、以及CSP耐压特性受限的问题。

发明内容