功率控制器件及其制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
功率控制器件及其制备方法
本专利技术一般涉及一种电源管理器件，尤其是涉及高端、低端MOSFET集成控制IC的功率控制器件及其制备方法。
技术介绍
在DC-DC之类的电源控制器件中，处于工作态的晶片的功耗比较大，往往要求晶片的源极端或漏极端能具有较好的热量消散效果，而使得部分引线框架裸露至塑封体之外。例如在图1所示的一种含有高端MOSFET11和低端MOSFET13的DC-DC变换器10，变换器10还包含有一个控制芯片12，控制芯片12输出PWM或PFM信号至MOSFET11、13并接收它们的反馈信号，所以MOSFET11、13的一部分电极焊垫与控制芯片12的I/O焊垫之间还通过多条键合线实施电性连接。其中，MOSFET11、13分别粘贴在分隔开的基座21、23上，MOSFET11的源极端通过金属片15连接到基座23上，MOSFET13的源极通过金属片16连接到引脚24上，而控制芯片12则粘贴在另一孤立的基座22上，基座21、23底面将裸露在图中未示意出的塑封体的之外，用作与外部电路进行电性接触的端口和散热的主要途径。较为明显的是，基座21、22、23占有较大的面积，这不仅导致成本不菲而且抑制了市场对器件的轻小化的主流要求。此外，美国专利申请US2012061813A1亦公开了一种DC-DC转换器，其并排的高端、低端MOSFET位于基座上，而将控制器件完全叠加至高端、低端MOSFET之上，这就要求下方的MOSFET的引线必须有较低的线弧高度值，否则控制芯片容易触及到其下方的金属引线，其另一个不良后果是，高端、低端MOSFET在各自上方一侧的散热途径被控制芯片...
【技术保护点】
一种功率控制器件，其特征在于，包括：一芯片安装单元和一控制芯片及第一、第二芯片，该芯片安装单元包括一基座和基座附近的第一、第二引脚及第一、第二排承载引脚；基座具有相对的一组第一、第二横向边缘及相对的一组第一、第二纵向边缘，其中，第一引脚邻近第一横向边缘并且其条状键合区沿第一横向边缘长度方向延伸，第二引脚邻近第二横向边缘并且其条状键合区沿第二横向边缘长度方向延伸；第一、第二排承载引脚位于基座的第二纵向边缘的一侧，且第一排承载引脚中的每一个承载引脚皆平行于第二纵向边缘并由第一引脚的横向延长线上向第一、第二横向边缘之间的对称中心线延伸，及第二排承载引脚中的每一个承载引脚皆平行于第二纵向边缘并由第二引脚的横向延长线上向所述对称中心线延伸；第一、第二芯片均安装在基座之上，控制芯片安装在第一、第二排承载引脚之上，并且还包括一第一金属片，将第一芯片正面的一个主电极电性连接到第一引脚上，和包括一第二金属片将第二芯片正面的一个主电极电性连接到第二引脚上。
【技术特征摘要】
1.一种功率控制器件，其特征在于，包括：一芯片安装单元和一控制芯片及第一、第二芯片，该芯片安装单元包括一基座和基座附近的第一、第二引脚及第一、第二排承载引脚；基座具有相对的一组第一、第二横向边缘及相对的一组第一、第二纵向边缘，其中，第一引脚邻近第一横向边缘并且其条状键合区沿第一横向边缘长度方向延伸，第二引脚邻近第二横向边缘并且其条状键合区沿第二横向边缘长度方向延伸；第一、第二排承载引脚位于基座的第二纵向边缘的一侧，且第一排承载引脚中的每一个承载引脚皆平行于第二纵向边缘并由第一引脚的横向延长线上向第一、第二横向边缘之间的对称中心线延伸，及第二排承载引脚中的每一个承载引脚皆平行于第二纵向边缘并由第二引脚的横向延长线上向所述对称中心线延伸；第一、第二芯片均安装在基座之上，控制芯片安装在第一、第二排承载引脚之上，并且还包括一第一金属片，将第一芯片正面的一个主电极电性连接到第一引脚上，和包括一第二金属片将第二芯片正面的一个主电极电性连接到第二引脚上；第一、第二芯片各自背面的背部电极均粘附在基座的顶面；控制芯片倒装安装在第一、第二排承载引脚上，其正面的多个焊垫上设置的金属凸块分别对准并电性连接至相应的各承载引脚上。2.如权利要求1所述的功率控制器件，其特征在于，基座具有一个连接部，从基座位于第二纵向边缘的一侧的顶部向第一排承载引脚中最内侧的一个承载引脚延伸，并与其连接。3.如权利要求1所述的功率控制器件，其特征在于，第一、第二排承载引脚各自的每个承载引脚均皆包括相互连接的一个上置引脚和一个下置引脚，所有承载引脚的上置引脚的顶面均与第一、第二芯片各自的正面共面；控制芯片以向第一、第二芯片偏移的方式倒装安装在第一、第二排承载引脚上，偏移程度为使其具有与第一、第二芯片形成交叠的交叠部分，使交叠部分正面的多个焊垫上相应设置的多个金属凸块分别对准并电性连接至第一、第二芯片各自正面的主电极、副电极；控制芯片余下的焊垫上设置的金属凸块分别对准并电性连接至相应的各上置引脚上。4.如权利要求3所述的功率控制器件，其特征在于，还包括一个将芯片安装单元、第一和第二芯片、控制芯片、第一和第二金属片及各金属凸块予以包覆的塑封体，其包覆方式至少使各下置引脚的底面、基座的底面、第一和第二引脚各自的底面从塑封体的底面外露。5.如权利要求2所述的功率控制器件，其特征在于，在基座的顶面上设置有一个凹槽，第一、第二芯片均位于在凹槽内，使第一、第二芯片各自的背部电极均粘附在凹槽的底部，且第一、第二排承载引脚各自的每个承载引脚的顶面均与第一、第二芯片各自的正面共面。6.如权利要求5所述的功率控制器件，其特征在于，控制芯片以向第一、第二芯片偏移的方式倒装安装在第一、第二排承载引脚上，偏移程度为使其具有与第一、第二芯片形成交叠的交叠部分，使交叠部分正面的多个焊垫上设置的多个金属凸块分别对准并电性连接至第一、第二芯片各自正面的主电极、副电极；控制芯片余下的焊垫上设置的金属凸块分别对准并电性连接至相应的各承载引脚上。7.如权利要求6所述的功率控制器件，其特征在于，还包括一个将芯片安装单元、第一和第二芯片、控制芯片、第一和第二金属片及各金属凸块予以包覆的塑封体，其包覆方式至少使各承载引脚的底面、基座的底面、第一和第二引脚各自的底面从塑封体的底面外露。8.如权利要求6所述的功率控制器件，其特征在于，第一、第二金属片各包括一个主平板部分和连接在其一侧的相对主平板部分具有高度落差的一个副平板部分，以及第一、第二金属片各自的主平板部分的底面上均设置有一个垂直向下延伸的端部；第一、第二金属片各自的端部的底端面分别与第一、第二芯片的主电极焊接，第一、第二金属片各自的副平板部分分别与第一、第二引脚的键合区焊接。9.如权利要求8所述的功率控制器件，其特征在于，还包括一个将芯片安装单元、第一和第二芯片、控制芯片、第一和第二金属片及各金属凸块予以包覆的塑封体；控制芯片的背面与第一、第二金属片各自的主平板部分的顶面共面，塑封体的包覆方式至少使各承载引脚的底面、基座的底面、第一和第二引脚各自的底面从塑封体的底面外露，和使第一、第二金属片各自主平板部分的顶面、控制芯片的背面从塑封体的顶面外露。10.如权利要求1所述的功率控制器件，其特征在于，第一引脚沿第一横向边缘的长度方向延伸的长度值小于第一横向边缘的长度值，第二引脚沿第二横向边缘的长度方向延伸的长度值小于第二横向边缘的长度值；芯片安装单元包括在第一引脚的长度方向的延长线上设置的靠近第一横向边缘的第一旁路引脚，位于第一排承载引脚最内侧的承载引脚和第一引脚之间并通过其带有的一连接部与第一排承载引脚最内侧的承载引脚连接；和包括在第二引脚的长度方向的延长线上设置的靠近第二横向边缘的第二旁路引脚，位于第二排承载引脚的最内侧的承载引脚和第二引脚之间，并通过其带有的一连接部与第二排承载引脚中最内侧的承载引脚连接；第一、第二芯片正面的副电极分别通过导电结构电性连接到第一、第二旁路引脚上；其中，芯片安装单元还包括一个L形的连接结构，其一端对接在第一、第二排承载引脚中除了各自最内侧的承载引脚之外的任意一承载引脚上，另一端连接在基座上。11.如权利要求1所述的功率控制器件，其特征在于，还包括多条键合引线，将第一芯片的正面的副电极电性连接至第一排承载引脚中一承载引脚上，将第二芯片正面的副电极、基座的顶面分别电性连接至第二排承载引脚中两个不同的承载引脚上。12.一种功率控制器件，其特征在于，包括：一芯片安装单元和一控制芯片及第一、第二芯片，该芯片安装单元包括一基座和基座附近的第一、第二引脚及第一、第二排承载引脚；基座具有相对的一组第一、第二横向边缘及相对的一组第一、第二纵向边缘，其中，第一引脚邻近第一横向边缘并且其条状键合区沿第一横向边缘长度方向延伸，第二引脚邻近第二横向边缘并且其条状键合区沿第二横向边缘长度方向延伸；第一、第二排承载引脚位于基座的第二纵向边缘的一侧，且第一排承载引脚中的每一个承载引脚皆平行于第二纵向边缘并由第一引脚的横向延长线上向第一、第二横向边缘之间的对称中心线延伸，及第二排承载引脚中的每一个承载引脚皆平行于第二纵向边缘并由第二引脚的横向延长线上向所述对称中心线延伸；第一、第二芯片均安装在基座之上，控制芯片安装在第一、第二排承载引脚之上，并且还包括一第一金属片，将第一芯片正面的一个主电极电性连接到第一引脚上，和包括一第二金属片将第二芯片正面的一个主电极电性连接到第二引脚上；第一、第二芯片各自背面的背部电极均粘附在基座的顶面，控制芯片的背面粘附在第一、第二排承载引脚上；还包括键合引线，将第一、第二芯片各自正面的副电极和基座的顶面分别电性连接至控制芯片正面的相应焊垫上，将控制芯片正面余下的多个焊垫分别电性连接至相对应的各承载引脚的顶面上。13.一种功率控制器件，其特征在于，包括：一芯片安装单元和一控制芯片及第一、第二芯片，该芯片安装单元包括相邻的第一、第二基座，并包括第一基座附近的第一引脚及第一排承载引脚，和包括第二基座附近的第二引脚及第二排承载引脚；第一、第二基座各自均具有相对的一组第一、第二横向边缘及相对的一组第一、第二纵向边缘，第一引脚靠近第一基座的第一横向边缘并且其条状键合区沿第一基座的第一横向边缘长度方向延伸，第二引脚靠近第二基座的第二横向边缘并且其条状键合区沿第二基座的第二横向边缘长度方向延伸；第一排承载引脚位于第一基座的第二纵向边缘的一侧，且第一排承载引脚中的每一个承载引脚均平行于第一基座的第二纵向边缘，并由第一引脚的横向延长线上向第一基座、第二基座之间的分割线延伸；第二排承载引脚位于第二基座的第二纵向边缘的一侧，且第二排承载引脚中的每一个承载引脚均平行于第二基座的第二纵向边缘，并由第二引脚的横向延长线上向所述分割线延伸；其中，第一、第二芯片分别安装在第一、第二基座之上，使第一、第二芯片各自背面的背部电极分别粘附在第一、第二基座的顶面，控制芯片安装在第一、第二排承载引脚之上；还包括一金属片，将第一、第二芯片各自正面的主电极与第二引脚进行电性连接。14.如权利要求13所述的功率控制器件，其特征在于，第二引脚通过其带有的一连接部与第二排承载引脚中最内侧的承载引脚连接；第一、第二排承载引脚各自的每个承载引脚均皆包括相互连接的一个上置引脚和一个下置引脚，并且所有承载引脚的上置引脚的顶面均与第一、第二芯片各自的正面共面；控制芯片以向第一、第二芯片偏移的方式倒装安装在第一、第二排承载引脚上，偏移程度为使其具有与第一、第二芯片形成交叠的交叠部分，使交叠部分正面的多个焊垫上设置的多个金属凸块分别对准并电性连接至第一、第二芯片各自正面的主电极、副电极；控制芯片余下的焊垫上设置的金属凸块分别对准并电性连接至相应的各上置引脚上。15.如权利要求14所述的功率控制器件，其特征在于，第一基座具有一个连接部，从第一基座的顶部位于其第一横向边缘的一侧向第一引脚延伸，并与其连接。16.如权利要求13所述的功率控制器件，其特征在于，控制芯片倒装安装在第一、第二排承载引脚上，其正面的多个焊垫上相应设置的多个金属凸块分别对准并电性连接至各相应的承载引脚上；所述金属片还电性连接到第一引脚上。17.如权利要求16所述的功率控制器件，其特征在于，第一引脚沿第一基座的第一横向边缘的长度方向延伸的长度值小于第一基座的第一横向边缘的长度值，第二引脚沿第二基座的第二横向边缘的长度方向延伸的长度值小于第二基座的第二横向边缘的长度值；芯片安装单元包括在第一引脚的延长线上设置的一个靠近第一横向边缘的第一旁路引脚，位于第一排承载引脚的最内侧的一个承载引脚和第一引脚之间，并通过其带有的一个连接部与第一排承载引脚的最内侧的承载引脚连接；和包括在第二引脚的延长线上设置的一个靠近第二横向边缘的第二旁路引脚，位于第二排承载引脚的最内侧的一个承载引脚和第二引脚之间，并通过其带有的一个连接部与第二排承载引脚的最内侧的一个承载引脚连接；第一、第二芯片正面的副电极分别通过导电结构电性连接到第一、第二旁路引脚上，并利用键合引线将第二引脚或第二芯片的主电极电性连接到第二排承载引脚中除最内侧的承载引脚以外的任意一承载引脚上。18.如权利要求16所述的功率控制器件，其特征在于，还包括键合引线，将第一芯片的副电极电性连接至第一排承载引脚中任意一承载引脚上，将第二芯片的正、副电极分别相对应的电性连接至第二排承载引脚中任意两个不同的承载引脚上。19.如权利要求13所述的功率控制器件，其特征在于，控制芯片的背面粘附在第一、第二排承载引脚上；还包括键合引线，将第一、第二芯片各自的副电极、第二芯片的主电极分别电性连接至控制芯片正面的相对应的焊垫上，将控制芯片正面余下的多个焊垫分别连接至相对应的各承载引脚的顶面上。20.一种功率控制器件，其特征在于，包括：一芯片安装单元和一控制芯片及第一、第二芯片，该芯片安装单元包括相邻的第一、第二基座，并包括第一基座附近的第一引脚及第一排承载引脚，和包括第二基座附近的第二引脚及第二排承载引脚；第一、第二基座各自均具有相对的一组第一、第二横向边缘及相对的一组第一、第二纵向边缘，第一引脚靠近第一基座的第一横向边缘且其条状键合区沿第一基座的第一横向边缘的长度方向延伸，第二引脚靠近第二基座的第二横向边缘且其条状键合区沿第二基座的第二横向边缘的长度方向延伸；第一排承载引脚位于第一基座的第二纵向边缘的一侧，且第一排承载引脚中的每一个承载引脚均平行于第一基座的第二纵向边缘，并由第一引脚的横向延长线上向第一基座和第二基座之间的分割线延伸；及第二排承载引脚位于第二基座的第二纵向边缘的一侧，且第二排承载引脚中的每一个承载引脚均平行于第二基座的第二纵向边缘，并由第二引脚的横向延长线上向所述分割线延伸；实质为矩形状的第二基座在其第一横向边缘与第二纵向边缘交叉的拐角处具有一个矩形切口而使第二基座形成L形结构，并在该切口中嵌入有一个基岛；第一芯片安装在第一基座上使其背面的背部电极粘附至第一基座的顶面，第二芯片倒装安装在第二基座和基岛之上使其主、副电极分别粘附在第二基座、基岛的顶面上，控制芯片安装在第一、第二排承载引脚之上；还包括一金属片，将第一芯片正面的主电极和第二芯片背面的背部电极电性连接第二引脚上。21.如权利要求20所述的功率控制器件，其特征在于，所述第一基座具有一个连接部，从第一基座的顶部位于第一横向边缘的一侧向第一引脚延伸，并与其连接。22.如权利要求20或21所述的功率控制器件，其特征在于，第一、第二排承载引脚各自的每个承载引脚均皆包括相互连接的一个上置引脚和一个下置引脚，第一芯片的正面、第二芯片的背面与所有承载引脚的上置引脚的顶面共面；芯片安装单元包括一连接结构，该连接结构的水平延伸段对接在除第二排承载引脚最内侧的承载引脚以外的第一、第二排承载引脚中任意一个承载引脚的上置部分上，其与水平面成夹角设置的倾斜延伸段垂直于水平延伸段并连接在水平延伸段和基岛之间；控制芯片以向第一、第二芯片偏移的方式倒装安装在第一、第二排承载引脚上，偏移程度为使其具有与第一、第二芯片形成交叠的交叠部分，使交叠部分正面的多个焊垫上设置的多个金属凸块分别对准并电性连接至第一芯片的主、副电极和第二芯片的背部电极；控制芯片余下的焊垫上设置的金属凸块分别对准并电性连接至各相应的上置引脚上。23.如权利要求20所述的功率控制器件，其特征在于，第一引脚沿第一基座的第一横向边缘的长度方向延伸的长度值小于第一基座的第一横向边缘的长度值；芯片安装单元包括在第一引脚的横向延长线上设置的一个靠近第一基座的第一横向边缘的第一旁路引脚，位于第一排承载引脚的最内侧的一个承载引脚和第一引脚之间，并通过其带有的一个连接部与第一排承载引脚最内侧的一个承载引脚连接，从而第一芯片的副电极通过一个导电结构电性连接在第一旁路引脚上；芯片安装单元包括一L形连接结构，该连接结构的纵向延伸段对接在除第一、第二排承载引脚中各自最内侧的承载引脚之外的任意一承载引脚上，其横向延伸段垂直于纵向延伸段并连接在纵向延伸段和基岛之间；以及控制芯片倒装安装在第一、第二排承载引脚之上，控制芯片的焊垫上设置的金属凸块分别对准并电性连接至各相应的承载引脚上。24.如权利要求20所述的功率控制器件，其特征在于，控制芯片倒装安装在第一、第二排承载引脚之上，第一芯片的副电极通过键合引线电性连接在第一排承载引脚中的任意一承载引脚上；芯片安装单元包括一L形连接结构，该连接结构的纵向延伸段对接在除第二排承载引脚中最内侧的承载引脚之外和除第一排承载引脚中连接至第一芯片的副电极的承载引脚以外的第一、第二承载引脚中的余下的任意一承载引脚上，其横向延伸段垂直于纵向延伸段并连接在纵向延伸段和基岛之间。25.如权利要求20所述的功率控制器件，其特征在于，控制芯片的背面粘附在第一、第二排承载引脚上；还包括键合引线，将第一芯片的副电极、基岛分别电性连接至控制芯片正面的相对应的焊垫上，同时利用键合引线将控制芯片正面余下的多个焊垫分别连接至第一、第二排承载引脚中相应的各承载引脚的顶面上。26.如权利要求23～25中任意一项所述的功率控制器件，其特征在于，第二引脚通过其具有的一个连接部将其与第二排承载引脚中最内侧的一个承载引脚连接；所述金属片还电性连接在第一引脚上。27.一种功率控制器件的制备方法，其特征在于，包括以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛彦迅，哈姆扎·耶尔马兹，
申请(专利权)人：万国半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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