具有多层裸片组块的半导体封装制造技术

一种包括组块的半导体封装，具有第一侧，与第一侧相对的第二侧，以及从第二侧朝向第一侧延伸的凹陷区域，使得组块在凹陷区域中具有较薄部分并且在凹陷区域之外具有较厚部分。半导体封装进一步包括每一个具有相对的第一和第二侧的第一半导体裸片和第二半导体裸片。第一半导体裸片布置在组块的凹陷区域中并且在第一半导体裸片的第一侧处附接至组块的较薄部分。第二半导体裸片在第二半导体裸片的第一侧处附接至第一半导体裸片的第二侧。

【技术实现步骤摘要】
具有多层裸片组块的半导体封装
本专利技术涉及半导体封装，更具体而言涉及包括多个半导体裸片的半导体封装。
技术介绍
许多类型半导体封装包括多个半导体裸片(芯片)。例如在多裸片S0型封装中，每个裸片附接至不同的裸片焊垫(paddle)，使得封装中包括的裸片焊垫的数目等于封装中裸片的数目。每个裸片焊垫占据了特定面积并且S0封装具有最大尺寸，这限制了封装中可以包括的裸片的数目和尺寸。其他类型多裸片封装覆盖了半桥电路。半桥电路是使得在任一方向上跨负载施加电压的电子电路。半桥电路通常包括在不同半导体裸片中实现的高侧晶体管和低侧晶体管。高侧晶体管裸片的源极端子连接至低侧晶体管的漏极元件以形成半桥电路的输出。传统的半桥封装将高侧晶体管裸片的源极端子通过金属夹片或额外的接合引线而连接至低侧晶体管裸片的漏极端子，这在每个情形下增大了封装尺寸和成本。该连接也具有一些不可忽略的电阻，从而增大了半桥电路的功率损耗。传统的半桥封装也通常对于封装中包括的每个晶体管裸片采用不同的裸片焊垫，从而进一步增大了封装的尺寸和成本。
技术实现思路
根据半导体封装的一个实施例，封装包括组块，具有第一侧，与第一侧相对的第二侦牝以及从第二侧朝向第一侧延伸的凹陷区域，使得组块在凹陷区域中具有较薄部分并且在凹陷区域之外具有较厚部分。半导体封装进一步包括每一个具有相对的第一侧和第二侧的第一半导体裸片和第二半导体裸片。第一半导体裸片布置在组块的凹陷区域中，并且在第一半导体裸片的第一侧处附接至组块的较薄部分。第二半导体裸片在第二半导体裸片的第一侧处附接至第一半导体裸片的第二侧。 根据制造半导体封装的方法的一个实施例，该方法包括:在组块中形成凹陷区域，使得组块在凹陷区域中具有较薄部分并且在凹陷区域之外具有较厚部分；将具有相对的第一侧和第二侧的第一半导体裸片布置在组块的凹陷区域中，使得第一半导体裸片的第一侧面向组块的较薄部分；将第一半导体裸片的第一侧附接至组块；将具有相对的第一侧和第二侧的第二半导体裸片布置在第一半导体裸片上，使得第二半导体裸片的第一侧面向第一半导体裸片的第二侧；以及将第二半导体裸片的第一侧附接至第一半导体裸片的第二侧。 根据引线框架的一个实施例，引线框架包括裸片焊垫，具有第一侧，与第一侧相对的第二侧，以及从第二侧朝向第一侧延伸的凹陷区域，使得裸片焊垫在凹陷区域中具有较薄部分并且在凹陷区域之外具有较厚部分。引线框架进一步包括相互间隔开的多个导电引线以及裸片焊垫。引线之一具有凹陷区域以使得引线在引线的凹陷区域中具有较薄部分并且在引线的凹陷区域之外具有较厚部分。 一旦审阅了以下详细说明书并且一旦查看了附图，本领域技术人员将认识到额外的特征和优点。 【附图说明】 附图的元件并非必需按照相对比例绘制。相同的附图标记表示对应的相同部件。各种所示实施例的特征可以组合，除非它们相互排斥。实施例示出在附图中，并且在以下说明书中详述。 图1A和图1B示出了在制造的不同阶段期间具有多层裸片组块的半导体封装的一个实施例的截面图。 图2示出了具有多层裸片组块的半导体封装的另一实施例的截面图。 图3示出了具有多层裸片组块的半导体封装的又一实施例的截面图。 图4A至图4M示出了在制造的不同阶段期间具有多层裸片组块的半导体封装的另一实施例的截面图。 图5示出了包括在图4的半导体封装中的半桥电路的示意图。 【具体实施方式】 在此所述的实施例提供了一种半导体封装，包括诸如金属组块、陶瓷组块或引线框架的裸片焊垫之类的组块，该组块具有凹陷区域，在封装中包括的半导体裸片被布置在凹陷区域中。组块在凹陷区域中具有较薄部分并且在凹陷区域之外具有较厚部分。组块可以用作散热器和/或提供去往布置在凹陷区域中半导体裸片的外部电连接的点。该裸片在裸片的一侧附接至组块的较薄部分。在封装中包括的另一裸片导电地附接至布置在组块的凹陷区域中的裸片的另一侧。在此所述的封装通过对于每个裸片堆叠设置消除了至少一个裸片焊垫而减小了尺寸，并且在堆叠的裸片之间提供了直接电连接。此外，堆叠裸片设置并未增大总体封装厚度，因为堆叠设置中裸片的一个布置在组块的凹陷区域中，并且凹陷区域的深度可以选择以完全容纳该裸片的厚度。在此所述的封装可以包括任何数目半导体裸片，在封装中包括裸片的数目取决于其中采用了裸片的电路的类型。 图1A和图1B示出了在制造的不同阶段期间半导体封装的实施例的截面图。图1A示出了在组块102中形成了凹陷区域100之后的封装，使得组块102在凹陷区域100中具有较薄部分(T1)并且在凹陷区域100之外具有较厚部分(T2)。组块102可以是金属组块、陶瓷组块、引线框架的裸片焊垫等等。凹陷区域100可以通过任何标准材料移除工艺而形成在组块102中，诸如化学刻蚀、激光刻蚀、3D打印等等。 第一半导体裸片104布置在组块102的凹陷区域100中，使得裸片104的底侧106朝向组块100的较薄部分T1。裸片104的底侧106附接至组块102的较薄部分T1。裸片104可以经由导电或者绝缘的裸片附接材料108 (诸如焊料、粘着剂(导电或者非导电的)等)而附接至组块102的较薄部分T1。在其他一些实施例中，插入在第一裸片104与组块102的较薄部分T1之间的材料108是导电或者非导电的间隔件。 在一些情形下，裸片104可以是垂直器件，其中电流沿垂直方向流动在裸片104的底侧和顶侧106、110之间。该类型裸片在裸片104的两侧处具有端子。例如在诸如功率M0SFET之类的功率晶体管裸片的情形中，晶体管裸片104可以在裸片104的底侧106处具有漏极端子，以及在裸片104的顶侧110处具有源极端子和栅极端子。漏极端子可以通过焊料裸片附接或者导电粘附材料108而导电地附接至组块102的较薄部分T1。在二极管的情形中，二极管裸片104可以在裸片104的底侧106处具有阴极端子，以及在裸片104的顶侧110处具有阳极端子。阴极端子可以通过焊料裸片附接或者导电粘附材料108而导电地附接至组块102的较薄部分T1。 在其他一些情形下，裸片104可以是横向器件，其中电流沿着裸片104的顶侧110而以横向方向流动。该类型裸片仅在裸片104的顶侧110处具有端子。横向裸片104的底侧106缺乏端子，但是用作用于裸片104的散热路径。横向裸片104的底侧106可以通过并非必需导电的导热材料108而附接至组块102的较薄部分T1。为了易于说明，裸片端子并未示出在图1A和图1B中。 图1B示出了在第二半导体裸片112被布置在第一半导体裸片104的顶侧110上并且第三半导体裸片114经由裸片附接材料116附接至组块102的较厚部分T2之后的封装。第二半导体裸片112的底侧118经由裸片附接材料120而附接至第一半导体裸片104的顶侧110。第三裸片114沿横向方向(也即垂直于垂直方向的方向)与第一半导体裸片104和第二半导体裸片112间隔开。第一裸片104和第二裸片112以堆叠设置布置。组块102中凹陷区域100的深度(D)可以使得凹陷区域100容纳了第一裸片104的整个厚度(Tdie)。备选地，第一裸片104的一部分可以延伸越过组块102的顶侧122。在每个情形中，在第二裸片11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装，包括：组块，具有第一侧，与所述第一侧相对的第二侧，以及从所述第二侧朝向所述第一侧延伸的凹陷区域，使得所述组块在所述凹陷区域中具有较薄的部分并且在所述凹陷区域之外具有较厚的部分；第一半导体裸片，具有相对的第一侧和第二侧，所述第一半导体裸片布置在所述组块的所述凹陷区域中并且在所述第一半导体裸片的所述第一侧处附接至所述组块的所述较薄部分；以及第二半导体裸片，在所述第二半导体裸片的第一侧处附接至所述第一半导体裸片的所述第二侧。

【技术特征摘要】
2013.08.29 US 14/013,1121.一种半导体封装，包括: 组块，具有第一侧，与所述第一侧相对的第二侧，以及从所述第二侧朝向所述第一侧延伸的凹陷区域，使得所述组块在所述凹陷区域中具有较薄的部分并且在所述凹陷区域之外具有较厚的部分； 第一半导体裸片，具有相对的第一侧和第二侧，所述第一半导体裸片布置在所述组块的所述凹陷区域中并且在所述第一半导体裸片的所述第一侧处附接至所述组块的所述较薄部分；以及 第二半导体裸片，在所述第二半导体裸片的第一侧处附接至所述第一半导体裸片的所述第二侧。2.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述第二半导体裸片的一部分突出在所述组块的所述较厚部分之上。3.根据权利要求2所述的半导体封装，进一步包括，电绝缘的间隔件，布置在所述组块的所述凹陷区域中并且插入在所述第一半导体裸片与所述组块的所述较薄部分之间。4.根据权利要求3所述的半导体封装，其中，在所述第二半导体裸片的所述第二侧处的端子导电地附接至在所述第一半导体裸片的所述第二侧处的端子以及附接至所述组块的所述较厚部分。5.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括，多个导电引线，其中所述第一半导体裸片具有在所述第一半导体裸片的所述第二侧的端子，所述端子并未被所述第二半导体裸片覆盖并且电连接至所述引线中的第一引线，以及其中所述第二半导体裸片具有在所述第二半导体裸片的所述第二侧处的端子，所述端子电连接至所述引线中的第二引线。6.根据权利要求5所述的半导体封装，其中，所述引线中的第三引线具有凹陷区域，使得所述第三引线在所述第三引线的凹陷区域中具有较薄部分并且在所述第三引线的凹陷区域之外具有较厚部分，其中所述第一半导体裸片部分地布置在所述组块的凹陷区域中并且部分地布置在所述第三引线的凹陷区域中，以及其中所述第一半导体裸片具有在所述第一半导体裸片的第一侧处的端子，所述端子导电地附接至所述第三引线的所述较薄部分。7.根据权利要求6所述的半导体封装，进一步包括，电绝缘的间隔件，布置在所述组块的所述凹陷区域中并且插入在所述第一半导体裸片的所述第一侧处的端子与所述组块的所述较薄部分之间。8.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述组块是引线框架的裸片焊垫。9.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括额外组块，所述额外组块与其他组块间隔开并且具有凹陷的区域，使得所述额外组块在所述额外组块的凹陷区域中具有较薄部分并且在所述额外组块的凹陷区域之外具有较厚部分，以及其中所述第一半导体裸片部分地布置在所述组块的凹陷区域中并且部分地布置在所述额外组块的凹陷区域中，使得所述第一半导体裸片跨越所述组块之间的间隙。10.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括第三半导体裸片，所述第三半导体裸片附接至所述组块的较厚部分并且与所述第一半导体裸片和所述第二半导体裸片间隔开。11.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括间隔件，所述间隔件布置在所述组块的凹陷区域中并且插入在所述第一半导体裸片和所述组块的较薄部分之间。12.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述组块的所述凹陷区域从所述组块的所述第二侧延伸至50 μ m至120 μ m的深度。13.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述第一半导体裸片是半桥电路的高侧晶体管裸片，并且所述第二半导体裸片是所述半桥电路的低侧晶体管裸片，其中所述高侧晶体管裸片具有附接至所述组块的所述较薄部分的漏极端子以及在所述高侧晶体管裸片的相对侧处的源极端子和栅极，其中所述低侧晶体管裸片具有导电地附接至所述高侧晶体管裸片的所述源极端子的漏极端子以及在所述低侧晶体管裸片的相对侧处的源极端子和栅极端子，以及其中所述低侧晶体管裸片布置在所述高侧晶体管裸片上，使得所述高侧晶体管裸片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国财，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE