功率器件及制备方法技术

本发明专利技术涉及到一种可实现电压切换的电源管理装置，尤其是涉及到低端MOSFET晶片和高端MOSFET晶片并集成控制IC的电压转换装置及其制备方法。一个第一晶片倒装在第一安装区域，第一晶片正面的金属衬垫与位于第一安装区域的焊盘对接；一个第二晶片倒装在第二安装区域，第二晶片正面的金属衬垫与位于第二安装区域的焊盘对接；一个导电结构连接在结合垫和第一晶片背面的金属层之间，一个塑封体覆盖在基板正面，将第一、第二晶片和导电结构包覆在内。

Power device and method for making same

The invention relates to a power management device capable of realizing voltage switching, in particular to a voltage conversion device relating to a low end MOSFET chip and a high-end MOSFET chip, and an integrated control IC, and a method for making the same. A first wafer flip in the first installation area, docking pad metal gasket first wafer positive and located in the first installation area; a second chip flip installation area in second, docking metal gasket positive second chip and is located in the second installation area pad; a conductive connection structure between the metal layer and the bonding pad the first wafer backside, a plastic cover body in the front side of the base plate, the coated wafer and the first and second conductive structure.

【技术实现步骤摘要】
功率器件及制备方法
本专利技术涉及到一种可实现电压切换的电源管理装置，尤其是涉及到低端MOSFET晶片和高端MOSFET晶片并集成控制IC的电压转换装置及其制备方法。
技术介绍
在DC-DC之类的电压转换器中，工作态的MOSFET的功耗比较大，要求MOSFET晶片的源极端或漏极能具有较好的热量消散效果，通常会使得部分引线框架裸露至塑封体之外。如在公开号为CN20131342773的中国专利申请中(参见图6)，高端MOSFET11和低端MOSFET13集成于DC-DC变换器10，该变换器10还包含有控制芯片12，控制芯片12输出PWM或PFM信号至MOSFET11和13并接收它们的反馈信号，该结构中设置MOSFET11和13的一部分电极垫与控制芯片12的I/O金属衬垫由多条引线实施电性连接。MOSFET11和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金属基座22上，金属基座21和23各自的底面会裸露在图中未示意出的塑封体的外部，用作与外部电路进行电性接触的信号端口和散热的主要途径。较为明显的弊端是，因为金属基座21～23自身占有较大的面积，不仅导致成本不菲而且无法顺应市场对功率器件的轻巧化的主流要求。此外公开的美国专利申请US2012061813A1也公开了用于功率转换的DC-DC电压转换器，其并排的高端和低端MOSFET位于基座上，而将控制芯片的器件完全叠加至高端和低端MOSFET晶片上方，这就要求下方的高端和低端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，其引起另一个不良后果是高端和低端MOSFET晶片在各自上方一侧的散热途径被控制芯片完全隔断。正是基于以上问题的考虑，本申请提出了后续的各种实施方式。
技术实现思路
本专利技术揭露的一种功率器件包括：一个基板及定义在其正面的第一和第二安装区域，其中在该基板的正面设置有一个结合垫及在该基板的背面设置有一个第一金属焊垫和多个引脚垫，并且还在基板上设置有多条布线以及有贯穿基板的多个互连结构；布局在第一安装区域的一部分焊盘和布局在第二安装区域的一部分焊盘通过布线连接，第一安装区域的一部分焊盘通过互连结构连接到第一金属焊垫上，第二安装区域的一部分焊盘通过布线和互连结构连接到引脚垫上；一个倒装在第一安装区域的第一晶片，第一晶片正面的金属衬垫与位于第一安装区域的焊盘对接；一个倒装在第二安装区域的第二晶片，第二晶片正面的金属衬垫与位于第二安装区域的焊盘对接；还包括连接在结合垫和第一晶片背面的金属层之间的一个导电结构，以及覆盖在基板正面的一个将第一、第二晶片和导电结构包覆在内的塑封体。上述的功率器件，第一安装区域布局有第一、第二套焊盘，第二安装区域布局有第三至第六套焊盘；其中第三套焊盘中的一部分焊盘与第一套焊盘中一个或多个焊盘电连接，第三套焊盘中还有一部分焊盘与第二套焊盘中一个或多个焊盘电连接；第四套焊盘中一个或多个焊盘通过布线和埋设在基板内的互连结构一对一地电连接到一个或多个引脚垫上；第五套焊盘中的每一个焊盘都通过基板上的布线与结合垫电连接，并且结合垫经由埋设在基板内的互连结构电连接到一个或多个引脚垫；以及第六套焊盘中的每一个或多个焊盘都通过基板上的布线和设在基板内的互连结构一对一地电连接到一个或多个引脚垫。上述的功率器件，在该基板的背面还设置有一个第二金属焊垫，第五套焊盘中的一个或多个焊盘通过互连结构连接到第二金属焊垫上。上述的功率器件，在该基板的背面还设置有一个第二金属焊垫，第六套焊盘中的一个或多个焊盘通过互连结构连接到第二金属焊垫上。上述的功率器件，其中第一晶片正面的一个第一金属衬垫对应焊接到第一套焊盘中的一个或多个焊盘上，而且第一晶片正面的一个第二金属衬垫对应焊接到第二套焊盘中的一个或多个焊盘上。上述的功率器件，第二晶片正面的一个或多个第三金属衬垫一对一地对应焊接到第五套焊盘中的一个或多个焊盘上，第二晶片正面的一个或多个第四金属衬垫一对一地对应焊接到第六套焊盘中的一个或多个焊盘上；以及第二晶片正面的多个第五金属衬垫一对一地焊接到第三和第四套焊盘中的多个焊盘上。上述的功率器件，第一晶片包括一个第一MOSFET，其第一金属衬垫为第一MOSFET的栅极，第二金属衬垫为第一MOSFET的源极，第一晶片背面的金属层为第一MOSFET的漏极。上述的功率器件，第二晶片集成有一个控制电路和一个第二MOSFET，第三金属衬垫为第二MOSFET的源极，第四金属衬垫为第二MOSFET的漏极，第五金属衬垫为控制电路的输入或输出端子。本专利技术还提供了一种功率器件的制备方法，包括以下步骤：提供一个基板，在其正面定义第一和第二安装区域，该基板的正面设置有一个结合垫及在该基板的背面设置有一个第一金属焊垫和多个引脚垫，并且还在基板上设置有多条布线以及有贯穿基板的多个互连结构；将一个第一晶片倒装安装到第一安装区域，第一晶片正面的金属衬垫与位于第一安装区域的焊盘对接；将一个第二晶片倒装安装到第二安装区域，第二晶片正面的金属衬垫与位于第二安装区域的焊盘对接；在结合垫和第一晶片背面的金属层之间安装一个或多个导电结构；形成一个覆盖在基板正面的塑封体，塑封体将第一、第二晶片和导电结构包覆在内；其中布局在第一安装区域的一部分焊盘和布局在第二安装区域的一部分焊盘通过布线连接，第一安装区域的一部分焊盘通过互连结构连接到第一金属焊垫上，第二安装区域的一部分焊盘通过布线和互连结构连接到引脚垫上。上述的方法，第一安装区域布局有第一、第二套焊盘，第二安装区域布局有第三至第六套焊盘；其中第三套焊盘中的一部分焊盘与第一套焊盘中一个或多个焊盘电连接，第三套焊盘中还有一部分焊盘与第二套焊盘中一个或多个焊盘电连接；第四套焊盘中一个或多个焊盘通过布线和埋设在基板内的互连结构一对一地电连接到一个或多个引脚垫上；第五套焊盘中的每一个焊盘都通过基板上的布线与结合垫电连接，并且结合垫经由埋设在基板内的互连结构电连接到一个或多个引脚垫；以及第六套焊盘中的每一个或多个焊盘都通过基板上的布线和设在基板内的互连结构一对一地电连接到一个或多个引脚垫。上述的方法，在该基板的背面还设置有一个第二金属焊垫，第五焊盘中的一个或多个焊盘通过互连结构连接到第二金属焊垫上。上述的方法，在该基板的背面还设置有一个第二金属焊垫，第六焊盘中的一个或多个焊盘通过互连结构连接到第二金属焊垫上。上述的方法，其中第一晶片正面的一个第一金属衬垫对应焊接到第一套焊盘中的一个或多个焊盘上，其中第一晶片正面的一个第二金属衬垫对应焊接到第二套焊盘中的一个或多个焊盘上。上述的方法，第二晶片正面的一个或多个第三金属衬垫一对一地对应焊接到第四套焊盘中的一个或多个焊盘上，第二晶片正面的一个或多个第四金属衬垫一对一地对应焊接到第六套焊盘中的一个或多个焊盘上；以及第二晶片正面的多个第五金属衬垫一对一地焊接到第三和第四套焊盘中的多个焊盘上。本专利技术提供了一种功率器件包括：一个基板及定义在其正面的第一至第三安装区域，其中在该基板的正面设置有一个结合垫及在该基板的背面设置有一个第一金属焊垫和多个引脚垫，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率器件，其特征在于，包括：一个基板及定义在其正面的第一和第二安装区域，其中在该基板的正面设置有一个结合垫及在该基板的背面设置有一个第一金属焊垫和多个引脚垫，并且还在基板上设置有多条布线以及有贯穿基板的多个互连结构；布局在第一安装区域的一部分焊盘和布局在第二安装区域的一部分焊盘通过布线连接，第一安装区域的一部分焊盘通过互连结构连接到第一金属焊垫上，第二安装区域的一部分焊盘通过布线和互连结构连接到引脚垫上；一个倒装在第一安装区域的第一晶片，第一晶片正面的金属衬垫与位于第一安装区域的焊盘对接；一个倒装在第二安装区域的第二晶片，第二晶片正面的金属衬垫与位于第二安装区域的焊盘对接；连接在结合垫和第一晶片背面的金属层之间的导电结构，以及覆盖在基板正面的一个将第一、第二晶片和导电结构包覆在内的塑封体。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：一个基板及定义在其正面的第一和第二安装区域，其中在该基板的正面设置有一个结合垫及在该基板的背面设置有一个第一金属焊垫和多个引脚垫，并且还在基板上设置有多条布线以及有贯穿基板的多个互连结构；布局在第一安装区域的一部分焊盘和布局在第二安装区域的一部分焊盘通过布线连接，第一安装区域的一部分焊盘通过互连结构连接到第一金属焊垫上，第二安装区域的一部分焊盘通过布线和互连结构连接到引脚垫上；一个倒装在第一安装区域的第一晶片，第一晶片正面的金属衬垫与位于第一安装区域的焊盘对接；一个倒装在第二安装区域的第二晶片，第二晶片正面的金属衬垫与位于第二安装区域的焊盘对接；连接在结合垫和第一晶片背面的金属层之间的导电结构，以及覆盖在基板正面的一个将第一、第二晶片和导电结构包覆在内的塑封体。2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，第一安装区域布局有第一、第二套焊盘，第二安装区域布局有第三至第六套焊盘；其中第三套焊盘中的一部分焊盘与第一套焊盘中一个或多个焊盘电连接，第三套焊盘中还有一部分焊盘与第二套焊盘中一个或多个焊盘电连接；第四套焊盘中一个或多个焊盘通过布线和埋设在基板内的互连结构一对一地电连接到一个或多个引脚垫上；第五套焊盘中的每一个焊盘都通过基板上的布线与结合垫电连接，并且结合垫经由埋设在基板内的互连结构电连接到一个或多个引脚垫；以及第六套焊盘中的每一个或多个焊盘都通过基板上的布线和设在基板内的互连结构一对一地电连接到一个或多个引脚垫。3.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，在该基板的背面还设置有一个第二金属焊垫，第五套焊盘中的一个或多个焊盘通过互连结构连接到第二金属焊垫上。4.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，在该基板的背面还设置有一个第二金属焊垫，第六套焊盘中的一个或多个焊盘通过互连结构连接到第二金属焊垫上。5.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，第一晶片正面的一个第一金属衬垫对应焊接到第一套焊盘中的一个或多个焊盘上，第一晶片正面的一个第二金属衬垫对应焊接到第二套焊盘中的一个或多个焊盘上。6.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，第二晶片正面的一个或多个第三金属衬垫一对一地对应焊接到第五套焊盘中的一个或多个焊盘上，第二晶片正面的一个或多个第四金属衬垫一对一地对应焊接到第六套焊盘中的一个或多个焊盘上；以及第二晶片正面的多个第五金属衬垫一对一地焊接到第三和第四套焊盘中的多个焊盘上。7.根据权利要求5所述的功率器件，其特征在于，第一晶片包括一个第一MOSFET，其第一金属衬垫为第一MOSFET的栅极，第二金属衬垫为第一MOSFET的源极，第一晶片背面的金属层为第一MOSFET的漏极。8.根据权利要求6所述的功率器件，其特征在于，第二晶片集成有一个控制电路和一个第二MOSFET，第三金属衬垫为第二MOSFET的源极，第四金属衬垫为第二MOSFET的漏极，第五金属衬垫为控制电路的输入或输出端子。9.一种功率器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一个基板，在其正面定义第一和第二安装区域，该基板的正面设置有一个结合垫及在该基板的背面设置有一个第一金属焊垫和多个引脚垫，并且还在基板上设置有多条布线以及有贯穿基板的多个互连结构；将一个第一晶片倒装安装到第一安装区域，第一晶片正面的金属衬垫与位于第一安装区域的焊盘对接；将一个第二晶片倒装安装到第二安装区域，第二晶片正面的金属衬垫与位于第二安装区域的焊盘对接；在结合垫和第一晶片背面的金属层之间安装一个或多个导电结构；形成一个覆盖在基板正面的塑封体，塑封体将第一、第二晶片和导电结构包覆在内；其中布局在第一安装区域的一部分焊盘和布局在第二安装区域的一部分焊盘通过布线连接，第一安装区域的一部分焊盘通过互连结构连接到第一金属焊垫上，第二安装区域的一部分焊盘通过布线和互连结构连接到引脚垫上。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第一安装区域布局有第一、第二套焊盘，第二安装区域布局有第三至第六套焊盘；其中第三套焊盘中的一部分焊盘与第一套焊盘中一个或多个焊盘电连接，第三套焊盘中还有一部分焊盘与第二套焊盘中一个或多个焊盘电连接；第四套焊盘中一个或多个焊盘通过布线和埋设在基板内的互连结构一对一地电连接到一个或多个引脚垫上；第五套焊盘中的每一个焊盘都通过基板上的布线与结合垫电连接，并且结合垫经由埋设在基板内的互连结构电连接到一个或多个引脚垫；以及第六套焊盘中的每一个或多个焊盘都通过基板上的布线和设在基板内的互连结构一对一地电连接到一个或多个引脚垫。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在该基板的背面还设置有一个第二金属焊垫，第五焊盘中的一个或多个焊盘通过互连结构连接到第二金属焊垫上。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在该基板的背面还设置有一个第二金属焊垫，第六焊盘中的一个或多个焊盘通过互连结构连接到第二金属焊垫上。13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，第一晶片正面的一个第一金属衬垫对应焊接到第一套焊盘中的一个或多个焊盘上，第一晶片正面的一个第二金属衬垫对应焊接到第二套焊盘中的一个或多个焊盘上。14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，第二晶片正面的一个或多个第三金属衬垫一对一地对应焊接到第四套焊盘中的一个或多个焊盘上，第二晶片正面的一个或多个第四金属衬垫一对一地对应焊接到第六套焊盘中的一个或多个焊盘上；以及第二晶片正面的多个第五金属衬垫一对一地焊接到第三和第四套焊盘中的多个焊盘上。15.一种功率器件，其特征在于，包括：一个基板及定义在其正面的第一至第三安装区域，其中在该基板的正面设置有一个结合垫及在该基板的背面设置有一个第一金属焊垫和多个引脚垫，并且还在基板上设置有多条布线以及有贯穿基板的多个互连结构；布局在第一安装区域的一部分焊盘和布局在第二安装区域的一部分焊盘通过布线连接，第一安装区域的一部分焊盘通过互连结构连接到第一金属焊垫上；第二安装区域的一部分焊盘通过布线和互连结构连接到引脚垫上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓天，雪克·玛力卡勒强斯瓦密，牛志强，胡照群，何约瑟，
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