双侧冷却集成功率装置封装和模块及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及双侧冷却集成功率装置封装和模块及其制造方法。本发明专利技术提供一种集成功率装置模块，其具有：引线框架结构，其具有第一和第二分隔垫以及位于所述第一与第二垫之间的一个或一个以上共同源极‑漏极引线；第一和第二晶体管，其分别以倒装芯片形式附接到所述第一和第二垫，其中所述第二晶体管的源极电连接到所述一个或一个以上共同源极‑漏极引线；以及第一线夹，其附接到所述第一晶体管的漏极且电连接到所述一个或一个以上共同源极‑漏极引线。在另一实施例中，本发明专利技术提供一种部分包封的功率四面扁平无引线封装，其具有：暴露的顶部热漏极线夹，其大体上垂直于所述折叠支柱暴露的顶部热漏极线夹；以及暴露的热源极垫。

【技术实现步骤摘要】
双侧冷却集成功率装置封装和模块及其制造方法分案申请的相关信息本申请是国际申请号为PCT/US2008/070611、申请日为2008年7月21日、专利技术名称为“双侧冷却集成功率装置封装和模块及其制造方法”的PCT申请进入中国国家阶段后申请号为200880016686.6的中国专利技术专利申请的分案申请。相关申请案的交叉参考本申请案主张2007年7月27日申请的第11/829,793号美国专利申请案的优先权。
本专利技术大体上涉及半导体装置的封装，且更特定来说，涉及双侧冷却集成功率装置模块及其制造方法。
技术介绍
具有短引线的用于半导体的小封装对于形成紧凑的电子电路来说是合意的。然而，此类小封装在从电子电路中所使用的经封装功率装置耗散热量的方面产生问题。在许多情况下，仅引线的热量耗散能力不足以提供功率装置的可靠操作。在过去，已将散热片附接到此类装置以帮助耗散热量。形成紧凑电路的另一因素是在常规封装中需用于线接合的空间量。因此，将需要提供一种用于功率装置的封装，其有效地耗散热量，同时最小化电路板上用于所述封装的区域量。在此类电路中发现作为同步降压转换器的具有共同高电流输入或输出端子的两个功率装置的布置。同步降压转换器通常用作用于手机、便携式计算机、数码相机、路由器或其它便携式电子装置的电源。同步降压转换器将DC电压电平移位以便将功率提供给可编程栅格阵列集成电路、微处理器、数字信号处理集成电路和其它电路，同时稳定电池输出、过滤噪声并减少波动。这些装置还用于在广泛范围的数据通信、电信、负载点和计算应用中提供高电流多相功率。图1展示典型的同步降压转换器10的框图。所述转换器具有由脉宽调制(PWM)IC16驱动的高侧FET12和低侧FET14。Q1和Q2装置12、14可被配置成离散装置，其需要最佳布局以减少由印刷电路板(PCB)上的高侧FET12的源极到低侧FET14的漏极的连接引起的寄生电阻18和电感20。专利技术人为久石(Joshi)等人的2005年12月29日公开的第2005/0285238Al号美国专利申请公开案揭示一种集成晶体管模块，其包含界定低侧焊盘和高侧焊盘的引线框架结构。低侧晶体管安装在低侧焊盘上，其中其漏极电连接到低侧焊盘。高侧晶体管安装在高侧焊盘上，其中其源极电连接到高侧焊盘。引线框架结构的台阶部分电连接低侧焊盘和高侧焊盘，且因此还连接低侧晶体管的漏极与高侧晶体管的源极。虽然后者公开的专利公开案的集成晶体管模块对于既定的应用是有用的，但模块占地面积却不是业界中常见的占地面积。因此，需要一种改进的集成功率装置模块，其可用于例如同步降压转换器电路等电路中，所述电路提供对这些问题的解决方案。
技术实现思路
根据本专利技术，提供对这些问题的解决方案。根据本专利技术的特征，提供一种集成功率装置模块，其包括：引线框架结构，其具有第一和第二分隔垫以及位于所述第一与第二垫之间的一个或一个以上共同源极-漏极引线；第一和第二晶体管，其分别以倒装芯片形式附接到所述第一和第二垫，其中所述第二晶体管的源极电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；以及第一线夹，其附接到所述第一晶体管的漏极且电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线。根据本专利技术的另一特征，提供一种集成功率装置模块，其包括：引线框架结构，其具有第一和第二分隔垫、位于所述第一与第二垫之间的一个或一个以上共同源极-漏极引线以及位于所述第二垫的外侧上的一个或一个以上漏极引线；第一和第二晶体管，其分别以倒装芯片形式附接到所述第一和第二垫，其中所述第二晶体管的源极电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；第一线夹，其附接到所述第一晶体管的漏极且电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；第二线夹，其附接到所述第二晶体管的漏极且电连接到位于所述第二垫的外侧上的所述一个或一个以上漏极引线；以及模制材料，其包封所述引线框架结构、所述晶体管和所述线夹以形成所述模块。根据本专利技术的再一特征，提供一种制造集成功率装置模块的方法，其包括：提供引线框架结构，其具有第一和第二分隔垫、位于所述垫之间的一个或一个以上共同源极-漏极引线以及位于所述第二垫的外侧上的一个或一个以上漏极引线；分别将第一和第二晶体管以倒装芯片形式附接到所述第一和第二垫，其中所述第二晶体管的源极电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；将第一线夹附接到所述第一晶体管的漏极，且将所述第一线夹电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；将第二线夹附接到所述第二晶体管的漏极，且将所述第二线夹电连接到位于所述第二垫的外侧上的所述一个或一个以上漏极引线；以及用模制材料包封所述引线框架结构、所述晶体管和所述线夹以形成所述模块。根据本专利技术的又一特征，提供一种部分包封的半导体封装，其具有：暴露的顶部热线夹，其具有大体上垂直于所述热线夹的暴露顶部部分的多个折叠弯曲部分；以及暴露的热引线框架结构垫。根据本专利技术的再一特征，提供一种通过以下操作来制造部分包封的半导体封装的方法：提供共面引线框架结构，其具有三个单独区段：控制区段、第一高电流区段和第二高电流区段；将半导体装置附接到所述控制区段和所述第一电流区段两者；将线夹附接到所述半导体装置的与引线框架结构相对的侧，所述线夹具有多个弯曲部分，所述多个弯曲部分附接到所述第二电流区段；以及用模制材料部分包封所述引线框架结构、所述半导体装置和所述线夹以形成所述封装。附图说明从结合附图所作的以下更详细描述中大体上将更好地理解前述和其它特征、特性、优点和本专利技术，附图中：图1是典型同步降压转换器电路的示意图。图2A是根据本专利技术的一个实施例的用于形成双侧冷却集成功率装置模块的类型的两个引线框架结构的平面图；图2B是根据本专利技术的一个实施例的图2A中所示的引线框架结构的平面图，其中晶体管裸片接合到所述引线框架结构；图2C是根据本专利技术的一个实施例的图2A的引线框架结构的平面图，其中两个冷却线夹附接到图2A中所示的引线框架结构和图2B中所示的晶体管裸片；图3A、3B和3C是图2C中所示的结构在所述结构已被部分包装在包封材料中之后的相应俯视平面图、横截面侧视图和仰视平面图；图4A是根据本专利技术的另一实施例的双侧冷却集成功率装置模块的仰视平面图；图4B是图4A中所示的模块的一个实施例的横截面侧视图；图4C是图4A中所示的模块的另一实施例的横截面侧视图；图5是根据本专利技术的又一实施例的带引线的双侧冷却集成功率装置模块的横截面侧视图；图6A和图6B是根据本专利技术的再一实施例的用以形成双侧冷却集成功率装置模块的对图4C中所示的模块的修改的横截面侧视图；图7A、7B和7C是根据本专利技术的又一实施例的具有用于驱动两个功率装置的控制IC的双侧冷却集成功率装置模块的相应俯视平面图、部分横截面俯视图和仰视平面图；图8A是金属板的俯视图，其展示供在本专利技术的实施例中的一者中使用的将要从金属框架冲压的四个线夹的轮廓；图8B是所述线夹中的两者在其已从图8A中所示的金属板冲压出且形成为图3B中所使用的线夹之后的侧视图；图9A是多个部分包封的模块的块料模具的俯视平面图；图9B是图9A中所示的一种类型的经包封模块在其已被单一化之后的仰视图；图10是根据本专利技术的另一实施例的功率半导体封装的等距部分截面图；图11是不具有包封材料的图10中所示的功率半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成功率装置模块，其包括：平面引线框架，其具有第一和第二分隔垫以及位于所述第一与第二分隔垫之间的一个或一个以上共同源极‑漏极引线；第一和第二晶体管，每个具有源极电极，栅极电极和漏极电极，其分别以倒装芯片形式附接到所述第一和第二分隔垫，其中所述第二晶体管的源极电极电连接到所述一个或一个以上共同源极‑漏极引线；以及第一线夹，其具有平面部件和多个向下延伸的引线，所述引线附接到所述第一晶体管的漏极电极且电连接到所述一个或一个以上共同源极‑漏极引线；其中所述平面引线框架，所述第一和第二晶体管和所述第一线夹部分地包封在模制材料中，其中所述第一和第二分隔垫的每个的底部表面和所述第一线夹的所述平面部件的一部分被暴露以提供所述模块的双侧冷却。

【技术特征摘要】
2007.07.27 US 11/829,7931.一种集成功率装置模块，其包括：平面引线框架，其具有第一和第二分隔垫以及位于所述第一与第二分隔垫之间的一个或一个以上共同源极-漏极引线；第一和第二晶体管，每个具有源极电极，栅极电极和漏极电极，其分别以倒装芯片形式附接到所述第一和第二分隔垫，其中所述第二晶体管的源极电极电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；以及第一线夹，其具有平面部件和多个向下延伸的引线，所述引线附接到所述第一晶体管的漏极电极且电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；其中所述平面引线框架，所述第一和第二晶体管和所述第一线夹部分地包封在模制材料中，其中所述第一和第二分隔垫的每个的底部表面和所述第一线夹的所述平面部件的一部分被暴露以提供所述模块的双侧冷却。2.根据权利要求1所述的模块，其中所述第一和第二晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管。3.根据权利要求1所述的模块，其中所述第一和第二晶体管分别是高侧和低侧功率晶体管，其为降压转换器的组件。4.根据权利要求1所述的模块，其中所述平面引线框架包含位于所述第二分隔垫的外侧上的一个或一个以上漏极引线，且所述模块包含附接到所述第二晶体管的漏极且电连接到位于所述第二分隔垫的外侧上的所述一个或一个以上漏极引线的第二线夹。5.根据权利要求1所述的模块，其中所述平面引线框架、所述第一和第二晶体管和所述第一线夹部分地包封在模制材料中，其中所述平面引线框架的所述第一和第二分隔垫和所述第一线夹被暴露以提供所述模块的双侧冷却。6.一种集成功率装置模块，其包括：平面引线框架，其具有第一和第二分隔垫、位于所述第一与第二分隔垫之间的一个或一个以上共同源极-漏极引线以及位于所述第二分隔垫的外侧上的一个或一个以上漏极引线；第一和第二晶体管，其分别以倒装芯片形式附接到所述第一和第二分隔垫的顶部表面，其中所述第二晶体管的源极电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；第一线夹，其具有平面部件和多个向下延伸的引线，所述引线附接到所述第一晶体管的所述漏极且电连接到所述一个或一个以上共同源极-漏极引线；第二线夹，其附接到所述第二晶体管的漏极且电连接到位于所述第二分隔垫的外侧上的所述一个或一个以上漏极引线；以及模制材料，其部分地包封所述平面引线框架、所述第一和第二晶体管和所述第一和第二线夹以形成所述模块，其中所述第一和第二分隔垫的每个的所述底部表面和所述第一线夹的所述平面部件的一部分被暴露以提供所述模块的双侧冷却。7.根据权利要求6所述的模块，其中所述第一和第二晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管。8.根据权利要求6所述的模块，其中所述第一和第二晶体管分别是高侧和低侧功率晶体管，其为降压转换器的组件。9.根据权利要求6所述的模块，其中所述一个或一个以上共同源极-漏极引线经配置以被切割，使得可形成两个个别单一晶体管封装。10.根据权利要求6所述的模块，其中所述平面引线框架具有位于所述第一与第二分隔垫之间的栅极引线，且其中所述第一线夹未电附接到所述栅极引线。11.根据权利要求6所述的模块，其中所述第二线夹具有平面部件和多个向下延伸的引线，所述引线电连接到所述平面引线框架的位于所述第二分隔垫的外侧上的所述一个或一个以上漏极引线。12.根据权利要求11所述的模块，其中所述平面引线框架具有位于所述第一与第二分隔垫之间的栅极引线，且其中所述第一线夹不具有将要电连接到所述栅极引线的向下延伸的引线。13.根据权利要求6所述的模块，其中所述平面引线框架经配置以具有带引线的占地面积，其可通过切除所述模块的引线部分而转换为无引线的模块。14.根据权利要求6所述的模块，其中所述共同源极漏极引线被部分切断以断开所述连接，且其中共同散热片附接到所述第一和第二线夹并连接所述第一和第二线夹。15.根据权利要求6所述的模块，其包含附...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·A·诺奎尔，鲁宾·马德里，
申请(专利权)人：飞兆半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US