带有功率转换器模块的半导体器件制造技术

本申请涉及带有功率转换器模块的半导体器件。一种半导体器件(100)包括具有功率转换器模块(116)的管芯(112)。功率转换器模块(116)包括输出端口(152)和返回端口(164)。半导体器件(100)还包括连接组件(108)，该连接组件包括被配置成耦接到印刷电路板(PCB)(104)的电路部件的焊盘。连接组件(108)还包括第一层，该第一层经图案化以包括第一迹线和第二迹线，第一迹线耦接到输出端口(152)和返回端口(164)中的一个，并且第二迹线耦接到输出端口(152)和返回端口(164)中的另一个。连接组件(108)的第二层经图案化以在第一迹线和第三层之间提供第一导通孔并且在第一迹线和第三层之间提供第二导通孔。第三层经图案化以提供第一导电路径(190)的一部分和第二导电路径(176)的一部分。(176)的一部分。(176)的一部分。

【技术实现步骤摘要】
带有功率转换器模块的半导体器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年7月24日提交的美国临时申请No.63/056,302的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。


[0003]本公开涉及半导体器件。更具体地，本公开涉及包括功率转换器模块的半导体器件。

技术介绍

[0004]在电气工程中，功率转换是将电能从一种形式转换为另一种形式的过程。功率转换器是可以转换电能的电器件。一些功率转换器将交流电(AC)转换为直流电(DC)。其它功率转换器，即DC
‑
DC功率转换器，将DC源从一个电压电平转换为另一个电压电平。
[0005]降压(buck)转换器，也称为减压(step
‑
down)转换器，是一种DC
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DC转换器，其(在增加电流的同时)从输入端口(电源)到输出端口(耦接到负载)减少电压。升压(boost)转换器，也称为增压(step
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up)转换器，是一种DC
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DC功率转换器，其(在减少电流的同时)从输入端口(电源)到输出端口(耦接到负载)增加电压。降压转换器和升压转换器都是开关模式电源的形式。
[0006]扁平无引线封装件(包括四方扁平无引线(QFN))可安装到印刷电路板(PCB)上以电连接集成电路。扁平无引线是一种表面安装技术，是将集成电路(IC)芯片连接到没有通孔的PCB表面的若干种封装技术之一。扁平无引线包括由平面铜引线框架基板制成的近芯片级塑料包封的封装件(模制)。封装件底部上的周边焊盘(焊区(land))提供与PCB的电连接。

技术实现思路

[0007]第一示例涉及包括管芯的半导体器件，该管芯包括功率转换器模块。功率转换器模块包括输出端口和返回端口。半导体器件还包括连接组件，该连接组件包括被配置成耦接到印刷电路板(PCB)的电路部件的焊盘。连接组件还包括第一层，该第一层经图案化以包括第一迹线和第二迹线，该第一迹线耦接到功率转换器模块的输出端口和返回端口中的一个，并且该第二迹线耦接到功率转换器模块的输出端口和返回端口中的另一个。连接组件还包括第二层，该第二层经图案化以在第一迹线和连接组件的第三层之间提供第一导通孔并且在第一迹线和连接组件的第三层之间提供第二导通孔。连接组件的第三层经图案化以提供第一导通孔和焊盘的第一焊盘之间的第一导电路径的一部分以及第二导通孔和焊盘的第二焊盘之间的第二导电路径的一部分。
[0008]第二示例涉及一种用于形成半导体器件的方法。该方法包括形成具有层的连接组件，该层包括分布在整个连接组件中的电介质，其中这些层在连接组件的第一迹线和焊盘的第一焊盘之间形成第一电路径并且在连接组件的第二迹线和焊盘的第二焊盘之间形成
第二电路径。该方法还包括将管芯安装到连接组件。该管芯包括功率转换器模块，该功率转换器模块在管芯表面处包括输出端口和返回端口。输出端口被配置成耦接到连接组件的第一迹线。返回端口被配置成耦接到连接组件的第二迹线。连接组件的第一电路径和第二电路径中的至少一个在正交于管芯的表面的方向上延伸一段距离，该距离大于连接组件的单层的厚度。
附图说明
[0009]图1示出了在印刷电路板(PCB)上安装有功率转换器模块的半导体器件的示例的图。
[0010]图2示出了在PCB上安装有功率转换器模块的半导体器件的示例的另一图。
[0011]图3示出了多层封装基板的视图的示例。
[0012]图4示出了在PCB上安装有功率转换器模块的半导体器件的示例的又一图。
[0013]图5示出了用于具有功率转换器模块的管芯的多层封装基板的三维(3D)模型的视图。
[0014]图6示出了用于具有功率转换器模块的管芯的多层封装基板的第一电路径和第二电路径的3D模型的视图。
[0015]图7示出了用于形成多层封装基板的方法的第一阶段。
[0016]图8示出了用于形成多层封装基板的方法的第二阶段。
[0017]图9示出了用于形成多层封装基板的方法的第三阶段。
[0018]图10示出了用于形成多层封装基板的方法的第四阶段。
[0019]图11示出了用于形成多层封装基板的方法的第五阶段。
[0020]图12示出了用于形成多层封装基板的方法的第六阶段。
[0021]图13示出了用于形成多层封装基板的方法的第七阶段。
[0022]图14示出了用于形成多层封装基板的方法的第八阶段。
[0023]图15示出了用于形成多层封装基板的方法的第九阶段。
[0024]图16示出了形成半导体器件的第一封装阶段。
[0025]图17示出了形成半导体器件的第二封装阶段。
[0026]图18示出了形成半导体器件的第三封装阶段。
[0027]图19示出了用于形成半导体器件的示例方法的流程图。
具体实施方式
[0028]本公开涉及一种半导体器件，诸如包括具有功率转换器模块的管芯的IC封装件。功率转换器模块包括输出端口和返回端口。管芯粘附到连接组件，诸如多层封装基板，其在功率转换器模块的输出端口和多层封装基板的第一焊盘之间形成第一电路径。多层封装基板还在功率转换器模块的返回端口与多层封装基板的第二焊盘之间形成第二电路径。IC芯片可以安装在印刷电路板(PCB)上，该印刷电路板在功率转换器模块的输出端口和返回端口之间完成电路路径。由功率转换器模块的输出端口和返回端口之间的电路路径限制的区域限定回路区域。回路区域越大，功率转换器模块的寄生电感就越大。因此，制造多层封装基板以缩减回路区域，进而缩减功率转换器模块的寄生电感，从而缩减由功率转换器模块
的操作引起的电磁干扰(EMI)。
[0029]为了缩减回路区域，选择第一电路径和第二电路径的几何形状。更具体地，在一个示例中，第一电路径和第二电路径线性地延伸穿过多层封装基板。在另一示例中，第一电路径线性地延伸穿过多层封装基板的两层到达多层封装基板的第三层，并且第二电路径线性地延伸穿过多层封装基板。在任一情况下，相对于限制为两层的四方扁平无引线(QFN)处理所采用的常规引线框架而言，回路区域减少。
[0030]图1示出了安装在印刷电路板(PCB)104上的半导体器件100的示例的图。半导体器件100可以被实现为例如集成电路(IC)封装件。半导体器件100包括多层封装基板108(图中标记为MPS)，诸如多层封装基板QFN。此外，半导体器件100的管芯112安装在多层封装基板108上并且包封在模制件110(例如塑料)中。在提供的示例中，多层封装基板108被用作一种类型的连接组件，用于将管芯112连接到PCB 104。在其它示例中，其它类型的连接组件可用于代替多层封装基板108。
[0031]管芯112包括用于实现电操作的模块。特别地，管芯112包括功率转换器模块116。作为一个示例，功率转换器模块116是AC
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DC转换器。作为另一个示例，功率转换器模块116本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其包括：管芯，其包括功率转换器模块，其中所述功率转换器模块包括输出端口和返回端口；连接组件，其包括：焊盘，其被配置成耦接到印刷电路板即PCB的电路部件；第一层，其经图案化以包括第一迹线和第二迹线，所述第一迹线耦接到所述功率转换器模块的所述输出端口和所述返回端口中的一个，并且所述第二迹线耦接到所述功率转换器模块的所述输出端口和所述返回端口中的另一个；第二层，其经图案化以在所述第一迹线和所述连接组件的第三层之间提供第一导通孔，并且在所述第一迹线和所述连接组件的所述第三层之间提供第二导通孔；以及所述连接组件的所述第三层，其经图案化以提供所述第一导通孔和所述焊盘的第一焊盘之间的第一导电路径的一部分以及所述第二导通孔和所述焊盘的第二焊盘之间的第二导电路径的一部分。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述PCB在所述焊盘的所述第一焊盘和所述焊盘的所述第二焊盘之间提供第三导电路径，所述第三导电路径完成所述功率转换器模块的所述输出端口和所述返回端口之间的电路路径，并且由所述功率转换器模块的所述输出端口和所述返回端口之间的所述电路路径限制的区域限定所述功率转换器模块的回路区域。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述连接组件的所述第一导电路径和所述第二导电路径是平行路径。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述管芯包括表面并且所述功率转换器模块的所述输出端口和所述返回端口位于所述管芯的所述表面上并且所述第一导电路径和所述第二导电路径在正交于所述管芯的所述表面的方向上延伸。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述焊盘的所述第一焊盘和所述焊盘的所述第二焊盘与所述连接组件的周边间隔开。6.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述第一焊盘从与所述连接组件的周边间隔开的区域延伸到所述连接组件的所述周边。7.根据权利要求4所述的半导体器件，其中在所述连接组件的所述第一层的所述第一迹线和所述焊盘的所述第一焊盘之间形成的第一电路径以及在所述连接组件的所述第一层的所述第二迹线和所述焊盘的所述第二焊盘之间形成的第二电路径基本上是线性的。8.根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述管芯包括表面，并且所述功率转换器模块的所述输出端口和所述返回端口位于所述管芯的所述表面上，并且所述第一导电路径在平行于所述管芯的所述表面的方向上延伸，并且所述第二导电路径在正交于所述管芯的所述表面的方向上延伸。9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述连接组件的所述第一层和所述连接组件的所述第二层具有的组合厚度大于包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：