具有双侧冷却的功率模块封装制造技术

本发明专利技术涉及具有双侧冷却的功率模块封装。多芯片封装包含安装在第一引线框(310)上的第一半导体装置(301)，其中所述第一半导体装置的主要产热表面朝向所述第一引线框的散热区域(312)定向且接触所述散热区域(312)。第二半导体装置(302)被安装于第二引线框(320)上，其中所述第二半导体装置的主要产热表面朝向所述第二引线框的散热区域(322)定向且接触所述散热区域(322)。散热区域(322)。散热区域(322)。

【技术实现步骤摘要】
具有双侧冷却的功率模块封装
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本申请是分案申请。本申请的母案为申请号“201710069208.2”、申请日为2017年2月8日且专利技术名称为“具有双侧冷却的功率模块封装”的中国专利技术专利申请。上述申请要求了申请日为2016年2月25日的美国专利申请“15/054,117”的优先权。


[0003]本专利技术涉及损耗大量功率的集成电路的紧凑封装，且特定来说，涉及多功能装置。

技术介绍

[0004]一些集成电路具有无引线封装，例如将集成电路物理且电耦合到印刷电路板的四方扁平无引线(QFN)及双扁平无引线(DFN)装置。扁平无引线装置(也被称为微引线框(MLF)及小轮廓无引线(SON)装置)是基于将集成电路连接到印刷电路板的表面而无需印刷电路板中的穿孔的表面安装技术。在一些实例中，扁平无引线封装是通常使用平面铜引线框衬底制造的准芯片级塑料囊封封装。封装上的周边凸面(land)提供与印刷电路板的电耦合。所述凸面用作接触件且可被称为集成电路内部的引线；然而，引线并未延伸超过集成电路封装的边界。
[0005]一些集成电路及其它电子装置具有耦合到所述电路及装置内的电子组件的导电夹片。所述夹片可处于一个平面上，且所述电路及装置的引线或接触件可处于第二平面上。夹片被焊接到引线或以其它方式被电及/或机械接合到引线。

技术实现思路

[0006]本专利技术中描述的标的物的一个新颖方面可被实施于一种多芯片封装中，所述多芯片封装包括：第一半导体装置，其被安装于第一引线框上，其中所述第一半导体装置的主要产热表面朝向所述第一引线框的散热区域定向且接触所述散热区域；第二半导体装置，其被安装于第二引线框上，其中所述第二半导体装置的主要产热表面朝向所述第二引线框的散热区域定向且接触所述散热区域；其中所述第一引线框是与突出接触区域共面的经蚀刻的引线框，且所述第二引线框是与接触所述第一引线框上的对应突出接触区域的突出接触区域共面的经蚀刻的引线框；且其中所述第一引线框的所述散热区域的表面被暴露于所述多芯片封装的第一侧上，且所述第二引线框的所述散热区域的表面被暴露于所述多芯片封装的与所述第一侧相对的第二侧上。
[0007]本专利技术中描述的标的物的另一新颖方面可被实施于一种用于制造多芯片封装的方法中，所述方法包括：通过蚀刻导电材料片材制造具有散热区域的上引线框及具有散热区域的下引线框；将第一芯片的第一侧附接到所述下引线框的所述散热区域；将第二芯片的第一侧附接到所述上引线框的所述散热区域；将所述上引线框叠加于所述下引线框上方，使得所述第一芯片的第二侧被附接到所述第二引线框的所述散热区域且所述第二芯片的第二侧被附接到所述第一引线框的所述散热区域以形成组合件；及使用模制化合物囊封
所述组合件，使得所述上引线框的所述散热区域的表面及所述下引线框的所述散热区域的表面被暴露。
[0008]本专利技术中描述的标的物的另一新颖方面可被实施于一种多芯片封装中，其包括：第一半导体装置，其被安装于第一引线框上，其中所述第一半导体装置的漏极区域朝向所述第一引线框的散热区域定向且接触所述散热区域，且其中所述第一半导体装置的源极区域朝向第二引线框定向且接触所述第二引线框；第二半导体装置，其被安装于所述第二引线框上，其中所述第二半导体装置的漏极区域朝向所述第二引线框的散热区域定向且接触所述散热区域，且其中所述第二半导体装置的源极区域朝向所述第一引线框定向且接触所述第一引线框；且其中所述第一引线框的所述散热区域的表面被暴露于所述多芯片封装的第一侧，且所述第二引线框的所述散热区域的表面被暴露于所述多芯片封装的与所述第一侧相对的第二侧。
附图说明
[0009]现将仅通过实例且参考附图描述根据本专利技术的特定实施例：
[0010]图1是示范性场效应晶体管(FET)单元的横截面图；
[0011]图2是可包含若干FET单元的示范性功率装置的3D视图；
[0012]图3到4是包含经安装以允许双侧冷却的两个功率装置的示范性封装的侧视图；
[0013]图5是图3到4的封装的俯视图；
[0014]图6是经完整模制的封装的3D视图；
[0015]图7到9说明用于制造具有双侧冷却的封装的过程；及
[0016]图10是具有双侧冷却的封装的另一实施例的侧视图。
[0017]从附图及以下详细描述将明白本实施例的其它特征。
具体实施方式
[0018]现将参考附图详细描述本专利技术的特定实施例。为了一致性，由相同参考数字标示各个图中的相同元件。在本专利技术的实施例的以下详细描述中，陈述若干特定细节以便提供对本专利技术的更透彻理解。然而，所属领域的一般技术人员将明白本专利技术可在没有这些特定细节的情况下实践。在其它实例中，尚未详细描述的众所周知的特征以避免不必要地使描述复杂化。
[0019]功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)可在高电流应用(例如，汽车、住宅、工业等等)中用作开关。在许多应用中，可能需要高侧开关与低侧开关两者来控制共同装置，例如发动机或其它类型的制动器。在这些应用中，可通过将两个功率MOSFET及某种控制逻辑封装于单个小形状因子封装中来提供具有成本效益的解决方案。本专利技术的实施例提供小形状因子封装，其从封装的顶表面及底表面有效地消散由两个功率MOSFET产生的热量，如下文将更详细描述。
[0020]图1是示范性功率MOSFET单元100的横截面图。功率MOSFET的一般操作是众所周知的；参见(例如)“功率MOSFET(Power MOSFET)”(2015年12月29日更新的维基百科)。通常使用的配置是垂直扩散MOS(VDMOS)结构(其也被称为双扩散MOS或被简单称为DMOS)。MOSFET单元100说明装置的“垂直性”。源极电极101及N+掺杂源极区域被放置于漏极电极102及N+
漏极区域上方，从而在晶体管处于接通状态时产生主要垂直通过主体区域106的电流。通过扩散过程获得P+阱紧接着进行第二扩散以产生N+区域，因此命名为双扩散。
[0021]功率MOSFET具有与典型横向MOSFET不同的结构，这是因为其结构通常是垂直的而非平面的。在平面结构中，电流与击穿电压额定值两者都依据沟道尺寸(分别是沟道的宽度及长度)而变化，从而导致硅区域的低效使用。在垂直结构的情况下，晶体管的电压额定值依据N外延层106的掺杂及厚度而变化，而电流额定值依据沟道宽度而变化。这使晶体管有可能在紧凑硅片内承受高阻断电压与高电流两者。
[0022]R
n
是外延层106的电阻。因为此层的作用是承受阻断电压，所以R
n
与装置的电压额定值直接相关。高电压MOSFET需要厚的低掺杂层(即，高电阻性)，而低电压晶体管仅需要具有更高掺杂水平的薄层(即，低电阻性)。因此，R
n
是负责高电压MOSFET的电阻的主要因素。
[0023]图2是可包含大量FET单元100的示范性功率MOSFET装置200的3D视图。可提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多芯片封装，其包括：第一半导体装置，其被安装于第一引线框上，其中所述第一半导体装置的主要产热表面朝向所述第一引线框的散热区域定向且接触所述第一引线框的所述散热区域；第二半导体装置，其被安装于第二引线框上，其中所述第二半导体装置的主要产热表面朝向所述第二引线框的散热区域定向且接触所述第二引线框的所述散热区域；其中所述第一引线框是与突出接触区域共面的经蚀刻的引线框，且所述第二引线框是与接触所述第一引线框上的对应突出接触区域的突出接触区域共面的经蚀刻的引线框；且其中所述第一引线框的所述散热区域的表面被暴露于所述多芯片封装的第一侧上，且所述第二引线框的所述散热区域的表面被暴露于所述多芯片封装的与所述第一侧相对的第二侧上。2.根据权利要求1所述的多芯片封装，其进一步包含模制材料，其囊封所述第一半导体装置及所述第二半导体装置，使得所述第一引线框的所述散热区域的散热表面的所述表面，且使得所述第二引线框的所述散热区域的所述表面保持被暴露。3.根据权利要求2所述的多芯片封装，其进一步包含第三半导体装置，其通过所述第一引线框及所述第二引线框互连到所述第一半导体装置及所述第二半导体装置且由所述模制材料囊封。4.根据权利要求2或3所述的多芯片封装，其进一步包含被连接到所述第二引线框的所述散热区域的散热器。5.根据权利要求2或3所述的多芯片封装，其进一步包含附接到所述第一引线框的所述散热区域的衬底。6.根据权利要求4所述的多芯片封装，其进一步包含附接到所述第一引线框的所述散热区域的衬底。7.根据权利要求5或6所述的多芯片封装，其中所述衬底为印刷电路板。8.一种多芯片封装，其包括：第一半导体装置，其被安装于第一引线框上，其中所述第一半导体装置的漏极区域朝向所述第一引线框的散热区域定向且接触所述散热区域，且其中所述第一半导体装置的源极区域朝向第二引线框定向且接触所述第二引线框；第二半导体装置，其被安装于所述第二引线框上，其中所述第二半导体装置的漏极区域朝向所述第二引线框的散热区域定向且接触所述第二引线框的所述散热区域，且其中所述第二半导体装置的源极区域朝向所述第一引线框定向且接触所述第一引线框；其中所述第一引线框是与突出接触区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：涩谷诚，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：