一种半导体器件的并联封装结构及制作方法技术

本发明专利技术涉及氮化镓功率器件领域，特别涉及一种半导体器件的并联封装结构及制作方法。本发明专利技术选用多颗氮化镓功率器件晶粒通过扇出型封装工艺后形成晶粒封装结构，所述晶粒封装结构中的多颗氮化镓功率器件晶粒通过重布线层将所述氮化镓功率器件晶粒的源极、漏极和栅极做并联连接，实现双芯片并联，使得氮化镓功率器件的电阻减小，进而使得氮化镓功率器件的性能得到提升。同时，在重布线层的布局上增加了电性设计，减小了功率回路的长度，降低源极、栅极、漏极之间功率回路之间的电磁干扰，使得电路中的电阻减小，寄生电感降低，电能减少，氮化镓功率器件作为高频开关器件大大地减少了在开关上的损耗，增大换流回路的工作效率。增大换流回路的工作效率。增大换流回路的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件的并联封装结构及制作方法


[0001]本专利技术涉及氮化镓功率器件领域，特别涉及一种半导体器件的并联封装结构及制作方法。

技术介绍

[0002]氮化镓为成熟的第三代半导体材料，又称宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电场高、饱和电子速率大、热导率高、化学性质稳定和抗辐射能力强等优点，成为高温、高频、大功率微波器件的首选材料之一。其目前主要用于氮化镓功率器件领域，未来在高频通信领域也将有极大应用潜力。
[0003]随着电子信息技术的飞速发展，以及人们消费水平的不断提升，单个电子设备的功能日益多元化，尺寸日益小型化，使得在电子设备的内部结构中，芯片及功能元器件的密度不断增加，而关键尺寸却在不断减小，这给半导体封装行业带来极大的挑战。
[0004]请参考图1，目前氮化镓功率器件的封装方式主要以封装单管的氮化镓功率器件为主，以表面贴装形式居多。这种封装方式主要是把氮化镓功率器件晶粒底部通过银浆贴合在框架基岛上，然后氮化镓功率器件晶粒上的源极、漏极和栅极区域通过金属引线和引线框架上的引脚做电连接，再将氮化镓功率器件晶粒和引线框架等通过环氧树脂塑封料等材料做封装固定。
[0005]这种方法最终通过特定的塑封模具会将氮化镓功率器件晶粒、金属引线和引线框架大部分结构封装在内，露出引线框架的引脚和底部散热片，再通过最终的切割工艺将一整个框架分割到一个独立的氮化镓功率器件，最终流通到测试工序做功能的测试和筛选。
[0006]目前氮化镓功率器件在应用上追求小型化、高性能和更高的集成度，以符合现代化器件的发展需求，一种方法是重新设计更高性能的氮化镓功率芯片，但是当前更高性能的氮化镓晶圆的工艺上面临着超低良率的技术问题，大大地增加了整体的成本；另一种方法是将两个氮化镓功率器件封装好后并联连接，传统的双芯片并联连接方案面临着封装面积增加、寄生电感大、还有交叉打线等封装问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了解决传统氮化镓功率器件存在的封装缺陷这一技术问题，提供一种半导体器件的并联封装结构及制作方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供一种半导体器件的并联封装结构，包括：
[0009]晶粒封装结构、引线框架；
[0010]所述晶粒封装结构由多颗氮化镓功率器件晶粒通过扇出型封装工艺形成，所述多颗氮化镓功率器件晶粒具有并联结构，且所述晶粒封装结构具有源极引脚结构、漏极引脚结构、栅极引脚结构；
[0011]所述引线框架包括框架基岛和引脚；
[0012]所述晶粒封装结构与框架基岛贴合，所述晶粒封装结构的源极引脚结构、漏极引
脚结构、栅极引脚结构和所述引线框架的引脚电连接。
[0013]可选的，所述多颗氮化镓功率器件晶粒为2颗氮化镓功率器件晶粒。
[0014]可选的，所述晶粒封装结构的导通电阻等于所述R为单个氮化镓功率器件晶粒的导通电阻。
[0015]可选的，所述晶粒封装结构具体包括：重布线层、位于所述重布线层表面的多颗氮化镓功率器件晶粒和包裹所述多颗氮化镓功率器件晶粒的塑封材料；
[0016]所述氮化镓功率器件晶粒包括具有功能层面的正面和相对功能层面的背面，所述多颗氮化镓功率器件晶粒的正面与重布线层相对设置，且利用重布线层将氮化镓功率器件晶粒正面的栅极、源极、漏极与重布线层的栅极引脚结构、源极引脚结构和漏极引脚结构电连接。
[0017]可选的，所述重布线层将多颗氮化镓功率器件晶粒的栅极包裹且隔断在多颗氮化镓功率器件晶粒的源极之内，所述多颗氮化镓功率器件晶粒的源极和源极之间的重布线层具有多个开孔。
[0018]可选的，所述多颗氮化镓功率器件晶粒的漏极与源极之间的间隔大于350微米。
[0019]可选的，所述晶粒封装结构的漏极引脚结构的一侧的重布线层具有凹凸结构，所述凹凸结构具有凹陷部分和凸起部分，所述凹陷部分为所述氮化镓功率器件晶粒的漏极的焊接区域。
[0020]本专利技术实施例还提供一种半导体器件的并联封装结构的制作方法，包括：
[0021]提供多颗氮化镓功率器件晶粒，所述多颗氮化镓功率器件晶粒包括具有功能层面的正面和相对功能层面的背面；
[0022]将所述多颗氮化镓功率器件晶粒的正面贴合到载板表面，所述多颗氮化镓功率器件晶粒的栅极和栅极相对、源极和源极相对摆放，且所述多颗氮化镓功率器件晶粒的正面在同一平面内；
[0023]在所述多颗氮化镓功率器件晶粒背面填充塑封材料进行塑封；
[0024]移除所述载板；
[0025]在所述多颗氮化镓功率器件晶粒正面形成重布线层，所述重布线层具有栅极引脚结构、源极引脚结构和漏极引脚结构，所述多颗氮化镓功率器件晶粒正面的栅极、源极、漏极与重布线层的栅极引脚结构、源极引脚结构和漏极引脚结构电连接；
[0026]将形成重布线层后的所述多颗氮化镓功率器件晶粒进行目标尺寸切割，形成目标尺寸的晶粒封装结构；
[0027]将所述晶粒封装结构贴合到框架基岛上，将所述晶粒封装结构的源极引脚结构、漏极引脚结构、栅极引脚结构和所述的引线框架的引脚电连接；
[0028]将所述晶粒封装结构和引线框架进行封装。
[0029]可选的，所述晶粒封装结构通过对所述2颗氮化镓功率器件晶粒通过扇出型封装工艺形成，所述氮化镓功率器件晶粒通过扇出型封装工艺后形成的并联封装结构应用于DFN封装、TO220、TO247、BGA、LGA、PLP、ECP封装类型中的一种。
[0030]可选的，还包括：将形成重布线层后的所述多颗氮化镓功率器件晶粒的背面进行减薄至所述晶粒封装结构的目标厚度。
[0031]综上所述，本专利技术的优点及有益效果为：
[0032]本专利技术提供的一种半导体器件的并联封装结构及制作方法，选用多颗氮化镓功率器件晶粒通过扇出型封装工艺后形成晶粒封装结构，所述晶粒封装结构中的多颗氮化镓功率器件晶粒通过重布线层将所述氮化镓功率器件晶粒的源极、漏极和栅极做并联连接，使得所述氮化镓功率器件在不改变封装面积的情况下，实现双芯片并联，使得氮化镓功率器件的电阻减小，进而使得氮化镓功率器件的性能得到提升，同时相比于传统的氮化镓并联封装结构大大地降低了氮化镓封装结构的寄生电感，解决了交叉打线等封装问题，提高了器件本身的性能的同时也使得应用端的有效利用率得到更大的提升。
[0033]利用扇出型封装工艺，同时使用重布线工艺，在重布线层的布局上增加了电性设计，减小了功率回路的长度、降低所述多颗氮化镓功率器件晶粒的源极、栅极、漏极功率回路之间的电磁干扰，使得电路中的电阻减小、寄生电感的降低、电能损失减少，氮化镓功率器件作为高频开关器件大大地减少了在开关上的损耗，增大换流回路的工作效率。
附图说明
[0034]图1所示为传统氮化镓功率器件的封装工艺流程示意图；
[0035]图2所示为本专利技术实施例中的一种半导体器件的并联封装结构的示意图；
[0036]图3所示为本专利技术实施例中的一种半导体器件的并联封装结构的制作方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的并联封装结构，其特征在于，包括：晶粒封装结构、引线框架；所述晶粒封装结构由多颗氮化镓功率器件晶粒通过扇出型封装工艺形成，所述多颗氮化镓功率器件晶粒具有并联结构，且所述晶粒封装结构具有源极引脚结构、漏极引脚结构、栅极引脚结构；所述引线框架包括框架基岛和引脚；所述晶粒封装结构与框架基岛贴合，所述晶粒封装结构的源极引脚结构、漏极引脚结构、栅极引脚结构和所述引线框架的引脚电连接。2.如权利要求1所述的一种半导体器件的并联封装结构，其特征在于，所述多颗氮化镓功率器件晶粒为2颗氮化镓功率器件晶粒。3.如权利要求2所述的一种半导体器件的并联封装结构，其特征在于，所述晶粒封装结构的导通电阻等于所述R为单个氮化镓功率器件晶粒的导通电阻。4.如权利要求1所述的一种半导体器件的并联封装结构，其特征在于，所述晶粒封装结构具体包括：重布线层、位于所述重布线层表面的多颗氮化镓功率器件晶粒和包裹所述多颗氮化镓功率器件晶粒的塑封材料；所述氮化镓功率器件晶粒包括具有功能层面的正面和相对功能层面的背面，所述多颗氮化镓功率器件晶粒的正面与重布线层相对设置，且利用重布线层将氮化镓功率器件晶粒正面的栅极、源极、漏极与重布线层的栅极引脚结构、源极引脚结构和漏极引脚结构电连接。5.如权利要求4所述的一种半导体器件的并联封装结构，其特征在于，所述重布线层将多颗氮化镓功率器件晶粒的栅极包裹且隔断在多颗氮化镓功率器件晶粒的源极之内，所述多颗氮化镓功率器件晶粒的源极和源极之间的重布线层具有多个开孔。6.如权利要求1所述的一种半导体器件的并联封装结构，其特征在于，所述多颗氮化镓功率器件晶粒的漏极与源极之间的间隔大于350微米。7.如权利要求1所述的一种半导体器件的并联封装结构，其特征在于，所述晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佳敏，韩杰，邹松，银发友，
申请(专利权)人：杭州云镓半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：