形成封装半导体装置的方法和封装半导体装置制造方法及图纸

公开了一种形成封装半导体装置的方法和封装半导体装置。该方法包括：提供包括管芯焊盘和多个引线的引线框架；提供第一半导体管芯，第一半导体管芯包括设置在主表面上的第一负载端子；提供第二半导体管芯，第二半导体管芯包括设置在主表面上的多个I/O端子；将第一半导体管芯和第二半导体管芯安装在引线框架上，使得第一半导体管芯和第二半导体管芯的主表面背离管芯焊盘，形成封装第一半导体管芯和第二半导体管芯的电绝缘模制料的封装体，在封装体的上表面上形成多个导电轨道，导电轨道将多个I/O端子中的至少一些电连接至多个引线中的第一组引线，以及在封装体的上表面上形成金属盘，金属盘将第一负载端子电连接至多个引线中的第二引线。中的第二引线。中的第二引线。

【技术实现步骤摘要】
形成封装半导体装置的方法和封装半导体装置


[0001]本申请涉及半导体装置，并且特别涉及形成半导体封装及对应半导体封装配置的方法。

技术介绍

[0002]诸如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、二极管等的高压半导体装置通常封装在模制半导体封装中，该模制半导体封装包括从封装体伸出的若干引线。这些类型的半导体封装通常用在诸如交通工具、电力传输、HVAC等的高功率应用中。针对诸如低电阻、低寄生电感、低寄生电容耦合等的高电压应用的产品性能要求需要创新的解决方案。特别地，用于将半导体管芯彼此电连接和/或电连接至封装引线的传统互连技术不具备小封装占用空间以满足现代性能要求。例如，虽然接合线的电阻可以通过增加线的直径而有利地提高，但是这在组装处理中产生了实际的挑战并且增加了封装的尺寸。
[0003]因此，需要用于半导体装置的改进的低寄生封装。

技术实现思路

[0004]公开了形成封装半导体装置的方法。根据实施方式，方法包括：提供包括管芯焊盘和多个引线的引线框架；提供第一半导体管芯，第一半导体管芯包括设置在第一半导体管芯的主表面上的第一负载端子；提供第二半导体管芯，第二半导体管芯包括设置在第二半导体管芯的主表面上的多个I/O端子；将第一半导体管芯和第二半导体管芯安装在引线框架上，使得第一半导体管芯和第二半导体管芯的主表面各自背离管芯焊盘，形成封装第一半导体管芯和第二半导体管芯的电绝缘模制料的封装体，在封装体的上表面上形成多个导电轨道，导电轨道将来自第二半导体管芯的I/O端子中的至少一些电连接至第一组引线，以及在封装体的上表面上形成金属盘，金属盘将第一负载端子电连接至第二引线。
[0005]单独地或组合地，封装体被形成为在封装体的上表面处暴露引线的内表面部分，其中，导电轨道被形成为接触来自第一组引线中的引线的内表面部分，并且其中，金属盘被形成为接触第二引线的内表面部分。
[0006]单独地或组合地，封装体被形成为包括封装体的上表面中的凹部，并且引线的所暴露的内表面部分从凹部的第一侧壁突出。
[0007]单独地或组合地，方法还包括在形成封装体之前在第二半导体管芯的I/O端子上形成垂直互连元件，其中，封装体被形成为暴露设置在封装体的上表面处的I/O端子上的垂直互连元件的上端，并且其中，导电轨道被形成为接触设置在I/O端子上的垂直互连元件的所暴露的上端。
[0008]单独地或组合地，形成多个导电轨道和金属盘中的任一个包括激光辅助金属沉积、喷墨金属印刷、电镀和化学镀中的任一种或更多种。
[0009]单独地或组合地，方法还包括在形成封装体之前在第一半导体管芯的第一负载端
子上形成垂直互连元件，并且其中，封装体被形成为在封装体的上表面处暴露第一负载端子上的垂直互连元件的上端。
[0010]单独地或组合地，金属盘形成在封装体的上表面上，以便接触第一负载端子上的垂直互连元件的所暴露的上端。
[0011]单独地或组合地，方法还包括在封装体的上表面中形成暴露第一半导体管芯的第一负载端子的开口，并且其中，形成开口包括使用第一负载端子上的垂直互连元件的所暴露的上端来识别封装体下方的第一负载端子的位置。
[0012]单独地或组合地，方法还包括在形成封装体之前在第一半导体管芯的第一负载端子上形成条带，其中，封装体被形成为在封装体的上表面处暴露条带的顶点，并且其中，金属盘形成在条带的所暴露的顶点上。
[0013]单独地或组合地，方法还包括在导电轨道上形成阻焊膜。
[0014]单独地或组合地，方法还包括形成覆盖金属盘的电绝缘并且导热材料层。
[0015]单独地或组合地，封装体被形成为在封装体的第一表面处直接暴露第一负载端子和I/O端子。
[0016]单独地或组合地，第一半导体管芯是功率晶体管管芯，其包括设置在第一半导体管芯的主表面上的栅极端子，第二半导体管芯是逻辑管芯，并且方法还包括在封装体的上表面上形成第二导电轨道，第二导电轨道将来自第二半导体管芯的I/O端子中的一个电连接至第一半导体管芯的栅极端子。
[0017]单独地或组合地，第一半导体管芯包括设置在第一半导体管芯的后表面上的第二负载端子，其中，第一半导体管芯的第二负载端子面向管芯焊盘并与管芯焊盘电连接。
[0018]根据另一实施方式，方法包括：提供包括管芯焊盘及多个引线的引线框架；提供第一半导体管芯，其包括第一负载端子及设置在第一半导体管芯的主表面上的多个I/O端子；提供第二半导体管芯，其包括第一负载端子及设置在第二半导体管芯的主表面上的栅极端子；将第一半导体管芯直接安装在引线框架上，使得第一半导体管芯的主表面背离引线框架，将第二半导体管芯安装在第一半导体管芯上，使得第二半导体管芯的主表面背离引线框架，形成封装第一半导体管芯和第二半导体管芯的电绝缘模制料的封装体，在封装体的上表面上形成多个第一导电轨道，第一导电轨道将来自第一半导体管芯的I/O端子中的至少一些电连接至第一组引线，在封装体的上表面上形成第二导电轨道，第二导电轨道将来自第一半导体管芯的I/O端子中的一个电连接至第二半导体管芯的栅极端子，在封装体的上表面上形成将第一半导体管芯的第一负载端子电连接至第二引线的第一金属盘，以及在封装体的上表面上形成将第二半导体管芯的第一负载端子电连接至第三引线的第二金属盘。
[0019]单独地或组合地，第一半导体管芯包括被整体地集成在第一半导体管芯中的功率晶体管装置块和逻辑块，其中，第二晶体管管芯包括功率晶体管装置，其中，第一半导体管芯的功率晶体管装置块和第二半导体管芯的功率晶体管装置形成半桥电路，并且其中，第一半导体管芯的逻辑块形成被配置成控制半桥电路的开关操作的驱动器电路。
[0020]单独地或组合地，方法还包括：提供第三半导体管芯，第三半导体管芯包括第一负载端子和设置在第三半导体管芯的主表面上的多个I/O端子；提供第四半导体管芯，第四半导体管芯包括第一负载端子和设置在第四半导体管芯的主表面上的栅极端子；将第三半导
体管芯直接安装在引线框架上，使得第三半导体管芯的主表面背离引线框架，以及将第四半导体管芯安装在第三半导体管芯上，使得第四半导体管芯的主表面背离引线框架，其中，第三半导体管芯包括被整体地集成在第三半导体管芯中的逻辑块和功率晶体管装置块，其中，第四晶体管管芯包括功率晶体管装置，其中，第三半导体管芯的功率晶体管装置块和第四半导体管芯的功率晶体管装置形成第二半桥电路，并且其中，第三半导体管芯的逻辑块形成被配置成控制第二半桥电路的开关操作的驱动器电路。
[0021]公开了封装半导体装置。根据实施方式，封装半导体装置包括：引线框架，其包括管芯焊盘及多个引线；第一半导体管芯，其包括设置在第一半导体管芯的背离管芯焊盘的主表面上的第一负载端子；第二半导体管芯，其包括设置在第二半导体管芯的背离管芯焊盘的主表面上的多个I/O端子；封装第一半导体管芯和第二半导体管芯的电绝缘模制料的封装体；多个导电轨道，其形成于封装体的上表面上并且将来自第二半导体管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成封装半导体装置的方法，所述方法包括：提供包括管芯焊盘和多个引线的引线框架；提供第一半导体管芯，所述第一半导体管芯包括被设置在所述第一半导体管芯的主表面上的第一负载端子；提供第二半导体管芯，所述第二半导体管芯包括被设置在所述第二半导体管芯的主表面上的多个输入/输出端子，将所述第一半导体管芯和所述第二半导体管芯安装在所述引线框架上，使得所述第一半导体管芯的主表面和所述第二半导体管芯的主表面均背离所述管芯焊盘；形成封装所述第一半导体管芯和所述第二半导体管芯的电绝缘模制料的封装体；在所述封装体的上表面上形成多个第一导电轨道，所述多个第一导电轨道将来自所述第二半导体管芯的所述多个输入/输出端子中的至少一些电连接至所述多个引线中的第一组引线；以及在所述封装体的上表面上形成金属盘，所述金属盘将所述第一负载端子电连接至所述多个引线中的第二引线。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述封装体被形成为在所述封装体的上表面处暴露所述多个引线的内表面部分，其中，所述多个第一导电轨道被形成为接触所述第一组引线中的引线的内表面部分，并且其中，所述金属盘被形成为接触所述第二引线的内表面部分。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述封装体被形成为在所述封装体的上表面中包括凹部，并且其中，所述多个引线的被暴露的内表面部分从所述凹部的第一侧壁突出。4.根据权利要求2所述的方法，还包括在形成所述封装体之前，在所述第二半导体管芯的所述多个输入/输出端子上形成垂直互连元件，其中，所述封装体被形成为在所述封装体的上表面处暴露被设置在所述多个输入/输出端子上的所述垂直互连元件的上端，并且其中，所述多个第一导电轨道被形成为接触所被暴露的、被设置在所述多个输入/输出端子上的所述垂直互连元件的上端。5.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述多个第一导电轨道和所述金属盘中的任一个包括以下中的一个或更多个：激光辅助金属沉积；喷墨金属印刷；电镀；以及化学镀。6.根据权利要求2所述的方法，还包括在形成所述封装体之前，在所述第一半导体管芯的第一负载端子上形成垂直互连元件，并且其中，所述封装体被形成为在所述封装体的上表面处暴露在所述第一负载端子上的所述垂直互连元件的上端。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述金属盘被形成在所述封装体的上表面上，以便接触所被暴露的、在所述第一负载端子上的所述垂直互连元件的上端。8.根据权利要求6所述的方法，还包括在所述封装体的上表面中形成暴露所述第一半导体管芯的第一负载端子的开口，并且其中，形成所述开口包括使用所被暴露的、在所述第一负载端子上的所述垂直互连元件的上端来标识所述第一负载端子的在所述封装体下方
的位置。9.根据权利要求2所述的方法，还包括在形成所述封装体之前，在所述第一半导体管芯的第一负载端子上形成条带，其中，所述封装体被形成为在所述封装体的上表面处暴露所述条带的顶点，并且其中，所述金属盘被形成在所述条带的被暴露的顶点上。10.根据权利要求2所述的方法，其中，还包括在所述多个第一导电轨道上形成阻焊模。11.根据权利要求2所述的方法，还包括形成覆盖所述金属盘的电绝缘导热材料层。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述封装体被形成为在所述封装体的上表面处直接暴露所述第一负载端子和所述多个输入/输出端子。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一半导体管芯是功率晶体管管芯，其包括被设置在所述第一半导体管芯的主表面上的栅极端子，其中，所述第二半导体管芯是逻辑管芯，并且其中，所述方法还包括：在所述封装体的上表面上形成第二导电轨道，所述第二导电轨道将来自所述第二半导体管芯的多个输入/输出端子中的一个电连接至所述功率晶体管管芯的所述栅极端子。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一半导体管芯包括被设置在所述第一半导体管芯的后表面上的第二负载端子，其中，所述第一半导体管芯的所述第二负载端子面向所述管芯焊盘并且与所述管芯焊盘电连接。15.一种形成封装半导体装置的方法，所述方法包括：提供包括管芯焊盘和多个引线的引线框架；提供第一半导体管芯，所述第一半导体管芯包括被设置在所述第一半导体管芯的主表面上的第一负载端子和多个输入/输出端子；提供第二半导体管芯，所述第二半导体管芯包括被设置在所述第二半导体管芯的主表面上的第一负载端子和栅极端子；将所述第一半导体管芯直接安装在所述引线框架上，使得所述第一半导体管芯的主表面背离所述引线框...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢征林，沃恩，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：