專(zhuān)利名稱：帶有引線框連接的功率覆蓋結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例大體而言涉及用于封裝半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)和方法，且更特定而言涉及在其中合并了引線框(Ieadframe)連接的功率覆蓋(POL)封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
功率半導(dǎo)體裝置為用作功率電子電路中的開(kāi)關(guān)或整流器的半導(dǎo)體裝置，諸如開(kāi)關(guān)式電源。大部分功率半導(dǎo)體裝置僅用于通信模式(即，它們或者導(dǎo)通或者截止)，且因此對(duì)此進(jìn)行優(yōu)化。許多功率半導(dǎo)體裝置用于高電壓功率應(yīng)用中且被設(shè)計(jì)成輸送大量電流且支持大電壓。在使用中，高電壓功率半導(dǎo)體裝置經(jīng)由功率覆蓋(POL)封裝和互連系統(tǒng)連接到外部電路，其中POL封裝也提供移除由裝置所生成的熱且保護(hù)該裝置免受外部環(huán)境影響的方式。標(biāo)準(zhǔn)POL封裝制造工藝通常始于經(jīng)由粘合劑將一個(gè)或多個(gè)功率半導(dǎo)體裝置放置于介電層上。金屬互連(例如，銅互連)然后電鍍到介電層上以形成到(多個(gè))功率半導(dǎo)體裝置的直接金屬連接。金屬互連可呈小輪廓(例如，小于200微米厚)、平坦互連結(jié)構(gòu)的形式，其提供用于到和自(多個(gè))功率半導(dǎo)體裝置的輸入/輸出(I/O)系統(tǒng)的形成。為了連接到外部電路，諸如通過(guò)形成到印刷電路板的二級(jí)互連，例如，當(dāng)前的POL封裝使用焊球柵陣列(BGA)或盤(pán)柵陣列(LGA)。雖然這些類(lèi)型的互連的短間隔高度Γ5至20 mil)提供小輪廓，但是這種連接易于在高應(yīng)力條件下出現(xiàn)早期失效。即，很大的溫度循環(huán)范圍、沖擊和振動(dòng)可在這些焊點(diǎn)中引起失效。因此，將期望提供一種POL封裝，其具有耐受高應(yīng)力條件下的失效的互連以便提高互連可靠性。還期望對(duì)于這種POL封裝來(lái)提供這種可靠性同時(shí)最小化POL封裝的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)提供一種半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)而克服了前述缺陷，這種半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)消除了焊球柵陣列(BGA)或盤(pán)柵陣列(LGA)的使用以將POL封裝連接到外部電路。向POL封裝提供引線框連接以提供可在多種高應(yīng)力環(huán)境下可用的高度可靠的互連結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)，包括P0L子模塊，其中POL子模塊還包括介電層；附連到介電層上的至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，其包括由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的基板和形成于基板上的多個(gè)連接墊(pad);以及金屬互連結(jié)構(gòu)，其電聯(lián)接到至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置的多個(gè)連接墊，其中金屬互連結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)穿過(guò)介電層形成的通孔(via)以便連接到多個(gè)連接墊。該P(yáng)OL結(jié)構(gòu)還包括引線框，其電聯(lián)接到POL子模塊，引線框包括引線，其配置成形成到外部電路結(jié)構(gòu)的互連。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種功率覆蓋(POL)封裝結(jié)構(gòu)，包括P0L子模塊，其具有介電層；至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，其附連到介電層上且包括由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的基板和形成于基板上的多個(gè)連接墊；以及一級(jí)互連結(jié)構(gòu)，其電聯(lián)接到至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置的多個(gè)連接墊，其中一級(jí)互連結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)穿過(guò)介電層形成的通孔以便連接到多個(gè)連接墊。該P(yáng)OL封裝結(jié)構(gòu)還包括二級(jí)互連結(jié)構(gòu)，其將POL子模塊電聯(lián)接到外部電路結(jié)構(gòu)，二級(jí)互連結(jié)構(gòu)包括引線框，其被配置成形成到外部電路結(jié)構(gòu)的互連。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種形成功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)的方法，包括提供POL子模塊，其包括介電層；至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，其附連到介電層上；以及金屬互連結(jié)構(gòu)，其延伸通過(guò)介電層中的通孔以電連接到至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置。該方法還包括提供用于POL子模塊的引線框，其被配置成在POL子模塊與外部電路結(jié)構(gòu)之間形成互連，其中，引線框基于引線框到POL子模塊上的直接附連和引線框到位于POL子模塊與引線框之間的直接覆銅(DBC)基板的附連中的一個(gè)電聯(lián)接到POL子模塊。該方法還包括利用聚合材料來(lái)包封POL子模塊和引線框的一部分以為POL結(jié)構(gòu)提供結(jié)構(gòu)剛度。通過(guò)結(jié)合附圖提供的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的下文的詳細(xì)描述，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和 特征將更易于理解。


附圖示出了目前設(shè)想到的用于執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中
圖I為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)的示意截面?zhèn)纫晥D。圖2至圖13為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在制造/組建工序的各個(gè)階段期間的POL結(jié)構(gòu)的示意截面?zhèn)纫晥D。圖14為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的POL結(jié)構(gòu)的示意截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種具有合并在其中的引線框連接的半導(dǎo)體裝置封裝，以及形成這種半導(dǎo)體裝置封裝的方法。制造該半導(dǎo)體裝置封裝使得引線框連接形成高度可靠的互連結(jié)構(gòu)，可用于多種高應(yīng)力環(huán)境中，用于將半導(dǎo)體裝置封裝附連到外部電路上。參看圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的功率覆蓋(POL)封裝和互連結(jié)構(gòu)10。POL結(jié)構(gòu)10包括在其中的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體裝置12，其根據(jù)各種實(shí)施例可呈管芯、二極管或其它功率電子裝置的形式。如圖I所示，兩個(gè)半導(dǎo)體裝置12設(shè)于POL結(jié)構(gòu)10中，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到更多或更少量的半導(dǎo)體裝置12可包括于POL結(jié)構(gòu)10中。(多個(gè))半導(dǎo)體裝置12封裝于POL子模塊14內(nèi)，如將在下文中更詳細(xì)地解釋地，POL子模塊14形成到(多個(gè))功率半導(dǎo)體裝置12的直接金屬連接，其中連接呈小輪廓、平坦互連結(jié)構(gòu)的形式，例如，其提供用于到和自(多個(gè))半導(dǎo)體功率裝置12的輸入/輸出(I/O)系統(tǒng)的形成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，諸如電阻器、電容器或感應(yīng)器的無(wú)源裝置/構(gòu)件16也包括于POL結(jié)構(gòu)10中。如圖I所示，POL結(jié)構(gòu)10還包括直接覆銅(DBC)基板18或POL子模塊14和無(wú)源裝置16附連到其上的另一類(lèi)似基板。DBC基板18包括瓷板(例如，氧化鋁)20，其帶有通過(guò)高溫結(jié)合工藝而接合到其兩側(cè)的銅片22、24。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可基于例如基板18由氧化鋁還是氮化鋁和氮化硅等形成來(lái)采用不同的硬焊和直接接合技術(shù)。通常在燒制后蝕刻DBC 18的兩側(cè)。在DBC基板18的后側(cè)上的底部銅層24留置為完全或者部分地暴露以提供從POL結(jié)構(gòu)10的高效地向外的傳熱。雖然在上文和下文中稱作“DBC”基板，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到鋁可代替銅用作金屬層，且因此這種實(shí)施例也被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，在下文中使用術(shù)語(yǔ)“DBC基板”來(lái)意圖涵蓋包括瓷板(例如氧化鋁)20的結(jié)構(gòu)18，瓷板20帶有接合到其兩側(cè)的由任何合適金屬材料(諸如銅或鋁)制成的片22、24。如在圖I中進(jìn)一步示出地，DBC基板18包括附連于其上的引線框26。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在將POL子模塊14放置于DBC基板上之前將引線框26預(yù)先附連到DBC基板18上，諸如經(jīng)由高溫結(jié)合工藝，如焊接(solder)、硬焊、熔接或其它類(lèi)似方法，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，引線框26可備選地在后附連(取決于所用的焊接材料)。在附連到DBC基板18上之后，引線框26隨后被切割且形成以允許將POL結(jié)構(gòu)10表面安裝到諸如印刷電路板(PCB) 27的外部電路上。引線框26被形成為包括多根引線28，引線28被配置為附連/附接到PCB上以將POL結(jié)構(gòu)10電聯(lián)接到PCB。弓丨線框26提供高度可靠的互連結(jié)構(gòu)，其耐受在高應(yīng)力條件下的失效，諸如經(jīng)歷溫度循環(huán)范圍、沖擊和振動(dòng)的汽車(chē)環(huán)境。聚合物底部填充件或包封或外模(overmold) 29設(shè)于POL結(jié)構(gòu)10上，其包封POL子模塊14的頂部和連接到DBC基板18的引線框26的區(qū)域且填充在POL結(jié)構(gòu)10中的間隙，以便向POL結(jié)構(gòu)10提供額外的結(jié)構(gòu)完整性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，包封29還施加到DBC基板18的后表面的至少 一部分上。雖然POL結(jié)構(gòu)10在圖I中被示出為包括具有附連到其上的引線框26的DBC基板18，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到還設(shè)想不包括DBC基板18的本發(fā)明的額外實(shí)施例。即，根據(jù)本發(fā)明的額外實(shí)施例，提供引線框26，其直接附連到POL子模塊14上，其中POL子模塊14在附連到引線框26上時(shí)被形成外?；虬?。因此引線框26被合適地設(shè)計(jì)成允許路由和合并POL子模塊14?，F(xiàn)參看圖2至圖12，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供用于制造圖I的POL結(jié)構(gòu)10的技術(shù)的工序步驟的詳細(xì)視圖。如首先在圖2至圖9中所示，提供了用于組建POL子模塊14的工序步驟。參看圖2，POL子模塊14的組建工序始于將介電層30放置并附連到框架結(jié)構(gòu)32上。介電層30呈疊層或膜的形式且放置于框架結(jié)構(gòu)32上以在POL子模塊14的組建工序期間提供穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，介電層30可由多種介電材料中的一種，諸如Kapton 、Ultem 、聚四氟乙烯(PTFE)、Upilex 、聚砜材料(例如，Udel 、Radel )或其它聚合物膜，諸如液晶聚合物(LCP)或聚酰亞胺材料來(lái)形成。如圖3所示，在將介電層30固定到框架結(jié)構(gòu)32上后，粘合劑層34沉積到介電層30上。然后多個(gè)通孔36通過(guò)粘合劑層34和電介質(zhì)疊層42形成，如圖4所示。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通孔36可經(jīng)由激光消融或激光鉆制工藝、等離子體蝕刻、光界定或機(jī)械鉆制工藝。在下一技術(shù)步驟中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體裝置12經(jīng)由粘合劑層34固定到介電層30上，如圖5所示。為了將半導(dǎo)體裝置12固定到電介質(zhì)30上，半導(dǎo)體裝置12放置于粘合劑層34上且然后使得粘合劑34固化以將半導(dǎo)體裝置12固定到介電層30上。雖然在圖4中示出在將半導(dǎo)體裝置12放置到粘合劑層34上之前執(zhí)行通過(guò)粘合劑層34和電介質(zhì)疊層30的通孔36的形成，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到可在通孔形成之前放置半導(dǎo)體裝置12。即，取決于由通孔尺寸所施加的約束，半導(dǎo)體裝置12可首先放置于粘合劑層34和介電層30上，其中通孔36隨后在對(duì)應(yīng)于在半導(dǎo)體裝置12上所形成的多個(gè)金屬電路和/或連接墊(未圖示)的位置處形成。而且，可根據(jù)需要來(lái)采用預(yù)鉆制通孔和在后鉆制通孔的組合。現(xiàn)參看圖6和圖7，在將半導(dǎo)體裝置12固定于介電層30上且形成通孔36后，清潔通孔36(諸如通過(guò)反應(yīng)式離子蝕刻(RIE)除塵工藝)且隨后將通孔36金屬化以形成互連38。金屬互連38通常通過(guò)濺射和電鍍應(yīng)用的組合來(lái)形成，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到也可使用金屬沉積的其它無(wú)電方法。例如，鈦粘附層和銅晶種層可首先經(jīng)由濺射工藝來(lái)涂覆，繼之以電鍍工藝，其將銅的厚度增加到期望的水平。隨后將所施加的金屬材料模式化為具有所期望的形狀的金屬互連38 (即，一級(jí)互連)且其充當(dāng)通過(guò)介電層30和粘合劑層34形成的豎直饋通。如圖6所示，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，金屬互連38形成到在半導(dǎo)體裝置12上的電路/連接墊的直接金屬和電連接且其電連接兩個(gè)半導(dǎo)體裝置12。金屬互連38從半導(dǎo)體裝置12的電路和/或連接墊延伸出，通過(guò)通孔/開(kāi)口 36且出來(lái)橫跨介電層30的頂部表面。如圖8所示，焊接掩膜層40施加于模式化的金屬互連38上以提供用于其銅墊片的保護(hù)涂層。但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，無(wú)需施加焊接掩膜層40。即，僅在計(jì)劃隨后焊接POL子模塊14或使POL子模塊14的表面開(kāi)放時(shí)需要焊接掩膜層40。此外，該層40可由并非焊接料的一些 金屬材料組成，諸如Ni或Ni/Au,或者隨后可被包封的裸銅。在完成了 POL子模塊14的組建時(shí)，POL子模塊14被單個(gè)化且從框架結(jié)構(gòu)32移除，如在圖9中所示。因此提供完成的POL子模塊14，其包括半導(dǎo)體裝置12和金屬互連38，金屬互連38充當(dāng)金屬豎直饋通和頂側(cè)互連。POL子模塊14處置為構(gòu)件或多芯片模塊。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，銅墊片也可設(shè)于POL子模塊14中且用作電短路件。銅墊片類(lèi)似于半導(dǎo)體管芯12那樣使用但由銅或類(lèi)似材料制成。如氧化鋁或氮化鋁的陶瓷還可用于提供機(jī)械支承或充當(dāng)熱導(dǎo)管?，F(xiàn)參看圖10，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，制造POL結(jié)構(gòu)10的技術(shù)繼續(xù)將POL子模塊14和半導(dǎo)體裝置12附連到直接覆銅(DBC)基板18上。如圖10所示，POL子模塊14經(jīng)由焊接材料42附連到DBC基板18上，以便將POL子模塊14和DBC基板18固定在一起。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，諸如電阻器、電容器或感應(yīng)器的無(wú)源裝置/構(gòu)件16也焊接附連到DBC基板18上。如在圖10中進(jìn)一步示出地，DBC基板18包括附連于其上的引線框26。引線框26可在附連POL子模塊14 (和無(wú)源裝置16)之前預(yù)附連到DBC基板18上，或者在后附連，即在將POL子模塊14附連到DBC基板18上之后附連。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，引線框26經(jīng)由諸如焊接、硬焊、熔接的高溫結(jié)合工藝或其它合適的方法而預(yù)先附連到DBC基板18上。聚合物底部填充件或包封44 (例如，環(huán)氧化物)設(shè)于POL結(jié)構(gòu)10上，其包封POL子模塊14和連接到DBC基板18的引線框26的部分。聚合物底部填充件/包封44也填充在POL結(jié)構(gòu)10中的間隙，如在圖11中所示的那樣，以便向POL結(jié)構(gòu)10提供額外的結(jié)構(gòu)完整性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，包封44也施加到在瓷板20上DBC基板18的后表面的至少一部分上。如圖12所示，在利用環(huán)氧化物44包封POL子模塊14時(shí)，引線框26隨后切割且形成為允許POL結(jié)構(gòu)10表面安裝到外部電路，諸如PCB(未圖示)。引線框26被切割/形成為包括多根引線28，引線28被配置為附連/附接到PCB上以將POL結(jié)構(gòu)10電聯(lián)接到PCB，使得引線框26形成用于POL結(jié)構(gòu)10的二級(jí)互連。如在圖12中可看出地，引線框26經(jīng)由頂部銅層22而電聯(lián)接到POL子模塊14，使得能在POL子模塊14與PCB之間形成互連。有益地，引線框26提供高度可靠的互連結(jié)構(gòu)，其耐受在高應(yīng)力條件下的失效。現(xiàn)參看圖13，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，制造POL結(jié)構(gòu)10的工序繼續(xù)將帽46繞POL結(jié)構(gòu)10的POL子模塊14定位和固定。具體而言，帽46繞DBC基板形成且固定到DBC基板上，且然后在密封之前可或可不填充聚合物。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，帽46可呈密閉帽或非密閉帽的形式。當(dāng)帽46為密閉帽時(shí)，因?yàn)镈BC基板18本身基于其中包括瓷板20而為密閉的結(jié)構(gòu)，故密閉帽46與DBC基板18組合以密閉地密封POL子模塊14與外部環(huán)境。這種密閉密封有益于高應(yīng)力環(huán)境和條件，諸如經(jīng)歷溫度循環(huán)范圍、沖擊和振動(dòng)的汽車(chē)環(huán)境。在其它實(shí)施例中，帽46可為非密閉的塑料外殼，其附連到DBC基板18且填充有聚合物以避免使用模具，帽/蓋46可擁有填充孔，聚合物可通過(guò)填充孔施加且然后密封。有益地，根據(jù)圖2至圖13所示的工藝步驟形成的POL結(jié)構(gòu)10被構(gòu)造成使得使所有的連接到DBC基板平面(與現(xiàn)有技術(shù)中使連接到POL銅平面相比)且使得引線框26附連到DBC基板18，從而提高了 POL結(jié)構(gòu)10的可靠性。POL結(jié)構(gòu)10還提供用于在POL子模塊14外側(cè)附連無(wú)源件14，從而允許使用標(biāo)準(zhǔn)的無(wú) 源件和更小的POL子模塊14?，F(xiàn)參看圖14，示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的POL結(jié)構(gòu)50。如圖13所示，提供引線框52，其直接附連到POL子模塊54上，但在它們之間并不存在中間DBC基板。POL子模塊54類(lèi)似于圖9所示的POL子模塊14，例如，因?yàn)槠浒ń殡妼?6，半導(dǎo)體裝置58(和在要求時(shí)，用于豎直電或熱互連的墊片58)經(jīng)由粘合劑層60固定到介電層56上。通孔62向下通過(guò)介電層56形成到在半導(dǎo)體裝置/墊片58上的連接墊(未圖示)且隨后金屬化以形成具有期望形狀的互連64和頂側(cè)互連。根據(jù)圖14中所示的POL結(jié)構(gòu)50的實(shí)施例，引線框52直接附連到半導(dǎo)體裝置58的后表面上，諸如經(jīng)由焊接材料66，其中引線框52被構(gòu)造成允許在其上路由和合并POL子模塊54。在將引線框52焊接附連到半導(dǎo)體裝置58上之后，聚合物底部填充件、外?；虬?8設(shè)于POL結(jié)構(gòu)50上，其包封POL子模塊54和引線框52的一部分。聚合物底部填充件/包封68還填充在POL結(jié)構(gòu)50中的任何間隙，從而向POL結(jié)構(gòu)50提供額外的結(jié)構(gòu)完整性。備選地，填充POL結(jié)構(gòu)50下方的間隙的材料68可不同于該結(jié)構(gòu)周?chē)耐饽?包封68。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)，包括P0L子模塊，其中POL子模塊還包括介電層；附連到介電層上的至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，其包括由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的基板和形成于基板上的多個(gè)連接墊；以及金屬互連結(jié)構(gòu)，其電聯(lián)接到至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置的多個(gè)連接墊，其中金屬互連結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)穿過(guò)介電層形成的通孔以便連接到多個(gè)連接墊。該P(yáng)OL結(jié)構(gòu)還包括引線框，其電聯(lián)接到POL子模塊，其中引線框包括引線，引線被配置成形成到外部電路結(jié)構(gòu)的互連。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種功率覆蓋(POL)封裝結(jié)構(gòu)，包括P0L子模塊，其具有介電層；至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，其附連到介電層上且包括由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的基板和形成于基板上的多個(gè)連接墊；以及一級(jí)互連結(jié)構(gòu)，其電聯(lián)接到至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置的多個(gè)連接墊，其中一級(jí)互連結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)穿過(guò)介電層形成的通孔以便連接到多個(gè)連接墊。該P(yáng)OL封裝結(jié)構(gòu)還包括二級(jí)互連結(jié)構(gòu)，其將POL子模塊電聯(lián)接到外部電路結(jié)構(gòu)，二級(jí)互連結(jié)構(gòu)包括引線框，引線框被配置成形成到外部電路結(jié)構(gòu)的互連。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，一種形成功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)的方法，包括提供POL子模塊，其包括介電層；至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，其附連到介電層上；以及金屬互連結(jié)構(gòu)，其延伸通過(guò)介電層中的通孔以電連接到至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置。該方法還包括提供用于POL子模塊的引線框，其被配置成在POL子模塊與外部電路結(jié)構(gòu)之間形成互連，其中引線框基于引線框到POL子模塊上的直接附連和引線框到位于POL子模塊與引線框之間的直接覆銅(DBC)基板的附連中的一個(gè)而電聯(lián)接到POL子模塊。該方法還包括利用聚合材料來(lái)包封POL子模塊和引線框的一部分來(lái)向POL結(jié)構(gòu)提供結(jié)構(gòu)剛度。雖然僅關(guān)于有限數(shù)目的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)易于了解本發(fā)明并不限于這種公開(kāi)的實(shí)施例。而是，可修改本發(fā)明以合并之前未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相符的任意數(shù)目的變型、更改、備選或等效布置。此外，雖然描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)了解 本發(fā)明的方面可僅包括所述實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)視作受前文的描述限制，而是僅受所附權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1.ー種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)(10)，包括 POL子模塊(14)，所述POL子模塊(14)包括 介電層(30)； 附連到所述介電層(30)上的至少ー個(gè)半導(dǎo)體裝置(12)，其中所述至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置(12)中的每ー個(gè)包括由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的基板和形成于所述基板上的多個(gè)連接墊；以及 金屬互連結(jié)構(gòu)(38)，其電聯(lián)接到所述至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置(12)的多個(gè)連接墊，所述金屬互連結(jié)構(gòu)(38)延伸通過(guò)穿過(guò)所述介電層(30)形成的通孔(36)以便連接到所述多個(gè)連接墊；以及 引線框(26)，其電聯(lián)接到所述POL子模塊(14)，所述引線框(26)包括引線(28)，所述引線(28)被配置成形成到外部電路結(jié)構(gòu)(27)的互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，還包括多層基板(18)，其具有第一表面和第二表面，其中，所述POL子模塊(14)附連到所述多層基板(18)的第一表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，還包括位于所述多層基板(18)與所述POL結(jié)構(gòu)(10)之間的焊接材料、導(dǎo)電粘合劑或燒結(jié)銀中的ー種，以將所述POL子模塊(14)固定到所述多層基板(18)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，還包括無(wú)源裝置(16)，其經(jīng)由所述焊接材料、所述導(dǎo)電粘合劑或所述燒結(jié)銀而附連到所述多層基板(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，所述引線框(26)附連到所述多層基板(18)的第一表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，所述多層基板(18)包括直接覆銅(DBC)基板，并且其中，所述DBC基板的第一表面包括銅或鋁板(22)，所述銅或鋁板(22)被配置成將所述引線框(26)電聯(lián)接到所述POL子模塊(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，還包括包封(44)，其繞所述POL子模塊(14)且在所述引線框(26)的一部分上、在所述多層基板(18)的第一表面上形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，還包括帽(46)，其附連到所述多層基板(18)，其中，所述帽(46)包括密閉帽和非密閉帽中的ー種；以及 其中，當(dāng)所述帽(46)包括密閉帽時(shí)，所述密閉帽與所述多層基板(18)組合，密閉地密封所述POL子模塊(14)與周?chē)h(huán)境。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，所述引線框(26)直接附連到所述POL子模塊(14)的至少ー個(gè)半導(dǎo)體裝置(12)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的POL結(jié)構(gòu)(10)，其特征在于，所述POL子模塊(14)無(wú)需引線接合連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有引線框連接的功率覆蓋結(jié)構(gòu)。公開(kāi)了一種合并引線框連接的功率覆蓋(POL)封裝結(jié)構(gòu)。該P(yáng)OL結(jié)構(gòu)(10)包括POL子模塊(14)，其具有介電層(30)；至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置(12)，其附連到介電層(30)上且其包括由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的基板和形成于基板上的多個(gè)連接墊；以及金屬互連結(jié)構(gòu)(38)，其電聯(lián)接到至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置(12)的多個(gè)連接墊，其中金屬互連結(jié)構(gòu)(38)延伸通過(guò)介電層(30)中的通孔(36)以便連接到多個(gè)連接墊。該P(yáng)OL結(jié)構(gòu)(10)還包括引線框(26)，其電聯(lián)接到POL子模塊(14)，其中引線框(26)包括引線(28)，引線(28)被配置成形成到外部電路結(jié)構(gòu)(27)的互連。
文檔編號(hào)H01L23/495GK102956594SQ20121029189
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者A.V.高達(dá), P.A.麥康內(nèi)李 申請(qǐng)人:通用電氣公司