具有鏡像對稱的端子的模塊和形成該模塊的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明大體涉及電子器件，具體而言涉及半導體器件和具有基本上鏡像對稱的端子的模塊和形成該模塊的方法。
【背景技術】
[0002]近年來在將形成有運算放大器、比較器和無源電路元件的控制電路與諸如功率半導體開關的電源處理元件集成在共用封裝體內的方面，已經(jīng)獲得實質性進展。一直是具有挑戰(zhàn)性的領域是制造提供方便封裝組件相對側(例如左側和右側)的裸片設計的半導體器件，特別是對于在諸如負載點(point-of-load)電源模塊的緊湊模塊中的使用。
[0003]引入更多封裝挑戰(zhàn)的領域，是需要將負載點電源提供給在限定的區(qū)域中的多個負載，例如印刷電路板的受限區(qū)域中的多個負載。特定的負載可能需要不同負載電壓諸如3.3或者2.5伏特(“V”)，或者兩個共存的處理器可能其中每一個都要求相同電壓諸如2.5V。這樣的電源布置對于印刷電路板會帶來很大的布局挑戰(zhàn)。
[0004]對于其中一個負載從電源模塊從一個方向得到供電而又一個負載從相反方向得到供電的多個負載，常規(guī)的電源布置通常造成不對稱的布局。對于這類布置，用來構造在電源模塊中實施的負載點電源轉換器(power converter)的半導體器件一般也形成有不對稱布局，這不利于在對稱的或者平行的方向上的布局。
[0005]影響廣闊市場問題的另一個領域是電源模塊的物理尺寸，這會引入熱設計挑戰(zhàn)。應該提及的、影響緊湊電源模塊的設計的隨之而來的方面是在緊湊的物理結構中由無源電路元件所產生的熱的消散以及由有源電路元件所產生的熱的消散的能力。諸如電感器的更大的無源元件，難以包括在可能在相同半導體裸片上包括有源元件諸如功率半導體開關和控制元件的集成半導體器件中。在對電源模塊的額定功率不進行折中的情況下，在具有挑戰(zhàn)性的外部熱環(huán)境下執(zhí)行從這類有源和無源的源頭的熱的消散。將更大的無源元件與有源元件集成在共用封裝體內，將使非常緊湊的電源模塊的生產成為可能。
[0006]因此，存在對于構建用于包括多個電路(諸如電源轉換器)的模塊(諸如電源模塊)的封裝結構的、尚無解決方案的需要，其采用能夠應用于相對側(例如或者左側或者右偵D封裝組件的半導體裸片設計。所得到的封裝結構又應使得在印刷電路板上的最終產品布局的相對側定位成為可能。因此，現(xiàn)有技術需要的是，克服當前設計的布局和封裝挑戰(zhàn)的、包括半導體器件(例如與控制元件集成在一起的功率半導體開關)模塊構造和形成該模塊構造的方法。

【發(fā)明內容】

[0007]通過本發(fā)明的有利的實施方式，這些和其他問題總體上得到解決或者克服，并且技術優(yōu)點總體上得到實現(xiàn)，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式包括具有基本上鏡像對稱的端子的模塊以及形成該模塊的方法。在一個實施方式中，該模塊具有第一和第二模塊端子并且包括第一半導體器件，其中第一和第二端子基本上鏡像對稱地布置在第一半導體器件上、并且耦合至第一半導體器件的第一共用節(jié)點。該模塊還包括第二半導體器件，該第二半導體器件包括第三和第四端子，該第三和第四端子基本上鏡像對稱地布置在第二半導體器件上、并且耦合至第二半導體器件的第二共用節(jié)點。第一和第二端子中的至少一個耦合至第一模塊端子，并且第三和第四端子中的至少一個耦合至第二模塊端子。第一和第二模塊端子基本上鏡像對稱地布置在模塊上。
[0008]上述已經(jīng)相當寬泛地概括了本發(fā)明的特征和技術優(yōu)點，以便后面的對本發(fā)明的詳細描述可以得到更好的理解。以下將描述形成本發(fā)明的權利要求的主題的、本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點。本領域技術人員應該意識到，所公開的概念和【具體實施方式】，可以容易地作為修改或者設計用于執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的其他結構或者工藝的基礎。本領域技術人員也應該認識到，這樣的等同構造并不偏離所附權利要求所描述的本發(fā)明的實質和范圍。
【附圖說明】
[0009]為了更完全的理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考下面的接合附圖的描述，其中:
[0010]圖1示出包括在模塊中可采用的電源轉換電路裝置的電源轉換器的實施方式的示意圖；
[0011]圖2A和圖2B分別示出模塊和模塊的部分的部件的層疊(Stack-UP)的等軸測視圖(isometric view)；
[0012]圖3示出模塊的實施方式的頂視圖；
[0013]圖4示出半導體器件的實施方式的頂視圖；
[0014]圖5示出半導體器件的部分的實施方式的框圖；
[0015]圖6示出通過利用密封劑的轉移模制(transfer molding)進行密封之后的模塊的實施方式的等軸測視圖；
[0016]圖7示出形成半導體器件的方法的實施方式的流程圖；以及
[0017]圖8示出形成模塊的方法的實施方式的流程圖。
[0018]不同附圖中相應的數(shù)字和符號一般指代相應的部分，除非另外指明。附圖被繪制成清楚地示出優(yōu)選實施方式的相關方面并且不必按比例繪制。
【具體實施方式】
[0019]下面討論本優(yōu)選實施方式的實現(xiàn)和使用。然而，應該理解到，實施方式提供能夠在各種具體的背景下實施的許多可應用的創(chuàng)建性概念。所討論的具體的實施方式僅僅是實現(xiàn)和使用本發(fā)明的具體方法的示例，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0020]實施方式將在具體的背景下進行描述，S卩，包括具有基本上鏡像對稱布置形成的端子的半導體開關(諸如功率半導體器件，例如按橫向擴散金屬氧化物半導體(“LDM0S”)器件實施的金屬氧化物半導體場效應晶體管(“M0SFET”))的半導體器件、以及結合了該具有以基本上鏡像對稱布置形成的端子的半導體器件的模塊以及形成該模塊的方法。盡管將在采用功率半導體器件的電源模塊的環(huán)境下描述本發(fā)明的原理，但是可以從能夠實現(xiàn)模塊中的基本上鏡像對稱的布置的半導體器件中獲益的任何應用或者相關的半導體技術，完全落入本發(fā)明寬泛的范圍內。
[0021]在實施方式中，模塊可以包括耦合(例如粘合地安裝(mount))至導電性襯底(例如引線框架)并且使用接線鍵合電耦合至此的集成電路(以裸片、或者以半導體器件實施的密封形式)、以及耦合在其上的分立無源元件。密封劑諸如塑料模制材料(例如環(huán)氧樹脂材料)被置于半導體器件和分立無源元件、以及任何附加元件周圍，用于提供環(huán)境和機械保護、以及利于在模塊操作期間散熱的導熱覆蓋物。其他模制材料和工藝以及被構造為沒有密封劑的電子器件，完全落入本發(fā)明寬泛的范圍。應該理解到，模塊可以至少部分地形成電源管理系統(tǒng)，其自身通常被稱為電源管理集成電路。
[0022]如將變得更顯而易見的，分立無源元件可以無限制地以電感器或者變壓器來實施。此外，半導體器件可以包括:有源元件(例如功率半導體開關)；和無源元件(例如二極管、電阻器、電容器)；以及電路，諸如控制器和驅動器，該控制器和驅動器形成有諸如運算放大器和比較器。當然，本發(fā)明寬泛的范圍不限于形成半導體器件的特定元件。
[0023]首先參考圖1，其示出了包括在模塊中可采用的電源轉換電路裝置的電源轉換器的實施方式的示意圖。電源轉換器包括電力系(power train) 110、包括控制電路元件的控制器120和驅動器130，并且提供電源給諸如微處理器的系統(tǒng)。盡管在所示的實施方式中，電力系110利用降壓轉換器拓撲結構(topology)，但是本領域技術人員應該理解到，其他轉換器拓撲結構諸如正向轉換器拓撲結構完全落入本發(fā)明寬泛的范圍。
[0024]電力系110在其輸入處從電力電源(由電池表示)接收輸入電壓PVIN，并且在其輸出處提供經(jīng)調整的(regulated)輸出電壓Vrat用于給例如微處理器供電。為了符合降壓轉換器拓撲結構的原理，輸出電壓Vrat—般小于輸入電壓PVIN，電源轉換器的開關操作能夠調整輸出電壓Vrat。使得有源元件諸如半導體開關(例如主要功率半導體開關Qmn)導通達初始間隔(interval)(—般與主要功率半導體開關Qmn的初始工作周期(duty cycle) “D”共存)并且將輸入電壓PVIN耦合至輸出濾波器電感器L。#在初始間隔期間，流過輸出濾波器電感器Lwt的電感器電流I ^jut隨著電流從電力系110的輸入流向輸出而增加。電感器電流ILout的部分被輸出濾波器電容器C OTt濾波。
[0025]在互補間隔(一般與主要功率半導體開關Qnm的互補工作周期“1-D”共存)期間，主要功率半導體開關Qmn轉變至不導通狀態(tài)并且使得另一個有源元件諸如另一個半導體開關(例如輔助功