專利名稱：具有雙暴露表面的封裝式半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置用于許多消費性電子產(chǎn)品中，例如移動電話以及膝上型計算機。然而， 在使用之前，半導(dǎo)體必須經(jīng)過設(shè)計，使得其依從在其將用于其中的產(chǎn)品中所分配的空 間，且解決因所述裝置本身的操作所引起的其它問題。
首先，需要在半導(dǎo)體電路小片操作時移除其中的熱量，因為電路小片將在操作期 間產(chǎn)生熱量。需要進行散熱的原因是熱量可降低電路小片的效率，或甚至對所述裝置 產(chǎn)生致命的影響。已經(jīng)有人將熱夾附接到半導(dǎo)體電路小片，以充當(dāng)自然的散熱片，然 而仍需要散熱或冷卻所述電路小片的經(jīng)改善方法。
其次，還需要附接到印刷電路板的多樣性方式。因為消費性產(chǎn)品在大小上變得越 來越小，因此對半導(dǎo)體中的多樣性的需求越來越大。需要形成具有到印刷電路板(PCB) 的可逆安裝能力的封裝式半導(dǎo)體裝置。另外，需要具有相同焊盤的封裝式半導(dǎo)體裝置， 所述焊盤可并入有不同的電路小片大小或多個電路小片。電子產(chǎn)品的功能度可改變， 因此需要不同的半導(dǎo)體電路小片或甚至具有相同焊盤的多個電路小片以進行制造。因 此，需要允許不同電路小片尺寸或具有相同焊盤的多個電路小片的封裝式裝置。本發(fā) 明在不同的實施例中共同及分開解決上述問題以及其它問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例涉及一種封裝式半導(dǎo)體裝置及一種用于制作所述封裝式裝置的 方法。
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，其包含(a)至少一個半導(dǎo)體電路小片，其包含
第一表面、第二表面及垂直晶體管，所述垂直晶體管具有至少一個控制區(qū)域以及所述第一表面處的至少一個第一端接區(qū)域及所述第二表面處的第二端接區(qū)域；(b)熱夾， 其具有第一表面與第二表面，其中所述第二表面連接到所述半導(dǎo)體電路小片的所述漏 極區(qū)域；(C)至少一個第一端接墊結(jié)構(gòu)，其具有第一表面、第二表面及從所述第一端 接墊結(jié)構(gòu)的一個側(cè)延伸的至少一個源極引線，其中所述半導(dǎo)體電路小片的所述第一端 接區(qū)域連接到所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的所述第一表面；(d)至少一個控制墊結(jié)構(gòu)，其具 有第一表面、第二表面及從所述控制墊結(jié)構(gòu)的一個端延伸的至少一個控制引線，其中 所述半導(dǎo)體電路小片的所述控制區(qū)域連接到所述控制墊結(jié)構(gòu)的所述第一表面；(e)至 少一個第二端接墊結(jié)構(gòu)，其具有第一表面、第二表面及從所述第二端接墊結(jié)構(gòu)的一個
端延伸的至少一個第二端接引線，其中所述第二端接墊的所述第一表面連接到所述熱 夾的所述第二表面；及(f)非導(dǎo)電鑄模材料，其囊封所述半導(dǎo)體電路小片，其中所述 熱夾的所述第一表面及所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的所述第二表面穿過所述非導(dǎo)電鑄模材料 而暴露，且其中所述控制引線、所述第一端接引線及所述第二端接引線穿過所述非導(dǎo) 電鑄模材料而暴露。
第一實施例包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管。所述實施例包括頂暴露的熱夾及 底暴露的源極墊，其中具有一個柵極、源極及漏極區(qū)域的半導(dǎo)體電路小片經(jīng)定向使得 所述半導(dǎo)體電路小片的所述區(qū)域接觸對應(yīng)的結(jié)構(gòu)(例如，所述電路小片的源極區(qū)域附 接到源極墊)。另外，所述源極、柵極及漏極引線均與所述底暴露的源極墊共面。
第二實施例類似于所述第一實施例，但具有頂暴露源極墊及底暴露熱夾，其中所 述源極、柵極及漏極引線均與所述熱夾共面。
所述裝置的同樣具有金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管的第三實施例包含具有兩個 源極區(qū)域及兩個柵極區(qū)域的半導(dǎo)體電路小片。因此，需要有兩個頂暴露的源極墊，及 附接到所述電路小片的適當(dāng)區(qū)域的兩個柵極墊。所述柵極、源極及漏極引線均與所述 底暴露的熱夾共面。
所述裝置的第四實施例是具有半導(dǎo)體電路小片的頂暴露熱夾，所述半導(dǎo)體電路小 片具有兩個源極及柵極區(qū)域，從而需要兩個源極墊及柵極墊來附接到所述電路小片。
本實施例的源極、柵極及漏極引線與所述底暴露的源極墊共面。
所有這些實施例均使用非導(dǎo)電鑄模材料來封裝，所述材料囊封所述半導(dǎo)體裝置以 保護其免受外界污染以及環(huán)境因素的破壞。這些實施例并非所述封裝式裝置的所有實 施例。也可在本發(fā)明中使用多個半導(dǎo)體電路小片。另外，所述晶體管也可能是雙極垂 直晶體管。然而，此裝置的不變特征是由(1)所述控制及第一端接引線，(2)底暴 露的熱夾或第一端接墊，及(3)第二端接引線組成的焊盤。
本發(fā)明還涉及制作這些裝置的方法，其包含(a)提供至少一個半導(dǎo)體電路小 片，其包含第一表面、第二表面及垂直晶體管，所述垂直晶體管具有至少一個控制區(qū) 域以及所述第一表面處的至少一個第一端接區(qū)域及所述第二表面處的第二端接區(qū)域；
(b)提供熱夾，其具有第一表面及第二表面；(c)提供呈矩陣格式的引線框架陣列， 所述引線框架包含至少一個第一端接墊結(jié)構(gòu)，其具有從所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的其中一個側(cè)延伸的至少一個第一端接引線；至少一個控制墊結(jié)構(gòu)，其具有從所述控制墊結(jié) 構(gòu)的一個端延伸的至少一個控制引線；至少一個第二端接墊結(jié)構(gòu)，其具有從所述第二 端接墊結(jié)構(gòu)的一個端延伸的至少一個第二端接引線，其中所述引線框架具有第一表面 及第二表面；(d)提供非導(dǎo)電鑄模材料；(e)將所述半導(dǎo)體電路小片的所述第二端 接區(qū)域附接到所述熱夾的所述第二表面；(f)將所述半導(dǎo)體電路小片的所述控制區(qū)域 附接到所述控制墊結(jié)構(gòu)的所述第一表面且將所述第一端接區(qū)域附接到所述引線框架中 的所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的所述第一表面；(g)將所述熱夾的所述第二表面附接到所述 引線框架中的所述第二端接墊結(jié)構(gòu)的所述第一表面；及(h)用所述非導(dǎo)電鑄模材料囊 封所述半導(dǎo)體電路小片、所述熱夾及所述引線框架，其中所述熱夾的所述第一表面及 所述引線框架的所述第二表面上的所述第一端接墊結(jié)構(gòu)以及所述控制引線、所述第一 端接引線及所述第二端接引線穿過所述鑄模材料而暴露。
本發(fā)明具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的多個優(yōu)點。首先，本發(fā)明預(yù)期有高熱容量，因為所述
封裝式半導(dǎo)體裝置的兩側(cè)均暴露。熱夾的暴露在所述封裝式裝置中提供自然的散熱片。 暴露熱夾及源極墊允許所述半導(dǎo)體在操作時自然地冷卻，從而提供改善的熱容量。第 二，所述封裝式裝置的兩側(cè)均可附接到PCB。第三，所述封裝半導(dǎo)體可并入有不同大 小的半導(dǎo)體電路小片或甚至多個電路小片且仍具有相同的焊盤。第四，所述裝置的制
造工藝比較簡單，因為可使用經(jīng)預(yù)先鍍敷的引線框架，而不必在制造期間來鍍敷所述 引線框架。最后，所述裝置可靈活地使用銅質(zhì)凸塊及化學(xué)鍍鎳金凸塊。


圖1顯示頂暴露熱夾封裝式半導(dǎo)體裝置的平面圖的俯視透視圖。 圖2顯示頂暴露熱夾封裝式半導(dǎo)體裝置的平面圖的仰視透視圖。 圖3顯示所述頂暴露熱夾封裝式半導(dǎo)體裝置中部分移除鑄模材料及熱夾后而暴露
所述半導(dǎo)體電路小片的俯視圖。
圖4顯示所述頂暴露熱夾封裝式半導(dǎo)體裝置中部分移除所述鑄模后的仰視圖。
圖5顯示所述頂暴露熱夾封裝式半導(dǎo)體裝置中的部件的分解圖。
圖6顯示所述頂暴露熱夾封裝式裝置的剖面圖。
圖7顯示頂暴露源極墊封裝式半導(dǎo)體裝置的平面圖的俯視透視圖。
圖8顯示所述頂暴露源極墊封裝式半導(dǎo)體裝置的平面圖的仰視透視圖。
圖9顯示所述頂暴露源極墊封裝式半導(dǎo)體裝置中部分移除鑄模后的俯視圖。
圖10顯示所述頂暴露源極墊封裝式半導(dǎo)體裝置中部分移除所述鑄模材料及熱夾
后而暴露所述半導(dǎo)體電路小片的仰視圖。
圖11顯示所述頂暴露源極墊封裝式裝置的剖面圖。
圖12顯示具有電路小片的頂暴露源極墊封裝式半導(dǎo)體的示意圖的俯視透視圖， 所述電路小片具有多個源極及柵極區(qū)域。圖12a顯示具有電路小片的頂暴露源極墊封裝式半導(dǎo)體的示意圖的剖面圖，所述 電路小片具有多個源極及柵極區(qū)域。
圖13顯示具有電路小片的頂暴露熱夾封裝式半導(dǎo)體的示意圖的俯視透視圖，所 述電路小片具有多個源極及柵極區(qū)域。
圖13a顯示具有電路小片的頂暴露熱夾封裝式半導(dǎo)體的示意圖的剖面圖，所述電 路小片具有多個源極及柵極區(qū)域。
圖14顯示制造所述封裝式半導(dǎo)體裝置的方法的工藝流程。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種封裝式半導(dǎo)體裝置。所述裝置包括半導(dǎo)體電路小片，例如倒裝芯 片，其表面具有至少一個柵極及源極區(qū)域且在相對的表面上具有漏極區(qū)域。所述半導(dǎo) 體電路小片可在所述源極/柵極表面上具有凸出部分，所述表面將所述倒裝芯片耦合到 引線框架中的電路小片附接墊的表面，或更具體來說耦合到所述源極及柵極墊。所述 倒裝芯片的漏極區(qū)域附接到所述熱夾的一個表面。所述裝置可具有頂暴露或熱夾或源 極墊，且將分別具有底暴露的源極墊或熱夾。然后，用非導(dǎo)電鑄模材料(例如塑料樹 脂)來覆蓋此經(jīng)組裝的裝置。所述鑄模材料是保護所述倒裝芯片免受其環(huán)境內(nèi)的污染 或其它因素的破壞且還電隔離所述裝置內(nèi)的某些部件(例如，將所述柵極墊與所述源 極墊電隔離)所必須的。然而，不論所述源極墊及熱夾是頂暴露還是底暴露，所述柵 極、源極及漏極引線穿過所述鑄模材料而暴露，如同所述源極墊及熱夾的外表面。不 論所述底暴露的表面是源極墊還是熱夾，所述引線均與其共面。
所述封裝式半導(dǎo)體裝置具有數(shù)個優(yōu)點。熱夾及源極墊的暴露提供高熱容量，其在 所述電路小片操作時提供冷卻機制。另外，本發(fā)明可具有不同大小半導(dǎo)體電路小片或 多個電路小片的實施例，且仍具有相同的焊盤?？蓪Π雽?dǎo)體電路小片的類型或數(shù)量做 出調(diào)整而不犧牲封裝的形狀，且因此實現(xiàn)所述封裝式半導(dǎo)體將在其中使用的端產(chǎn)品的 制造中的一致性。另外，本發(fā)明的形狀可媲美8引腳小輪廓封裝(StdS08)及無損耗 封裝(FLPAK)裝置。
圖l-13a顯示本發(fā)明的數(shù)個實施例，而圖14顯示制造所述裝置的方法。圖1及2 中顯示具有頂暴露的熱夾100的封裝式半導(dǎo)體裝置的第一實施例，其將倒裝芯片用作 所述半導(dǎo)體電路小片。所述裝置包括熱夾101、柵極引線104、源極引線105、漏極引 線106、源極墊108、柵極墊109及非導(dǎo)電鑄模材料103。熱夾101及源極墊108各自 具有穿過非導(dǎo)電鑄模材料103而暴露的一個表面。柵極墊109雖然穿過鑄模材料103 而暴露但由非導(dǎo)電油墨覆蓋。參照圖2，柵極引線104及源極引線105在封裝式半導(dǎo) 體100的左側(cè)上穿過鑄模材料103而橫向暴露，而漏極引線106穿過鑄模材料103在 右側(cè)上橫向暴露。
圖1及2僅顯示一個柵極引線104、三個源極引線105及四個漏極引線106。其它實施例具有多個源極及柵極引線，其中每一引線附接到個別的源極墊或柵極墊。柵 極引線104及源極引線105具有鷗翼形狀，使得引線104、 105與底暴露的源極墊108 共面。本發(fā)明的重要特征是柵極引線104、源極引線105及漏極引線106與源極墊108 的共面性質(zhì)，以便產(chǎn)生焊盤。對于其中使用所述半導(dǎo)體的其它裝置來說，形成單一的 焊盤對于制造目的來說至關(guān)重要。
圖3及4顯示此第一實施例中的封裝式半導(dǎo)體100的頂部與底部兩者的剖視圖。 從此圖可出的特征是熱夾101與源極墊108兩者上的半蝕刻部分114、 116。熱夾101 周圍的半蝕刻部分114鎖住非導(dǎo)電鑄模材料103。同樣，源極墊108周圍的半蝕刻部 分116也將非導(dǎo)電鑄模材料103鎖定到所述裝置，從而形成封裝式半導(dǎo)體裝置100。
從圖3中的剖視圖向內(nèi)看，焊料膏層115將熱夾101連接到倒裝芯片112的漏極 區(qū)域。倒裝芯片112在一側(cè)上具有漏極區(qū)域，其相對側(cè)存放所述源極及柵極區(qū)域。此 第一實施例中的倒裝芯片112顯示面向熱夾101的未暴露表面的漏極區(qū)域。漏極墊113 也由焊料膏115附接到熱夾101的未暴露表面。倒裝芯片112具有從所述柵極與源極 區(qū)域兩者突出的多個凸塊，其被焊料膏覆蓋，所述焊料膏在源極墊108、柵極墊109 與倒裝芯片112之間形成牢固的連接。在此第一實施例中存在分別各自從倒裝芯片112 的柵極區(qū)域及源極區(qū)域突出的一個柵極凸塊111及數(shù)個源極凸塊110。柵極凸塊111 與柵極墊109以及源極凸塊110與源極墊108分別由焊料膏附接。
另夕卜，聯(lián)結(jié)桿107從源極墊108處突出。聯(lián)結(jié)桿107將所述源極墊連接到所述引 線框架。 一般來說，在制造中使用所述引線框架。所述引線框架存放所述源極、柵極 及漏極引線及墊或電路小片附接墊及引線。這些引線框架呈陣列格式，在此處其全部 由聯(lián)結(jié)軌互連。所述聯(lián)結(jié)軌與(舉例來說)用聯(lián)結(jié)桿支撐在所述兩個聯(lián)結(jié)軌之間的所 述電路小片附接墊及引線彼此平行地伸展。所述聯(lián)結(jié)桿在制造期間支撐所述電路小片 附接墊，且將所述電路小片附接墊(懸掛在中間)附接到所述聯(lián)結(jié)軌。 一旦將所述半 導(dǎo)體電路小片附接到所述引線框架中的電路小片附接墊并對所述引線框架施加鑄模， 那么然后可將其切割為個別件或從所述引線框架中擊出，從而留下封裝式半導(dǎo)體裝置。 在此實例中，聯(lián)結(jié)桿107在組裝期間支撐源極墊108。
圖4顯示第一實施例中的封裝式半導(dǎo)體100的底暴露源極墊108的剖視圖。源極 墊108在其周界具有半蝕刻部分116以將鑄模材料103鎖至裝置100。柵極墊109及 漏極墊113并不直接接觸源極墊108。鑄模材料103完全包圍源極墊108的邊緣，其 中源極墊108的表面穿過鑄模材料103而暴露，使得源極墊108不直接接觸柵極墊109 與漏極墊113。鑄模材料103進一步部分地覆蓋源極引線105、柵極引線104及漏極引 線106，使得所述引線穿過鑄模材料103而暴露。可從最靠近從源極墊108延伸的漏 極墊113的側(cè)上看到聯(lián)結(jié)桿107，其為來自引線框架的殘余部分。柵極墊109具有從 其延伸的柵極引線104且還具有半蝕刻部分118。同樣，半蝕刻部分118可用于將鑄 模材料103鎖至所述結(jié)構(gòu)，以便適當(dāng)?shù)胤庋b所述裝置。
圖5是所述封裝式半導(dǎo)體裝置從頂部到底部的分解圖，圖中顯示熱夾IOI，其周界具有半蝕刻部分114;倒裝芯片112,其漏極區(qū)域面向熱夾101;源極墊109，其 具有源極引線105及焊料膏117以接納及附接倒裝芯片112的源極區(qū)域上的凸塊；柵 極墊109，其具有柵極引線104及焊料膏117以將倒裝芯片112上的柵極凸塊接納及 附接到柵極墊109;漏極墊113，其具有漏極引線106;及鑄模材料103以囊封所述裝 置。
圖6是封裝式半導(dǎo)體裝置100的剖面圖。從左到右移動，圖中將柵極引線104顯 示為部分由鑄模材料103覆蓋。注意柵極墊109，可看見半蝕刻部分118如同柵極墊 109與源極墊108之間的鑄模材料103，以便使所述兩個結(jié)構(gòu)電隔離。另外，可看見源 極墊108的周界周圍的半蝕刻部分116。在源極墊108與柵極墊109兩者上的是焊料 膏in，其將從倒裝芯片112突出的源極凸塊IIO及柵極凸塊111分別連接到源極墊 108及柵極墊109。倒裝芯片112的漏極區(qū)域通過焊料膏115附接到熱夾101。漏極墊 113也通過與倒裝芯片112在同一表面上的焊料膏115附接到熱夾101。漏極墊113 及倒裝芯片112還通過鑄模材料112電隔離。漏極引線106延伸穿過鑄模材料103。 漏極引線106、源極引線[此圖中未顯示]及柵極引線104與底暴露源極墊108共面，從 而形成焊盤。
在第二實施例中，圖7及8顯示出具有頂暴露源極墊的封裝式半導(dǎo)體裝置200。 圖7顯示源極墊201的穿過鑄模材料203而暴露的一個表面。柵極墊202也穿過鑄模 材料203而暴露，但被非導(dǎo)電油墨覆蓋。柵極引線205、源極引線206及漏極引線207 穿過鑄模材料203而暴露。圖8顯示封裝式半導(dǎo)體200的底側(cè)，其中熱夾209的一個 表面穿過鑄模材料203而暴露。柵極引線205、源極引線206及漏極引線207與熱夾 209共面，從而形成焊盤。
圖9及10是第二實施例的從頂部及底部角度的剖視圖。參照圖9，可在源極墊 201周圍看見半蝕刻部分211特征，其用于將鑄模材料203鎖至源極墊201。源極墊 201具有聯(lián)結(jié)桿208，其是引線框架的殘余部分。柵極墊202具有用于將鑄模材料203 鎖至柵極墊202的半蝕刻部分218。鑄模材料203完全包圍源極墊201，使得源極墊 203與柵極墊202或漏極墊210之間無直接連接。
圖10顯示封裝式半導(dǎo)體200的仰視圖。熱夾209在周界周圍具有用于鎖定非導(dǎo) 電鑄模材料203的半蝕刻部分216。焊料膏213將漏極墊210及倒裝芯片212粘著到 熱夾210的未暴露表面。倒裝芯片212在所述芯片的一個側(cè)上具有漏極區(qū)域且在相對 側(cè)上具有柵極及源極區(qū)域。倒裝芯片212具有柵極凸塊215及多個源極凸塊214，其 分別從倒裝芯片212上的相應(yīng)柵極及源極區(qū)域突出。這些凸塊214、 215將倒裝芯片 212連接到源極墊201及柵極墊202。源極引線206、柵極引線205及漏極引線207與 熱夾209共面。
參照圖11，其顯示半導(dǎo)體裝置200的剖面圖。柵極引線205及源極引線[此圖中 未顯示]與熱夾209共面。柵極引線205由非導(dǎo)電鑄模材料203部分地覆蓋。柵極墊 202由鑄模材料203覆蓋，從而將其與源極墊201隔離。柵極墊203及源極墊201具有焊料膏217，其將從倒裝芯片212突出的柵極凸塊215及源極凸塊214分別連接到 柵極墊202及源極墊201。在倒裝芯片212的相對側(cè)上的是用于將倒裝芯片212附接 到熱夾209的焊料膏213。漏極墊210也由焊料膏213附接到熱夾209。鑄模材料203 將漏極墊210與倒裝芯片212分離，且還部分地覆蓋漏極引線207。漏極引線207與 熱夾209共面。
圖12、 12a、 13及13a顯示兩個其它實施例，其中倒裝芯片309、 409具有多個 柵極及源極區(qū)域。具體來說，倒裝芯片309、 409具有兩個柵極區(qū)域及兩個源極區(qū)域。 圖12及12a顯示第三實施例中的頂暴露源極墊封裝式半導(dǎo)體300，而圖13及13a顯 示第四實施例中的頂暴露熱夾封裝式半導(dǎo)體400。
圖12及12a顯示從柵極墊303延伸穿過非導(dǎo)電鑄模材料314的柵極引線304。同 樣地，源極引線305從源極墊302延伸穿過非導(dǎo)電鑄模材料314。源極墊302穿過鑄 模材料314而暴露。源極引線305與柵極引線304均具有階梯形狀，使得其與熱夾301 共面。裝置300中所形成的悍盤與第二實施例中所形成的焊盤相同。熱夾301具有穿 過鑄模材料314的底暴露表面，且具有半蝕刻部分313以鎖定鑄模材料314。倒裝芯 片309及漏極墊308由焊料膏附接到熱夾301。倒裝芯片309由焊料膏連接到源極墊 302及柵極墊303，所述焊料膏分別固持及接納源極凸塊311及柵極凸塊310。柵極墊 303與源極墊302由鑄模材料314分離，且源極墊302在周界周圍具有用于鎖定鑄模 材料314的半蝕刻部分312。從圖12a中的透視圖也可看見柵極墊303中的半蝕刻部 分315。另外，源極墊302具有聯(lián)結(jié)桿307，其是在制造中使用的引線框架的殘余部分。 這些聯(lián)結(jié)桿307將兩個漏極墊308分離且延伸穿過鑄模材料314。
圖13及13a顯示頂暴露熱夾401及具有倒裝芯片404的底暴露源極墊402，倒裝 芯片404具有兩個柵極區(qū)域及源極區(qū)域，其對應(yīng)于兩個柵極墊403、源極墊402及漏 極墊405。源極引線405及柵極引線404具有鷗翼形狀，使得其與源極墊402及漏極 引線406共面。此裝置中所形成的焊盤與第一實施例中所形成的焊盤相同。源極引線 406、柵極引線407及漏極引線406與源極墊402共面。除熱夾301通過底暴露源極墊 302而頂暴露之外，半導(dǎo)體裝置400的特征與圖12及12a中的半導(dǎo)體裝置300相似， 而圖13及13a中的熱夾401及源極墊402位于相對的位置。
圖14顯示用于制造所述封裝式半導(dǎo)體裝置的工藝。不同實施例的制造方法相同， 但將在所使用的半導(dǎo)體電路小片的數(shù)量或類型以及源極、漏極及柵極結(jié)構(gòu)(即，包含 墊與引線兩者的結(jié)構(gòu))的數(shù)量及類型方面不同。將焊料膏散布在所述熱夾的表面上， 其呈陣列格式，且將所述半導(dǎo)體電路小片的漏極區(qū)域附接到所述熱夾(步驟501、502)。 然后將具有所附接的電路小片的熱夾單個化(步驟503)。然后，通過將焊料膏散布
在所述源極墊及柵極墊將接納所述半導(dǎo)體電路小片上的源極及柵極凸塊的區(qū)域處來準(zhǔn) 備引線框架(步驟504)。將所述焊料膏同時散布在用以附接到所述熱夾的漏極墊上 (步驟504)。然后將具有所述電路小片的熱夾附接到所述引線框架(步驟505)。使 用回流工藝來最終接合(1)所述熱夾及電路小片，(2)所述熱芯片及漏極墊，(3)所述柵極墊及柵極凸塊，及(4)所述源極墊及源極凸塊[未顯示]。
在所述回流工藝之后，然后通過施加非導(dǎo)電鑄模材料來囊封所述裝置、使所述熱 夾、源極墊以及柵極引線、源極引線及漏極引線穿過所述鑄模材料而暴露來封裝所述
裝置(步驟506)。鑄模所述裝置的方法是所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。然后可 標(biāo)記所述經(jīng)封裝裝置(步驟507)。在標(biāo)記所述裝置之后，將其修整及形成(步驟508)。 然后可通過所屬技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何方法(例如鋸割)來單個化所述裝置，從而可 將所述柵極墊、源極墊及漏極墊全部從所述引線框架陣列斷開且從連接所述引線框架 陣列的聯(lián)結(jié)軌切割出所述聯(lián)結(jié)桿(步驟509)。所得產(chǎn)品是具有雙暴露表面及與底暴 露表面共面的引線的封裝式半導(dǎo)體裝置。
已結(jié)合垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管說明了上述實施例。然而，所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員應(yīng)了解，也可用其它晶體管及裝置來代替。舉例來說，可用垂直雙極晶 體管來代替所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管，其發(fā)射極區(qū)域及觸點對應(yīng)于源極區(qū)域 及觸點，基極區(qū)域及觸點對應(yīng)于柵極區(qū)域及觸點，而集電極區(qū)域及觸點對應(yīng)于漏極區(qū) 域及漏極觸點。
雖然已參照優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，但所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，可在 不背離本發(fā)明的范圍的前提下對其做出各種改變且可以等效例來代替其元件以適應(yīng)于
特定情況。因此，并不期望本發(fā)明受限于本文所揭示的涵蓋用于實行本發(fā)明的最佳模 式的特定實施例，而是本發(fā)明將包括歸屬于隨附權(quán)利要求書的范圍及精神中的所有實施例。
參考列表
100- 頂暴露熱芯片封裝式半導(dǎo)體
101- 熱芯片
103- 鑄模材料
104- 柵極引線
105- 源極引線
106- 漏極引線
107- 聯(lián)結(jié)桿
108- 源極墊
109- 柵極墊
110- 源極凸塊
111- 柵極凸塊
112- 倒裝芯片
113- 漏極墊
114- 熱芯片周圍的半蝕刻部分
115- 用以將熱芯片及漏極墊附接到倒裝芯片的焊料膏
116- 源極墊周圍的半蝕刻部分117- 用以將源極墊及柵極墊附接到倒裝芯片的焊料膏
118- 柵極墊周圍的半蝕刻部分
200- 頂暴露源極墊半導(dǎo)體
201- 源極墊
202- 柵極墊
203- 鑄模材料
205- 柵極引線
206- 源極引線
207- 漏極引線
208- 聯(lián)結(jié)桿
209- 熱芯片
210- 漏極墊
211- 源極墊周圍的半蝕刻部分
212- 倒裝芯片
213用以將熱芯片及漏極墊附接到倒裝芯片的焊料膏
214- 源極凸塊
215- 柵極凸塊
216- 熱芯片周圍的半蝕刻部分
217- 用以將柵極墊及源極墊附接到倒裝芯片的焊料膏
218- 柵極墊周圍的半蝕刻部分
300- 具有倒裝芯片的頂暴露源極墊封裝式半導(dǎo)體，所述倒裝芯片具有多個源極及 柵極區(qū)域
301- 熱芯片
302- 源極墊
303- 柵極墊
304- 柵極引線
305- 源極引線
306- 漏極引線
307- 聯(lián)結(jié)桿
308- 漏極墊
309- 倒裝芯片
310- 柵極凸塊
311- 源極凸塊
312- 源極墊周圍的半蝕刻部分
313- 熱芯片周圍的半蝕刻部分
314- 鑄模材料315-柵極墊周圍的半蝕刻部分
400- 具有倒裝芯片的頂暴露熱芯片封裝式半導(dǎo)體，所述倒裝芯片具有多個源極及 柵極區(qū)域
401- 熱芯片
402- 源極墊
403- 柵極墊
404- 柵極引線
405- 源極引線
406- 漏極引線
407- 聯(lián)結(jié)桿
408- 漏極墊
409- 倒裝芯片
410- 柵極凸塊
411- 源極凸塊
412- 源極墊周圍的半蝕刻部分
413- 熱芯片周圍的半蝕刻部分
414- 鑄模材料
415- 柵極墊周圍的半蝕刻部分
步驟501-將焊料膏散布到半導(dǎo)體電路小片的熱芯片及漏極區(qū)域上。
步驟502-將倒裝芯片附接到熱芯片
步驟503-單個化熱芯片
步驟504-將焊料膏散布到引線框架上
步驟505-將半導(dǎo)體電路小片及熱芯片附接到引線框架
步驟506-鑄模材料囊封
步驟507-經(jīng)封裝裝置的標(biāo)記
步驟508-經(jīng)封裝裝置的修整及形成
步驟509-單個化經(jīng)封裝裝置
權(quán)利要求
1、一種封裝式半導(dǎo)體裝置，其包含a. 至少一個半導(dǎo)體電路小片，其包含具有至少一個控制區(qū)域以及至少一個第一端接區(qū)域及一第二端接區(qū)域的垂直晶體管；b. 熱夾，其具有第一表面及第二表面，其中所述熱夾的所述第二表面連接到所述半導(dǎo)體電路小片的所述第二端接區(qū)域；c. 至少一個第一端接墊結(jié)構(gòu)，其具有第一表面、第二表面及從所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的一側(cè)延伸的至少一個第一端接引線，其中所述半導(dǎo)體電路小片的所述第一端接區(qū)域連接到所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的所述第一表面；d. 至少一個控制墊結(jié)構(gòu)，其具有第一表面、第二表面及從所述控制墊結(jié)構(gòu)的一端延伸的至少一個控制引線，其中所述半導(dǎo)體電路小片的所述控制區(qū)域連接到所述控制墊結(jié)構(gòu)的所述第一表面；e. 至少一個第二端接墊結(jié)構(gòu)，其具有第一表面、第二表面及從所述第二端接引線墊結(jié)構(gòu)的一端延伸的至少一個第二端接引線，其中所述第二端接墊的所述第一表面連接到所述熱夾的所述第二表面；及f. 非導(dǎo)電鑄模材料，其囊封所述半導(dǎo)體電路小片，其中所述熱夾的所述第一表面及所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的所述第二表面穿過所述非導(dǎo)電鑄模材料而暴露，且其中所述控制引線、所述第一端接引線及所述第二端接引線穿過所述非導(dǎo)電鑄模材料而暴露。
2、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述熱夾的所述第一表面穿過所述鑄模材料 而頂暴露且所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的所述第二表面穿過所述鑄模材料而底暴露。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述控制引線、所述第一端接引線及所述第 二端接引線與所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的所述底暴露第二表面共面。
4、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的所述第二表面穿過所 述鑄模材料而頂暴露且所述熱夾的所述第一表面穿過所述鑄模材料而底暴露。
5、 如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述控制引線、所述第一端接引線及所述第 二端接引線與所述熱夾的所述底暴露第一表面共面。
6、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體電路小片是金屬氧化物半導(dǎo)體場 效晶體管且所述第一端接區(qū)域是源極區(qū)域，所述控制區(qū)域是柵極區(qū)域，所述第二端接 區(qū)域是漏極區(qū)域，且其中所述第一端接墊結(jié)構(gòu)及引線是源極墊及引線，所述控制墊結(jié) 構(gòu)及引線是柵極墊及引線，且所述第二端接墊結(jié)構(gòu)及引線是漏極墊及引線。
7、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體電路小片是雙極晶體管且所述第 一端接區(qū)域是發(fā)射極區(qū)域，所述控制區(qū)域是基極區(qū)域，且所述第二端接區(qū)域是集電極 區(qū)域，且其中所述第一端接墊結(jié)構(gòu)及引線是發(fā)射極墊及引線，所述控制墊結(jié)構(gòu)及引線 是基極墊及引線，且所述第二端接墊結(jié)構(gòu)及引線是集電極墊及引線。
8、 一種用于制作封裝式半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包含a. 提供至少一個半導(dǎo)體電路小片，其包含具有至少一個控制區(qū)域以及至少一 個第一端接區(qū)域及一第二端接區(qū)域的晶體管；b. 提供熱夾，其具有第一表面及第二表面C.提供呈矩陣格式的引線框架陣列，所述引線框架包含至少一個第一端接 墊結(jié)構(gòu)，其具有從所述第一端接墊結(jié)構(gòu)的一側(cè)延伸的至少一個第一端接引 線；至少一個控制墊結(jié)構(gòu)，其具有從所述控制墊結(jié)構(gòu)的一端延伸的至少一 個控制引線；及至少一個第二端接墊結(jié)構(gòu)，其具有從所述第二端接墊結(jié)構(gòu) 的一端延伸的至少一個第二端接引線，其中所述引線框架具有第一表面及 第二表面；d. 提供非導(dǎo)電鑄模材料；e. 將所述半導(dǎo)體電路小片的所述第二端接區(qū)域附接到所述熱夾的所述第二 表面；f. 將所述半導(dǎo)體電路小片的所述控制區(qū)域附接到所述控制墊結(jié)構(gòu)的所述第 一表面且將所述第一端接區(qū)域附接到所述引線框架中的所述第一端接墊 結(jié)構(gòu)的所述第一表面；g. 將所述熱夾的所述第二表面附接到所述引線框架中的所述第二端接墊結(jié) 構(gòu)的所述第一表面；h. 用所述非導(dǎo)電鑄模材料囊封所述半導(dǎo)體電路小片、所述熱夾及所述引線框 架，其中所述熱夾的所述第一表面及所述引線框架的所述第二表面上的所述第一端接墊結(jié)構(gòu)以及所述控制引線、所述第一端接引線及所述第二端接 弓I線穿過所述鑄模材料而暴露。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其進一步包含用焊料膏附接所述半導(dǎo)體電路小片、 所述引線框架及所述熱夾。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其進一步包含在囊封之前使用回流工藝。
11、 如權(quán)利要求10所述的方法，其進一步包含標(biāo)記所述裝置。
12、 如權(quán)利要求ll所述的方法，其進一步包含從所述引線框架單個化所述裝置。
13、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述半導(dǎo)體電路小片是金屬氧化物半導(dǎo)體場 效晶體管且所述第一端接區(qū)域是源極區(qū)域，所述控制區(qū)域是柵極區(qū)域，所述第二端接 區(qū)域是漏極區(qū)域，且其中所述第一端接墊結(jié)構(gòu)及引線是源極墊及引線，所述控制墊結(jié) 構(gòu)及引線是柵極墊及引線，且所述第二端接墊結(jié)構(gòu)及引線是漏極墊及引線。
14、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述半導(dǎo)體電路小片是雙極晶體管且所述第 一端接區(qū)域是發(fā)射極區(qū)域，所述控制區(qū)域是基極區(qū)域，且所述第二端接區(qū)域是集電極 區(qū)域，其中所述基極區(qū)域設(shè)置在所述發(fā)射極與集電極區(qū)域之間，且其中所述第一端接墊結(jié)構(gòu)及引線是發(fā)射極墊及引線，所述控制墊結(jié)構(gòu)及引線是基極墊及引線，且所述第 二端接墊結(jié)構(gòu)及引線是集電極墊及引線。
全文摘要
所主張的發(fā)明是一種具有雙暴露表面的封裝式半導(dǎo)體裝置及一種制造所述裝置的方法。熱夾及一個或多個源極墊穿過用于封裝所述裝置的非導(dǎo)電鑄模材料而暴露在所述裝置的相對端上。所述熱夾及源極墊可以是頂暴露或底暴露。柵極、源極及漏極引線穿過所述鑄模材料而暴露，且所有引線均與所述底暴露表面共面。所述裝置可具有多個半導(dǎo)體電路小片或各種大小的電路小片，但仍具有單一不變的焊盤。所述制造方法需要將所述半導(dǎo)體電路小片附接到熱夾，且然后將具有所附接熱夾的電路小片附接到引線框架。然后，依序鑄模、標(biāo)記、修整及單個化所得裝置，從而形成具有雙暴露表面的封裝式半導(dǎo)體裝置。
文檔編號H01L23/34GK101421840SQ200680048458
公開日2009年4月29日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者羅梅爾·N·馬納塔德, 魯賓·P·馬德里 申請人:飛兆半導(dǎo)體公司