底部源極的功率器件及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明一般涉及一種半導(dǎo)體功率器件及其制備方法，更確切的說(shuō)，本發(fā)明旨在提供一種具有底部源極的功率器件及其制備方法。該功率器件的底部源極從塑封體底部外露出來(lái)，而且該功率器件還具有可以選擇是否從塑封體頂部外露的金屬電極，以及包含減小襯底電阻的超薄芯片，從而提供具有極佳電氣性能和散熱性能的半導(dǎo)體功率器件。
【專利說(shuō)明】底部源極的功率器件及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及一種半導(dǎo)體功率器件及其制備方法，更確切的說(shuō)，本發(fā)明旨在提供一種具有底部源極的功率器件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我們都知道，功率器件的功耗在一般情況下都是非常大，在類似于DC-DC功率器件的應(yīng)用中，基于提高器件電氣性能和散熱性能的考慮，通常是將器件的一部分金屬電極從包覆芯片的塑封材料中外露出來(lái)，以期獲得最佳的散熱效果。例如在美國(guó)專利申請(qǐng)US2003/0132531A1中就展示了一種芯片底部電極外露并用于支持表面貼裝技術(shù)的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)24，如圖1所示，金屬罐狀結(jié)構(gòu)12的凹槽內(nèi)設(shè)置有功率芯片M0SFET10，MOSFETIO一側(cè)的漏極通過(guò)導(dǎo)電銀漿14粘貼在金屬罐狀結(jié)構(gòu)12的凹槽底部，從而其漏極被傳導(dǎo)到金屬罐狀結(jié)構(gòu)12的凸起邊緣22上，而M0SFET10另一側(cè)的源極接觸端18和柵極接觸端則剛好與凸起邊緣22位于同一側(cè)。在金屬罐狀結(jié)構(gòu)12的凹槽內(nèi)的圍繞在M0SFET10周圍的空隙處還填充有低應(yīng)力高粘合能力的導(dǎo)電材料16。雖然該封裝結(jié)構(gòu)24在一定程度上解決了散熱問(wèn)題，但要制備金屬罐狀結(jié)構(gòu)12這樣的物體，在實(shí)際生產(chǎn)中其成本不菲。另外一方面，其源極接觸端18和柵極接觸端的位置均被固定了，例如其柵極接觸端無(wú)法被調(diào)整至與凸起邊緣22位于同一列從而難以與PCB上的焊盤布置相適配，這無(wú)疑抑制了封裝結(jié)構(gòu)24的適用范圍。
[0003]此外，應(yīng)用在功率器件中的芯片的襯底電阻通常都比較大，這致使器件的通態(tài)電阻RDson也隨之增大，所以怎樣適當(dāng)?shù)慕档托酒囊r底電阻是我們所需要解決的問(wèn)題。在當(dāng)前的技術(shù)中，晶圓級(jí)芯片尺寸封裝(WLCSP)是可供選擇的一種方式，該工藝是整片晶圓生產(chǎn)完成后，直接在晶圓上進(jìn)行封裝測(cè)試并實(shí)施植球，之后才將晶圓切割制成幾乎等同于原晶粒的大小的單顆1C?？紤]到晶圓級(jí)封裝所制備的芯片具有小型化薄型化的優(yōu)勢(shì)，所以如何利用晶圓級(jí)封裝工藝來(lái)提供超薄的芯片并應(yīng)用在功率器件中，仍然是我們所面臨的問(wèn)題之一 O
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供了一種底部源極的功率器件，包括:
一金屬基座單元，所述金屬基座單元包含彼此分隔開(kāi)的第一基座和第二基座，及分別設(shè)置在第一基座兩側(cè)的第三、第四基座；
一倒裝設(shè)置在第一、第二基座上的初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)正面的多個(gè)焊接凸塊分別焊接在第一、第二基座上；
一設(shè)置在所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)上方的橋形金屬片，所述橋形金屬片包含頂部金屬片及連接在頂部金屬片兩側(cè)并向下彎折的側(cè)部金屬片；
其中，位于頂部金屬片兩側(cè)的所述側(cè)部金屬片分別延伸至設(shè)置在第三基座頂部的凹槽內(nèi)和設(shè)置在第四基座頂部的凹槽內(nèi)，及位于所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)背面的底部金屬層通過(guò)導(dǎo)電材料焊接在所述頂部金屬片的底面上；
一將所述金屬基座單元、初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)、橋形金屬片予以包覆的塑封體，其中，第一、第三、第四基座各自的底面均從所述塑封體的底面予以外露。
[0005]上述的底部源極的功率器件，初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一芯片及覆蓋在芯片正面的頂部塑封層，多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在所述芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上；并且
所述頂部塑封層包覆在所述焊接凸塊側(cè)壁的周圍，從而任意一個(gè)所述的焊接凸塊均從所述頂部塑封層中予以外露；以及
所述底部金屬層設(shè)置在所述芯片的背面。
[0006]上述的底部源極的功率器件，所述第二基座位于所述第三基座和所述第四基座之間或位于第三基座的延長(zhǎng)線和第四基座的延長(zhǎng)線之間。
[0007]上述的底部源極的功率器件，初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一個(gè)芯片，多個(gè)所述的焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上，多個(gè)金屬焊盤中至少包含構(gòu)成芯片第一電極的金屬焊盤和構(gòu)成芯片第二電極的金屬焊盤；
其中，連接于構(gòu)成第一電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接在第一基座的頂面上，連接于構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接在第二基座的頂面上。
[0008]上述的底部源極的功率器件，所述第二基座的底面從所述塑封體的底面予以外露。
[0009]上述的底部源極的功率器件，所述第二基座包含一個(gè)厚度小于第一基座厚度的并被包覆在塑封體內(nèi)的延伸結(jié)構(gòu)，和一個(gè)與該延伸結(jié)構(gòu)連接在一起的外部引腳，所述外部引腳位于第四基座沿縱向的延長(zhǎng)線上；
其中，所述延伸結(jié)構(gòu)向初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的下方橫向延伸直至與一部分設(shè)置在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)正面的焊接凸塊在垂直方向上交疊。
[0010]上述的底部源極的功率器件，所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一個(gè)芯片，多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上，多個(gè)金屬焊盤中至少包含構(gòu)成芯片第一電極的金屬焊盤和構(gòu)成芯片第二電極的金屬焊盤；
其中，連接于構(gòu)成第一電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接在第一基座的頂面上，連接于構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊與延伸結(jié)構(gòu)在垂直方向上交疊并焊接在該延伸結(jié)構(gòu)上。
[0011]上述的底部源極的功率器件，所述外部引腳的底面從所述塑封體的底面予以外露。
[0012]上述的底部源極的功率器件，接觸第四基座的側(cè)部金屬片沿縱向的寬度，小于頂部金屬片沿縱向的寬度，以避免接觸第四基座的側(cè)部金屬片觸及到第二基座。
[0013]上述的底部源極的功率器件，在所述頂部金屬片中設(shè)置有貫穿該頂部金屬片厚度的一個(gè)或多個(gè)通孔。
[0014]上述的底部源極的功率器件，在所述頂部金屬片中設(shè)置有從頂部金屬片的底面凹陷至頂部金屬片內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)槽體結(jié)構(gòu)。
[0015]上述的底部源極的功率器件，在所述頂部金屬片的底面上設(shè)置有多個(gè)凸出于頂部金屬片底面的墊塊結(jié)構(gòu)，所述墊塊結(jié)構(gòu)位于所述底部金屬層與所述頂部金屬片的底面之間。
[0016]上述的底部源極的功率器件，在所述頂部金屬片兩側(cè)的與側(cè)部金屬片的拐角連接處，均形成有從頂部金屬片的頂面向下凹陷的長(zhǎng)條狀凹槽。
[0017]上述的底部源極的功率器件，所述底部金屬層設(shè)置在芯片的背面并構(gòu)成其第三電極，并且所述芯片為M0SFET，其第一電極為源極、第二電極為柵極、第三電極為漏極。
[0018]上述的底部源極的功率器件，所述塑封體將所述頂部金屬片的頂面包覆在內(nèi)。
[0019]上述的底部源極的功率器件，所述頂部金屬片的頂面從所述塑封體的頂面予以外露。
[0020]本發(fā)明還提供一種制備底部源極的功率器件的方法，主要包括以下步驟:
提供一金屬基座單元，所述金屬基座單元包含彼此分隔開(kāi)的第一基座和第二基座，及
分別設(shè)置在第一基座兩側(cè)的第三、第四基座；
將一初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)倒裝安裝到第一、第二基座上，其中設(shè)置在所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)正面的多個(gè)焊接凸塊分別焊接在第一、第二基座上；
將一橋形金屬片安裝到所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的上方，所述橋形金屬片包含頂部金屬片及連接在頂部金屬片兩側(cè)并向下彎折的側(cè)部金屬片；
其中，位于頂部金屬片兩側(cè)的所述側(cè)部金屬片分別延伸到設(shè)置在第三基座頂部的凹槽內(nèi)和設(shè)置在第四基座頂部的凹槽內(nèi)，并且位于所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)背面的底部金屬層通過(guò)導(dǎo)電材料焊接在所述頂部金屬片的底面上；
形成一塑封體，將所述金屬基座單元、初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)、橋形金屬片予以包覆，并且第一、第三、第四基座各自的底面均從所述塑封體的底面予以外露。
[0021]上述的方法，形成所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的步驟包括:
提供一包含有多個(gè)芯片的晶圓，在任意一個(gè)芯片的正面均設(shè)置有多個(gè)金屬焊盤；
將多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接在多個(gè)所述的金屬焊盤上；
在所述晶圓的正面覆蓋一層塑封層，所述塑封層同時(shí)將所述焊接凸塊予以覆蓋； 對(duì)所述塑封層進(jìn)行研磨減薄直至將所述焊接凸塊在所述塑封層中予以外露；
在晶圓的背面進(jìn)行研磨以減薄晶圓的厚度；
在晶圓的背面沉積一層金屬層；
對(duì)所述晶圓及塑封層、金屬層進(jìn)行切割，形成多顆包含所述芯片的初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)。
[0022]上述的方法，所述塑封層被切割成覆蓋在芯片正面的頂部塑封層，并且所述頂部塑封層包覆在所述焊接凸塊側(cè)壁的周圍，從而任意一個(gè)所述的焊接凸塊均從所述頂部塑封層中予以外露；以及
所述金屬層被切割成位于所述芯片的背面的底部金屬層。
[0023]上述的方法，將所述第二基座設(shè)置在第三基座和第四基座之間或設(shè)置在第三基座的延長(zhǎng)線和第四基座的延長(zhǎng)線之間。
[0024]上述的方法，所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一個(gè)芯片，多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上，多個(gè)金屬焊盤中至少包含分別構(gòu)成芯片第一電極的金屬焊盤和構(gòu)成芯片第二電極的金屬焊盤；
從而在將所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)倒裝安裝到第一、第二基座上時(shí)，將連接在構(gòu)成第一電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接到第一基座的頂面上，將連接在構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接到第二基座的頂面上。
[0025]上述的方法，形成所述塑封體時(shí)，第二基座的底面從所形成的塑封體的底面予以外露。
[0026]上述的方法，所述第二基座包含一個(gè)延伸結(jié)構(gòu)和一個(gè)與該延伸結(jié)構(gòu)連接在一起的外部引腳，該外部引腳位于第四基座沿縱向的延長(zhǎng)線上；
其中，所述延伸結(jié)構(gòu)向初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的下方橫向延伸直至與一部分設(shè)置在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)正面的焊接凸塊在垂直方向上交疊；以及
所述延伸結(jié)構(gòu)的厚度小于第一基座的厚度，從而在形成所述塑封體時(shí)以將所述延伸結(jié)構(gòu)包覆在塑封體內(nèi)。
[0027]上述的方法，所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一個(gè)芯片，多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上，多個(gè)金屬焊盤中至少包含分別構(gòu)成芯片第一電極的金屬焊盤和構(gòu)成芯片第二電極的金屬焊盤；
所述延伸結(jié)構(gòu)延伸至與連接在構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊在垂直方向上交疊，從而在將所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)倒裝安裝到第一、第二基座上時(shí)，將連接在構(gòu)成第一電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接到第一基座的頂面上，并將連接在構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接到延伸結(jié)構(gòu)上。
[0028]上述的方法，形成所述塑封體時(shí)，所述外部引腳的底面從所述塑封體的底面予以外露。
[0029]上述的方法，接觸第四基座的所述側(cè)部金屬片沿縱向的寬度小于頂部金屬片沿縱向的寬度，以避免接觸第四基座的所述側(cè)部金屬片觸及到第二基座。
[0030]上述的方法，在頂部金屬片中形成有貫穿該頂部金屬片厚度的一個(gè)或多個(gè)通孔。
[0031]上述的方法，在頂部金屬片中形成有從頂部金屬片的底面凹陷至頂部金屬片內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)槽體結(jié)構(gòu)。
[0032]上述的方法，在所述頂部金屬片的底面上形成有多個(gè)凸出于頂部金屬片底面的墊塊結(jié)構(gòu)，在橋形金屬片安裝在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)上之后，所述墊塊結(jié)構(gòu)位于底部金屬層與頂部金屬片的底面之間。
[0033]上述的方法，在所述頂部金屬片兩側(cè)的與側(cè)部金屬片的拐角連接處，形成有從頂部金屬片的頂面向下凹陷的長(zhǎng)條狀凹槽。
[0034]上述的方法，所述底部金屬層設(shè)置在芯片的背面構(gòu)成其第三電極，并且所述芯片為MOSFET,其第一電極為源極、第二電極為柵極、第三電極為漏極。
[0035]上述的方法，在利用塑封材料形成所述塑封體時(shí)，所述塑封體將所述頂部金屬片的頂面包覆在內(nèi)，同時(shí)塑封材料還填充在所述通孔內(nèi)。
[0036]上述的底部源極的功率器件，形成所述塑封體時(shí)，所述塑封體將所述頂部金屬片的頂面予以包覆。
[0037]上述的底部源極的功率器件，形成所述塑封體時(shí)，將頂部金屬片的頂面從塑封體的頂面予以外露。
[0038]本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀以下較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，并參照附圖之后，本發(fā)明的這些和其他方面的優(yōu)勢(shì)無(wú)疑將顯而易見(jiàn)。【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0039]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說(shuō)明和闡述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
[0040]圖1是【背景技術(shù)】中的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
[0041]圖2A-2E是本發(fā)明實(shí)施例一中所展示的功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖3A-3F是制備本發(fā)明初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的流程示意圖。
[0043]圖4A-4C是制備本發(fā)明功率器件的流程示意圖。
[0044]圖5A-5B是實(shí)施例二中功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖6A-6D是實(shí)施例三中功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖7A-7C是實(shí)施例四中功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]參見(jiàn)圖2A及圖2B，分別是圖2C所示的功率器件100A的頂面俯視示意圖和底面仰視示意圖，圖2C是圖2B所示的功率器件100A經(jīng)放大后的沿虛線AA在豎直方向的截面圖，圖2D-1是沿虛線BB的截面圖。該功率器件100A包含有一個(gè)金屬基座單元，該金屬基座單元至少包含有一個(gè)第一基座111以及設(shè)置在其周圍并與之分割斷開(kāi)的第二基座112、第三基座113和第四基座114 (如圖2B)，它們厚度基本相同并位于同一平面。其中，第一基座111大體上為長(zhǎng)方體或正方體，設(shè)置在第一基座111兩側(cè)的第三基座113和第四基座114分別沿著第一基座111的兩個(gè)縱向邊緣縱向延伸，位于第一基座111附近的第二基座112則可以設(shè)置在第三基座113與第四基座114之間的任意位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，第三基座113和第四基座114相對(duì)于第一基座111的縱向中心軸彼此對(duì)稱，第二基座112則位于第三基座113和第四基座114的對(duì)稱線上。如果第三基座113或第四基座114沿縱向(圖2C中垂直于紙面的方向)延伸的長(zhǎng)度并不是很長(zhǎng)，以致第二基座112剛好沒(méi)有位于第三基座113和第四基座114之間，則另一種未示意出的實(shí)施方式是，第二基座112可以設(shè)置在第三基座113沿縱向的延長(zhǎng)線和第四基座114沿縱向的延長(zhǎng)線之間。通常，一個(gè)引線框架包含有多個(gè)這樣的金屬基座單元，而金屬基座單元所包含的上述各個(gè)獨(dú)立的基座構(gòu)件則通過(guò)未示意出的連筋連接在引線框架上，為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，這些本領(lǐng)域的公知內(nèi)容本申請(qǐng)不再贅述。本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)縱向和橫向指分別相對(duì)于第三基座113、第四基座114延伸的方向大體平行和大體垂直的方向，垂直方向是指與第一基座111、第二基座112、第三基座113和第四基座114的公共平面垂直的方向。
[0048]參見(jiàn)圖2C及圖2D-1，功率器件100A還包含有一個(gè)初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130。值得注意的是，該初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130盡管已經(jīng)不是一個(gè)裸晶片而是一個(gè)完整、獨(dú)立的封裝結(jié)構(gòu)，但它還被用于第二次封裝，所以我們可以稱之為初級(jí)封裝體。初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130被倒裝安裝在第一基座111和第二基座112上，主要是利用導(dǎo)電的粘合材料(如導(dǎo)電銀漿、焊錫等)將設(shè)置在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130正面的多個(gè)焊接凸塊132a-l、132b-l分別相對(duì)應(yīng)的焊接在第二基座112和第一基座111上。作為一種選擇，如圖所示，初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130包含有一個(gè)芯片131及覆蓋在芯片131正面的頂部塑封層134，該芯片131的正面設(shè)置有多個(gè)金屬焊盤，焊接凸塊132a-l、132b-l就分別相對(duì)應(yīng)的焊接在這些金屬焊盤上，這在后續(xù)內(nèi)容中有詳細(xì)解釋。其頂部塑封層134并沒(méi)有完全將焊接凸塊132a-l、132b-l覆蓋住，而是僅僅包覆在它們的側(cè)壁的周圍，從而讓焊接凸塊132a-l、132b-l均從頂部塑封層134中外露出來(lái)以實(shí)現(xiàn)與第二基座112和第一基座111實(shí)施焊接。其中，位于初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130背面的底部金屬層133設(shè)置在芯片131的背面。
[0049]功率器件100A還包含有一個(gè)安裝在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130上方的橋形金屬片150，橋形金屬片150除了被粘貼至初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130上，還被粘接在第三基座113、第四基座114上。其中，橋形金屬片150包含有一個(gè)頂部金屬片151，以及包含有連接在頂部金屬片150相對(duì)的一組對(duì)邊上的側(cè)部金屬片153a、153b，側(cè)部金屬片153a、153b被向下彎折至傾斜的向下延伸?？梢哉J(rèn)為該側(cè)部金屬片153a、153b朝著彼此相互背離的方向向外擴(kuò)張，使得側(cè)部金屬片153a、153b彎折到與頂部金屬片150之間的夾角為鈍角的位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，側(cè)部金屬片153a、153b相對(duì)于頂部金屬片151的縱向中心軸彼此對(duì)稱。與之相適配的是，第三基座113的頂部設(shè)置有一個(gè)沿縱向延伸的條形凹槽113a，第四基座114的頂部設(shè)置有一個(gè)沿縱向延伸的條形凹槽114a，以便在利用導(dǎo)電材料140將頂部金屬片151的底面粘貼到底部金屬層133的步驟中，同時(shí)還能將連接在頂部金屬片151 —側(cè)的側(cè)部金屬片153a延伸至位于凹槽113a內(nèi)并卡在其中，以及將連接在頂部金屬片151相對(duì)的另一側(cè)的側(cè)部金屬片153b延伸至位于凹槽114a內(nèi)并卡在其中。凹槽113a、114a的結(jié)構(gòu)有多種選擇,例如截面形狀為V形的槽等，以便與側(cè)部金屬片153a、153b相嚙合。可以通過(guò)設(shè)置在凹槽113a、114a內(nèi)的導(dǎo)電粘合材料(未標(biāo)注)分別將側(cè)部金屬片153a、153b相對(duì)應(yīng)的粘接到第三基座113、第四基座114上。
[0050]此外，功率器件100A還包含了可以將金屬基座單元、初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130、橋形金屬片150均塑封住的塑封體160。在圖2B所示的實(shí)施例中，由于功率器件100A最終是用于安裝到PCB電路板上，而第一基座111、第二基座112、第三基座113、第四基座114是作為與PCB上的焊盤進(jìn)行直接焊接的接觸端，所以需要將它們各自的底面均從塑封體160的底面中外露出來(lái)。此外，如圖2B所示，第三基座113—般還帶有多個(gè)在橫向上膨脹而增大體積的部分即引腳113’，以及第四基座114帶有多個(gè)在橫向上增大體積的部分即引腳114’，所以在第三基座113和第四基座114中，也可以僅僅讓引腳113’、114’的底面從塑封體160的底面中外露出來(lái)而作為接觸端。
[0051]在2C至2D-1所示的實(shí)施例中，在頂部金屬片151中還設(shè)置有穿過(guò)整個(gè)頂部金屬片151厚度的一個(gè)或多個(gè)通孔152，其在垂直方向上從頂部金屬片151的底面延伸到頂面。圖2E展示了橋形金屬片150的俯視結(jié)構(gòu)，同時(shí)也展示了一種通孔152的典型結(jié)構(gòu)，其橫截面可以為“十”字形，或未示意出的“米”字形或圓形、矩形、多邊形或其他任意合適的形狀。通常，在利用導(dǎo)電材料140將頂部金屬片151粘貼到底部金屬層133的過(guò)程中，導(dǎo)電材料140的內(nèi)部通常會(huì)聚集一些未被排出的氣體而形成了一個(gè)個(gè)氣孔(Void)，這會(huì)影響到功率器件100A的可靠性。設(shè)置通孔152的目的，一方面就是用于疏通釋放導(dǎo)電材料140中聚集的氣體。另外，考慮到涂覆在底部金屬層133上方的導(dǎo)電材料140的厚度并非完全均勻，這可能導(dǎo)致粘貼到底部金屬層133上的頂部金屬片151發(fā)生傾斜，以致整個(gè)橋形金屬片150發(fā)生不期望的移位。而所具備的通孔152，可以將頂部金屬片151與底部金屬層133間多余的一部分導(dǎo)電材料140疏導(dǎo)引入至該通孔152內(nèi)，使得整個(gè)導(dǎo)電材料140的最終厚度具有均勻性。
[0052]在圖2D-2所示的另一個(gè)實(shí)施例中，橋形金屬片150的結(jié)構(gòu)在上述基礎(chǔ)上可以稍作改動(dòng)，不同于通孔152，該實(shí)施方式主要是在頂部金屬片151中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)槽體結(jié)構(gòu)152’，該槽體結(jié)構(gòu)152’并未貫穿整個(gè)頂部金屬片151的厚度，相反，槽體結(jié)構(gòu)152’僅僅只是從頂部金屬片151的底面凹陷至該頂部金屬片151內(nèi)。槽體結(jié)構(gòu)152’的形狀也有多種選擇，例如其橫截面形狀可以類似于通孔152。槽體結(jié)構(gòu)152’同樣也可以容納導(dǎo)電材料140內(nèi)部所釋放出的氣體或?qū)⒍嘤嗟囊徊糠謱?dǎo)電材料140引入該槽體結(jié)構(gòu)152’內(nèi)，起到排出導(dǎo)電材料140中聚集的氣體和提高導(dǎo)電材料140厚度均勻性的作用。
[0053]圖2D-1的實(shí)施例與圖2D-2的實(shí)施例的另一區(qū)別在于，圖2D_1所示的頂部金屬片151的頂面不能從塑封體160中外露出來(lái)，而圖2D-2所示的頂部金屬片151的頂面卻可以從塑封體160中外露出來(lái)。緣由在于，要制備如圖2D-2所示的結(jié)構(gòu)，需要在形成塑封體160之前，先行利用一擴(kuò)展平鋪開(kāi)的粘貼膜(未示意)覆蓋在頂部金屬片151的頂面上，并將環(huán)氧樹(shù)脂之類的塑封材料注入到粘貼膜的下方，便可在粘貼膜下方形成將金屬基座單元、初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130、橋形金屬片150包覆住的塑封體160，在塑封材料固化之后，再將粘貼膜從頂部金屬片151的頂面和塑封體160的頂面予以剝離，就可實(shí)現(xiàn)將頂部金屬片151的頂面從塑封體160的頂面中外露出來(lái)。此塑封過(guò)程一般是在塑封設(shè)備的模具里完成的(例如晶圓級(jí)塑封常用到這一技術(shù))，其已經(jīng)被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉，所以本申請(qǐng)不再詳細(xì)介紹。顯而易見(jiàn)的是，如果先用粘貼膜將圖2D-1所示的頂部金屬片151的頂面覆蓋住，然后再在粘貼膜下方制備塑封體160，之后若是直接將粘貼膜移除掉，則在橋形金屬片150的粘貼工藝中涌入通孔152內(nèi)的那一部分導(dǎo)電材料140將會(huì)直接暴露在空氣中，原因在于該塑封步驟中沒(méi)有任何塑封材料填充在通孔152內(nèi)，而無(wú)法將該部分導(dǎo)電材料140覆蓋住。這不符合環(huán)境維護(hù)的要求，因?yàn)橛糜诤附拥膶?dǎo)電材料140可能是含有鉛等毒性元素的焊錫膏。雖然在額外的步驟中可以再以其他物質(zhì)去填充通孔152也是可行的，但這無(wú)疑會(huì)增加成本。
[0054]此外，本發(fā)明的另一個(gè)如圖所示的優(yōu)勢(shì)還在于，在頂部金屬片151與側(cè)部金屬片153a、153b的拐角連接處,形成有從頂部金屬片151的頂面向下凹陷的長(zhǎng)條狀凹槽154a、154b，該長(zhǎng)條狀凹槽154a、154b均沿縱向延伸，并分別與頂部金屬片151與側(cè)部金屬片153a、153b各自的連接邊相平行。從長(zhǎng)條狀凹槽154a、154b的底部到頂部金屬片151的頂面構(gòu)成了一臺(tái)階結(jié)構(gòu)。圖2C至圖2E描述了橋形金屬片150這一結(jié)構(gòu)。當(dāng)前已知的一種制備側(cè)部金屬片153a、153b的典型方法,就是將原本與頂部金屬片151位于同一平面的側(cè)部金屬片153a、153 b從頂部金屬片151所在的平面向下彎折一個(gè)角度(如利用沖壓的方法)，使得側(cè)部金屬片153a、153b分別沿著頂部金屬片151與側(cè)部金屬片153a、153b的連接邊相對(duì)彎折到與頂部金屬片151的夾角成鈍角的位置，例如圖示的使其傾斜的向下延伸。實(shí)質(zhì)上，如果直接以這種方式制備圖式的橋形金屬片150，一個(gè)不良后果是，致使最終所獲得的頂部金屬片151為帶有一定弧度的拱形結(jié)構(gòu)，此時(shí)頂部金屬片151的頂面為一個(gè)圓弧形凸面(其底面相對(duì)應(yīng)的是一個(gè)圓弧形凹面)而非期待的平面。另一個(gè)不良后果是，在頂部金屬片151與側(cè)部金屬片153a、153b的連接處，頂部金屬片151頂面沿縱向的邊緣線會(huì)呈現(xiàn)為鋸齒狀而非期望的直線，這將不利于后續(xù)的封裝工藝。反觀本發(fā)明，在將側(cè)部金屬片153a、153b向下彎折的步驟中，位于頂部金屬片151與側(cè)部金屬片153a、153b連接處的長(zhǎng)條狀凹槽154a、154b能夠緩沖阻斷側(cè)部金屬片153a、153b在沖壓步驟中帶給頂部金屬片151的拉力影響，以保障所獲得頂部金屬片151不變形，而此時(shí)頂部金屬片151頂面兩側(cè)的縱向邊緣線151a-l、151a-2也呈現(xiàn)為直線，使得頂部金屬片151的頂面為規(guī)則的矩形。經(jīng)上述彎折步驟后，最終所獲得的橋形金屬片150結(jié)構(gòu)中，側(cè)部金屬片153a、153b除了傾斜的向下延伸夕卜，還分別沿著長(zhǎng)條狀凹槽154a、154b的長(zhǎng)度方向(即頂部金屬片151與側(cè)部金屬片153a、153b的連接邊方向)延伸。
[0055]圖3A-3F的工藝流程揭示了制備初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130的方法。圖3C所示的晶圓1310通常包含有大量鑄造連接在一起的芯片131 (圖3A為放大后的示意圖)，并以未示意出的切割線界定相鄰的芯片之間的邊界，而最終可以沿著切割線將芯片從晶圓上切割分離，由于這些技術(shù)特征已經(jīng)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，所以本發(fā)明不再在晶圓中特意對(duì)芯片進(jìn)行額外的標(biāo)記。芯片131的正面通常制備有多個(gè)金屬焊盤132，如鋁硅金屬襯墊，用作芯片的電極或是與外界進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)亩俗?。在一個(gè)實(shí)施方式中，芯片131為垂直式的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，這些金屬焊盤132中至少包含構(gòu)成芯片131的第一電極(如源極)的金屬焊盤132b，和構(gòu)成第二電極(如柵極)的金屬焊盤132a，而芯片131的漏極區(qū)則位于芯片131的背面。首先，在這些金屬焊盤132上通過(guò)植球或電鍍等方法形成一些焊接凸塊，焊接凸塊132a-l焊接在金屬焊盤132a上，焊接凸塊132b_l焊接在金屬焊盤132b上。因?yàn)闃?gòu)成源極的金屬焊盤132b的面積一般比較大，連接在其上的焊接凸塊132b-l的體積也要比焊接凸塊132a-l大很多，以承載大電流的通過(guò)。除了在金屬焊盤132a、132b上實(shí)施電鍍以外，要獲得圖3B示的這種大尺寸的焊接凸塊132b-l，還可以在金屬焊盤132b上植一些尺寸比較小的焊球，并讓所植的這些焊球相互靠得近一些，從而在這些焊球受熱變軟以及熔化之后，就能彼此吸附而融為一體，形成一個(gè)尺寸較大的焊接凸塊132b-l。如圖3C所示，利用塑封材料在晶圓1310的正面形成一層塑封層1340，此時(shí)塑封層1340還將所有的焊接凸塊132a-l、132b-l覆蓋住。然后再對(duì)塑封層1340進(jìn)行研磨以將其減薄，直至將焊接凸塊132a-l、132b-l從在塑封層1340中外露出來(lái)，如圖3D所示，焊接凸塊132a_l、132b-l各自露出的頂面與塑封層1340的頂面位于同一平面。由于塑封層1340的物理支撐作用，晶圓1310的機(jī)械強(qiáng)度獲得增加，所以在對(duì)晶圓1310進(jìn)行研磨減薄時(shí)，晶圓1310就不會(huì)輕易碎裂，從而可以獲得足夠薄的芯片并最大限度的降低襯底電阻。再如圖3E所示，在晶圓1310的背面進(jìn)行研磨減薄其厚度之后，通常還需要在減薄后的晶圓1310的背面注入重?fù)诫s的離子，之后再在減薄后的晶圓1310的背面沉積一層金屬層1330以與芯片背面的漏極區(qū)形成歐姆接觸。在這之后便可實(shí)施本領(lǐng)域所公知的晶圓切割技術(shù)，將單顆芯片從晶圓上切割下來(lái)。即對(duì)圖3E所示的晶圓1310及塑封層1340、金屬層1330進(jìn)行切割，形成如圖3F所示的包含有芯片131的初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130，此步驟中塑封層1340被切割成覆蓋在芯片131正面的頂部塑封層134，此時(shí)頂部塑封層134僅僅包覆在焊接凸塊132a_l、132b_l各自的側(cè)壁的周圍，所有的焊接凸塊132a -1、132b _1均從頂部塑封層134中外露出來(lái)，且焊接凸塊132a-l、132b-l各自露出的頂面與頂部塑封層134的頂面位于同一平面。此步驟中，金屬層1330同時(shí)被切割成多個(gè)底部金屬層133, —個(gè)芯片131的背面相應(yīng)的覆蓋有一個(gè)底部金屬層133，該底部金屬層133接觸位于芯片131的背面的漏極區(qū)從而構(gòu)成芯片131的第三電極(如漏極)。
[0056]依圖3F所揭示的初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130，再對(duì)圖2B至2D_2進(jìn)行描述。如圖2D_1所示，將連接在構(gòu)成第一電極的金屬焊盤132b上的焊接凸塊132b-l焊接在第一基座111的頂面上；以及如圖2C所示，將連接在構(gòu)成第二電極的金屬焊盤132a上的焊接凸塊132a-l焊接在第二基座112的頂面上。如圖2B所示，構(gòu)成源極端的第一基座111的平面尺寸往往大于構(gòu)成柵極端的第二基座112的平面尺寸，所以第一基座111外露的底面面積通常也大于第二基座112外露的底面面積，其除了承載大電流還主要作為散熱途徑。與芯片131漏極電性連接的第三基座113、第四基座114體現(xiàn)為功率器件的漏極端。
[0057]圖4A-4C所示的步驟公開(kāi)了制備功率器件100A的方法。在圖4A中，先行提供一金屬基座單元，該金屬基座單元至少包含彼此分隔斷開(kāi)的第一基座111和第二基座112，及分別設(shè)置在第一基座111兩側(cè)的第三基座113和第四基座114 (這在前述內(nèi)容中詳細(xì)介紹過(guò))。然后利用導(dǎo)電的粘合材料將初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130倒裝安裝(Flip chip bonding)到金屬基座單元上，實(shí)質(zhì)上該初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130主要是安裝到其中的第一基座111、第二基座112上。此時(shí)設(shè)置在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130正面的多個(gè)焊接凸塊132b-l、132a-l (參考圖3F)分別相對(duì)應(yīng)的焊接在第一基座111、第二基座112上。該步驟中利用導(dǎo)電材料120a將焊接凸塊132a-l焊接到第二基座112的頂面上，以及利用導(dǎo)電材料120b將焊接凸塊132b_l焊接到第一基座111的頂面上。在圖4B中，將一橋形金屬片150安裝到初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130的上方，該橋形金屬片150包含了頂部金屬片151以及連接在頂部金屬片151兩側(cè)的向下彎折的側(cè)部金屬片153a、153b。在該步驟中，頂部金屬片151直接粘貼安裝到封裝結(jié)構(gòu)130上，而位于頂部金屬片151兩側(cè)的側(cè)部金屬片153a、153b則分別對(duì)準(zhǔn)第三基座113頂部的凹槽113a內(nèi)和設(shè)置在第四基座114頂部的凹槽114a，使得側(cè)部金屬片153a、153b剛好分別嵌入至Ij凹槽113a、114a內(nèi)。凹槽113a、114a內(nèi)可以涂覆一些導(dǎo)電的粘合材料以固定橋形金屬片150并增強(qiáng)橋形金屬片150與第三基座113、第四基座114之間的導(dǎo)電效果，凹槽113a、114a能保障橋形金屬片150精確定位并且不易移位。此時(shí)位于初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130背面的底部金屬層133通過(guò)導(dǎo)電材料140焊接在頂部金屬片151的底面上。在圖4C中，如同本領(lǐng)域通常所用的塑封工藝，利用塑封材料形成一個(gè)塑封體160，用于將金屬基座單元、初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130和橋形金屬片150塑封起來(lái)，但金屬基座單元的第一基座111、第二基座112、第三基座113、第四基座144各自的底面均從塑封體160的底面中外露出來(lái),而頂部金屬片151的頂面則可以根據(jù)需要選擇是否從塑封體160的頂面中外露出來(lái)。其中，如果頂部金屬片151上還設(shè)置有貫穿整個(gè)頂部金屬片151厚度的通孔152，則塑封步驟中還有部分塑封材料填充在該通孔152內(nèi)。
[0058]圖5A-5B所示的功率器件100B與功率器件100A結(jié)構(gòu)并無(wú)太大的區(qū)別，主要是橋形金屬片150的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。此時(shí)頂部金屬片151中并沒(méi)有設(shè)置任何通孔，而是在頂部金屬片151的底面上設(shè)置了多個(gè)墊塊結(jié)構(gòu)155。這些墊塊結(jié)構(gòu)155是凸出于頂部金屬片151底面的凸起結(jié)構(gòu)，所以在將橋形金屬片150安裝到初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130之上的步驟中，墊塊結(jié)構(gòu)155就位于底部金屬層133與頂部金屬片151的底面之間。在將頂部金屬片151粘貼到底部金屬層133上之后，墊塊結(jié)構(gòu)155的高度就決定了頂部金屬片151的底面與底部金屬層133之間的距離。即使剛涂覆到底部金屬層133上的導(dǎo)電材料140的厚度不均勻，但由于墊塊結(jié)構(gòu)155的存在，就可以保障完成粘貼工序之后的導(dǎo)電材料140的厚度具有均一性。在功率器件100B中，由于頂部金屬片151中不包含任何通孔，所以頂部金屬片151的頂面可以從塑封體160的頂面中外露出來(lái)。
[0059]圖6A-6D所示的功率器件100C與功率器件100B相比，主要是第二基座212的結(jié)構(gòu)及位置發(fā)生了改變。圖6B、6C分別是沿圖6A中虛線AA、BB在豎直方向的截面。如圖6A、6B所示，第二基座212不再設(shè)置在第三基座113和第四基座114之間或兩者沿縱向的延長(zhǎng)線之間。此時(shí)的第二基座212包含有一個(gè)延伸結(jié)構(gòu)212a以及一個(gè)和該延伸結(jié)構(gòu)212a連接在一起的外部引腳212b。在第二基座212中，延伸結(jié)構(gòu)212a的厚度小于第一基座111的厚度并被包封在塑封體160內(nèi)，僅僅是外部引腳212b的底面從塑封體160的底面外露出來(lái)，延伸結(jié)構(gòu)212a的底面并未外露。
[0060]在一種實(shí)施方式中，如6A所示，第四基座214在縱向上的長(zhǎng)度短于第三基座113在縱向上的長(zhǎng)度，同時(shí)外部引腳212b位于第四基座214沿縱向的延長(zhǎng)線上(即兩者位于同一直線上)。確切的說(shuō)，外部引腳212b是與第四基座214所包含的多個(gè)引腳214’位于同一直線上。而延伸結(jié)構(gòu)212a則向初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130的下方橫向延伸，直至與一部分設(shè)置在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130正面的焊接凸塊(如焊接凸塊132a-l)在垂直方向上能夠上下交疊(即位于其正下方)，這樣便可利用導(dǎo)電材料120a將焊接凸塊132a-l焊接到延伸結(jié)構(gòu)212a的頂面上。參見(jiàn)圖6B-6C,實(shí)質(zhì)上延伸結(jié)構(gòu)212a的頂面與第一基座111的頂面位于同一平面，以便初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)130易于安裝在第一基座111和第二基座212所包含的延伸結(jié)構(gòu)212a上。要求延伸結(jié)構(gòu)212a的厚度小于第一基座111的厚度，主要是為了防止延伸結(jié)構(gòu)212a從塑封體160中露出來(lái)而與PCB上的焊盤布局不適配，以避免給后續(xù)的SMT工藝帶來(lái)任何不必要的負(fù)面影響。值得注意的是，由于此時(shí)外部引腳212b與第四基座214位于同一直線上，為了避免短路，外部引腳212b不能與橋形金屬片150發(fā)生接觸。如圖6D所示，一種有效的方式是，在橋形金屬片150上形成一個(gè)缺口，該缺口主要形成在接觸第四基座214的側(cè)部金屬片153’ b上。只要使側(cè)部金屬片153’ b在縱向上的寬度D1小于頂部金屬片151在縱向上的寬度D2，便可避免側(cè)部金屬片153’b觸及到第二基座212，而側(cè)部金屬片153a在縱向上寬度可以與頂部金屬片151在縱向上的寬度D2保持一致。圖7A-7C所示的功率器件100D較于功率器件100C，主要是頂部金屬片151的頂面從塑封體160中外露出來(lái)，圖7C便是功率器件100D的俯視圖。
[0061]以上，通過(guò)說(shuō)明和附圖，給出了【具體實(shí)施方式】的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，但這些內(nèi)容并不作為局限。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說(shuō)明后，各種變化和修正無(wú)疑將顯而易見(jiàn)。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種底部源極的功率器件，其特征在于，包括: 一金屬基座單元，所述金屬基座單元包含彼此分隔開(kāi)的第一基座和第二基座，及分別設(shè)置在第一基座兩側(cè)的第三、第四基座； 一倒裝設(shè)置在第一、第二基座上的初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)正面的多個(gè)焊接凸塊分別焊接在第一、第二基座上； 一設(shè)置在所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)上方的橋形金屬片，所述橋形金屬片包含頂部金屬片及連接在頂部金屬片兩側(cè)并向下彎折的側(cè)部金屬片； 其中，位于頂部金屬片兩側(cè)的所述側(cè)部金屬片分別延伸至設(shè)置在第三基座頂部的凹槽內(nèi)和設(shè)置在第四基座頂部的凹槽內(nèi)，及位于所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)背面的底部金屬層通過(guò)導(dǎo)電材料焊接在所述頂部金屬片的底面上； 一將所述金屬基座單元、初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)、橋形金屬片予以包覆的塑封體，其中，第一、第三、第四基座各自的底面均從所述塑封體的底面予以外露。
2.如權(quán)利要求1所述的底部源極的功率器件，其特征在于，所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一芯片及覆蓋在芯片正面的頂部塑封層，多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在所述芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上；并且 所述頂部塑封層包覆在所 述焊接凸塊側(cè)壁的周圍，從而任意一個(gè)所述的焊接凸塊均從所述頂部塑封層中予以外露；以及 所述底部金屬層設(shè)置在所述芯片的背面。
3.如權(quán)利要求2所述的底部源極的功率器件，其特征在于，所述第二基座位于所述第三基座和所述第四基座之間或位于第三基座的延長(zhǎng)線和第四基座的延長(zhǎng)線之間。
4.如權(quán)利要求1所述的底部源極的功率器件，其特征在于，所述第二基座包含一個(gè)厚度小于第一基座厚度的并被包覆在塑封體內(nèi)的延伸結(jié)構(gòu)，和一個(gè)與該延伸結(jié)構(gòu)連接在一起的外部引腳，所述外部引腳位于第四基座沿縱向的延長(zhǎng)線上； 其中，所述延伸結(jié)構(gòu)向初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的下方橫向延伸直至與一部分設(shè)置在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)正面的焊接凸塊在垂直方向上交疊。
5.如權(quán)利要求4所述的底部源極的功率器件，其特征在于，所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一個(gè)芯片，多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上，多個(gè)金屬焊盤中至少包含構(gòu)成芯片第一電極的金屬焊盤和構(gòu)成芯片第二電極的金屬焊盤； 其中，連接于構(gòu)成第一電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接在第一基座的頂面上，連接于構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊與延伸結(jié)構(gòu)在垂直方向上交疊并焊接在該延伸結(jié)構(gòu)上。
6.如權(quán)利要求4所述的底部源極的功率器件，其特征在于，接觸第四基座的側(cè)部金屬片沿縱向的寬度，小于頂部金屬片沿縱向的寬度，以避免接觸第四基座的側(cè)部金屬片觸及到第二基座。
7.如權(quán)利要求1所述的底部源極的功率器件，其特征在于，在所述頂部金屬片中設(shè)置有從頂部金屬片的底面凹陷至頂部金屬片內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)槽體結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的底部源極的功率器件，其特征在于，在所述頂部金屬片的底面上設(shè)置有多個(gè)凸出于頂部金屬片底面的墊塊結(jié)構(gòu)，所述墊塊結(jié)構(gòu)位于所述底部金屬層與所述頂部金屬片的底面之間。
9.如權(quán)利要求1所述的底部源極的功率器件，其特征在于，在所述頂部金屬片兩側(cè)的與側(cè)部金屬片的拐角連接處，均形成有從頂部金屬片的頂面向下凹陷的長(zhǎng)條狀凹槽。
10.如權(quán)利要求5所述的底部源極的功率器件，其特征在于，所述底部金屬層設(shè)置在芯片的背面并構(gòu)成其第三電極，并且所述芯片為MOSFET，其第一電極為源極、第二電極為柵極、第三電極為漏極。
11.一種制備底部源極的功率器件的方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供一金屬基座單元，所述金屬基座單元包含彼此分隔開(kāi)的第一基座和第二基座，及分別設(shè)置在第一基座兩側(cè)的第三、第四基座； 將一初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)倒裝安裝到第一、第二基座上，其中設(shè)置在所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)正面的多個(gè)焊接凸塊分別焊接在第一、第二基座上； 將一橋形金屬片安裝到所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的上方，所述橋形金屬片包含頂部金屬片及連接在頂部金屬片兩側(cè)并向下彎折的側(cè)部金屬片； 其中，位于頂部金屬片兩側(cè)的所述側(cè)部金屬片分別延伸到設(shè)置在第三基座頂部的凹槽內(nèi)和設(shè)置在第四基座頂部的凹槽內(nèi)，并且位于所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)背面的底部金屬層通過(guò)導(dǎo)電材料焊接在所述頂部金屬片的底面上； 形成一塑封體，將所述金屬基座單元、初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)、橋形金屬片予以包覆，并且第一、第三、第四基座各自的底面均從所述塑封體的底面予以外露。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，形成所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的步驟包括: 提供一包含有多個(gè)芯片的晶圓，在任意一個(gè)芯片的正面均設(shè)置有多個(gè)金屬焊盤； 將多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接在多個(gè)所述的金屬焊盤上； 在所述晶圓的正面覆蓋一層塑封層，所述塑封層同時(shí)將所述焊接凸塊予以覆蓋； 對(duì)所述塑封層進(jìn)行研磨減薄直至將所述焊接凸塊在所述塑封層中予以外露； 在晶圓的背面進(jìn)行研磨以減薄晶圓的厚度； 在晶圓的背面沉積一層金屬層； 對(duì)所述晶圓及塑封層、金屬層進(jìn)行切割，形成多顆包含所述芯片的初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，將所述第二基座設(shè)置在第三基座和第四基座之間或設(shè)置在第三基座的延長(zhǎng)線和第四基座的延長(zhǎng)線之間。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一個(gè)芯片，多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上，多個(gè)金屬焊盤中至少包含分別構(gòu)成芯片第一電極的金屬焊盤和構(gòu)成芯片第二電極的金屬焊盤； 從而在將所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)倒裝安裝到第一、第二基座上時(shí)，將連接在構(gòu)成第一電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接到第一基座的頂面上，將連接在構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接到第二基座的頂面上。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，形成所述塑封體時(shí)，所述第二基座的底面從所形成的塑封體的底面予以外露。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二基座包含一個(gè)延伸結(jié)構(gòu)和一個(gè)與該延伸結(jié)構(gòu)連接在一起的外部引腳，該外部引腳位于第四基座沿縱向的延長(zhǎng)線上； 其中，所述延伸結(jié)構(gòu)向初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的下方橫向延伸直至與一部分設(shè)置在初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)正面的焊接凸塊在垂直方向上交疊；以及所述延伸結(jié)構(gòu)的厚度小于第一基座的厚度，從而在形成所述塑封體時(shí)以將所述延伸結(jié)構(gòu)包覆在塑封體內(nèi)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包含有一個(gè)芯片，多個(gè)焊接凸塊分別相對(duì)應(yīng)的焊接于設(shè)置在芯片正面的多個(gè)金屬焊盤上，多個(gè)金屬焊盤中至少包含分別構(gòu)成芯片第一電極的金屬焊盤和構(gòu)成芯片第二電極的金屬焊盤； 所述延伸結(jié)構(gòu)延伸至與連接在構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊在垂直方向上交疊，從而在將所述初級(jí)封裝結(jié)構(gòu)倒裝安裝到第一、第二基座上時(shí)，將連接在構(gòu)成第一電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接到第一基座的頂面上，并將連接在構(gòu)成第二電極的金屬焊盤上的焊接凸塊焊接到延伸結(jié)構(gòu)上。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在頂部金屬片中形成有貫穿該頂部金屬片厚度的一個(gè)或多 個(gè)通孔。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK103545268SQ201210234845
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月9日
【發(fā)明者】薛彥迅, 何約瑟, 哈姆扎·耶爾馬茲, 魯軍, 石磊, 趙良, 黃平 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司