[发明专利]附接在偏移引线框管芯附接焊盘和离散管芯附接焊盘之间的集成电路(IC)管芯

说明书

一种集成电路(IC)封装(例如功率MOSFET封装)可以包括引线框，该引线框包括：(a)主引线框结构，该主引线框结构包括多个引线，并且限定或位于主引线框平面中；以及(b)偏移引线框管芯附接焊盘(DAP)，偏移引线框管芯附接焊盘(DAP)限定从偏移主引线框平面偏移的偏移平面或位于其中。功率IC封装还可以包括半导体管芯，该半导体管芯具有附接到偏移引线框DAP的第一侧，以及附接到(a)半导体管芯的第二侧和(b)主引线框结构两者的导电元件。包括偏移DAP的引线框可以模拟铜夹的功能，因此消除对铜夹的需要。功率IC封装还可以表现出增强的散热能力。

相关专利申请

本申请要求2017年10月30日提交的共同拥有的美国临时专利申请号62/578,630的优先权，出于所有目的，该申请的全部内容据此以引用方式并入。

技术领域

本公开涉及半导体封装和封装技术，例如一种具有半导体管芯(例如MOSFET管芯)的集成电路(IC)封装(例如功率MOSFET封装)，该半导体管芯附接在偏移引线框管芯附接焊盘和离散厚管芯附接焊盘(例如离散金属散热块)之间。

背景技术

集成电路(IC)通常形成在保护性封装中，用以处理和组装到印刷电路板上并且保护器件免受损坏。存在大量不同类型的封装。包含被设计为处理显著功率电平的器件(例如功率MOSFET器件)的IC封装可被称为高功率IC封装或简称为功率IC封装。

在典型的功率IC封装例如MOSFET器件中，为了改进器件性能，可能需要向器件施加大电流以帮助降低RDS(on)(漏极源极导通电阻)。解决这一问题的一种技术是应用多导线键合将源极连接到封装引线框。然而，导线电阻和接触电阻限制了这种设计的有效性。另一种技术是将离散铜夹焊料附接在封装引线框上，以将其连接到MOSFET源极端子。然而，这种解决方案增加了成本。

另一种共同技术是将离散铜夹焊料附接到管芯的源极焊盘，并且将另一端焊接到封装引线框焊盘。图1示出了根据这种常规技术形成的示例结构。具体地讲，图1是制造期间示例常规MOSFET DFN(双平面无引线)MOSFET封装10的顶视图。封装10包括引线框12，该引线框12包括管芯附接焊盘(DAP)14和从DAP 14延伸的多个引线指16。MOSFET管芯20例如通过环氧树脂安装到DAP14，并且使用铜夹30固定，铜夹30可以焊料附接到引线框12。然而，铜夹30和相关联的组装步骤通常会给封装增加显著成本，并且可能需要对定制自动化组装设备进行投资。

功率IC封装中的另一个共同问题是例如由于高操作电流的热管理。在上文讨论的常规技术中，功率器件(例如，功率MOSFET)通常被焊料附接到封装引线框的管芯附接焊盘(DAP)上。通过DAP的散热能力通常受到引线框的材料特性和厚度的限制。

发明内容

本发明的实施方案可以将铜夹功能集成到引线框设计中，并且因此可以提供一个或多个以下优点：(a)消除离散铜夹部件成本和部分相关联的组装成本(加上产量损失和周期时间)；(b)消除自动组装设备的资本投资成本；和/或(c)增强封装的散热能力。

本发明的一些实施方案可以将封装引线框的管芯附接焊盘(DAP)转换成源极引线(使用引线形成技术)，并且将DAP焊料附接到MOSFET源极焊盘。例如，一些实施方案修改了常规DAP设计，并且使用形成技术将DAP弯出主引线框平面(例如，向上)以模拟Cu夹。这可以消除焊接在封装引线上的离散Cu夹之间的接触电阻。此外，可以消除安装离散Cu夹的零件和组装成本。

由于DAP区域可以是“空的”或“空缺的”，在一些实施方案中，相对高导热率和厚度(与原始引线框材料相比)的散热块例如相对厚的金属块可以作为漏极连接附接(例如，焊接)到封装引线框，与常规设计相比，这可以增加DAP的散热能力。

一般来说，本领域的普通技术人员出于各种原因不会考虑消除DAP，包括DAP对于管芯附接是关键的这一事实，并且因为工业中的制造商通常已经为他们的产品安装了Cu夹机器。