TW200818418A - Semiconductor die package including stacked dice and heat sink structures - Google Patents

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200818418 九、發明說明： 發明領域 本發明係關於包括堆疊的切割件及散熱件結構之半導 5 體晶粒封裝。 【先前技術2 發明背景 存在有許多種功率半導體晶粒封裝。在這樣的封裳 中，持續地必誠少存在於輪人端及輸出端之_電阻⑽ w如：在-功率M〇SFET封裝中卿_或源極到沒極的電 阻)，而且，持續地需要增進這些封裝的散熱特性。最好能 夠減少這類封裝的電阻且增加散熱特性，而不要增加這類 封裝所佔據的空間。 、 本發明的幾個實施例係個別地或共同地解決了這些及 5其他問題。 【聲明内容2 發明概要 本發明的實施例係關於半導體晶粒封裝以及用於製造 > $體晶粒封裝的方法。 人本！X月的其中-實施例係關於一種半導體封裝，包 L第-散熱件結構；第—半導體晶粒，係被裝配於該第 政…、件、纟。構且具有第—外部表面；_中間導電元件，係 衣配至絲—半導體晶粒；第二半導體晶粒；第二散熱 結構，係被裝配至該第二半導體晶粒且包含—第二外部 5 200818418 =;以及-模製材質，係被設置㈣第—與第二半導體 其中該模製材質暴露出該第—散熱件結構的第 的第二外部表面。拉衣材貝暴路出該第二散熱件結構 5

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本發明的另外—實施例係關於1用以形成半導體晶 粒封裝的方法’此枝包含以τ㈣：（a)將第—半導體晶 粒裝配至具有[㈣表面㈣1熱件結構 第二 =體晶=配至具有第二外部表面的第二散熱件結構； ⑷將弟導體晶粒裝配至—中間導電元件；⑷將第二半 導體晶粒裝配至該中料電元件4及⑹在至少該第一盥 第二半導體晶粒周圍模製—模製材質，其中經㈣好的模 製材質暴露ih該第—外部表面與第二外部表面。 以下’將進一步詳細說明本發明的上述與其他實施例。 圖式簡單說明 弟1圖疋依據本發明實施例的半導體晶粒封裝之零件 的分解圖，顯示有金屬線凸塊。 第2圖頒示在上散熱件結構上具有金屬線凸塊的晶粒 之底視圖。 第3圖顯示第一圖中的晶粒封裝處於組裝狀態之側視 20 立體圖。 第4圖是另一晶粒封裝實施例的側視立體圖，此晶粒封 裝具有類似於第一圖中的實施例之結構。然而，使用焊锡 凸塊以取代金屬線凸塊。 第5圖及第6圖分別顯示第3圖與第4圖中所示的此種半 6 200818418 導體晶粒封裝之底視圖與頂視圖。 第7圖顯示第5圖與第6圖中所顯示的此種晶粒封裝之 半導體晶粒封裝總成。 第8圖顯示依據本發明實施例的另一半導體晶粒封裝 5之分解圖，顯示一個具有電路基底形式的中間導電元件。 弟9圖顯示在上政熱件結構上具有金屬線凸塊的晶粒 之底視圖。 第1 〇圖顯示第8圖所示的封裝中之中間導電元件的立 體底視圖。 10 第11圖是第8圖中所示的零件被組裝好時之側視立體 圖。 第12圖是第11圖所示的此種半導體晶粒封裝之側視立 體圖，然而，顯示焊錫凸塊以取代金屬線凸塊。 第13圖是絕緣金屬基底的頂視立體圖。 15 第14圖是第13圖所示的絕緣金屬基底之底視立體圖。 第15圖與第16圖分別為含有第8圖到第14圖所示的跫 件之半導體晶粒封裝的底視圖與頂視圖。 第17圖顯示含有第15到第16圖所示的此種晶粒封裳之 半導體晶粒封裝總成。 20 【實施*方式】 較佳實施例之詳細說明 本發明的實施例係關於半導體封裝，包含：第一散熱 件結構；第一半導體晶粒，係被裝配於該第一散熱件結構 且具有第一外部表面；一中間導電元件，係被裝配至該第 7 200818418 半導體粒’第二半導體晶粒，係被裝配至第二散熱件 結構1二散熱件結構，係被裝配至該第二半導體晶粒且 包含-第二外部表面；以及一模製材質，係被設置於該第 -與第二半導體晶粒周圍。賴製㈣暴露出該第一散熱 5件、，〇構的f夕卜部表面以及第二散熱件結構的第二外部表 面。 較佳地，半導體晶粒封裝中的晶粒包括例如功率電晶 體等的垂直半導體裝置(亦即··電流餘純的—主要表面 垂直地流到晶粒的另一主要表面h垂直功率電晶體包括 1〇 VD腦電晶體以及垂直雙極型功率電晶體。vdm〇s電晶 體疋種具有由擴散所形成的兩個或多個半導體區域之 MOSFET(金屬氧化物半導體場效電晶體），其具有一源極區 域、一沒極區域，以及一閘極。此裳置是垂直的，所以， 源極區域與汲極區域是處於半導體晶粒的相反表面上。間 15極可以疋一種溝槽式閘極結構或者平面式問極結構，且被 形成在與源極區域相同的表面上。溝槽式閘極結構是比較 好的^是因為比起平面式閘極結構來說，溝槽式間極結 構車乂乍且佔據較少的空間。操作期間在乂麗⑽裝置中，從 源極區域到沒極區域的電流大致上垂直於晶粒表面。在其 2〇他實施例中，半導體晶粒中的電晶體可以是例如髓丁(絕緣 閘極雙極電晶體)等的雙極電晶體。在這樣的實施例中，半 導體晶粒的-側具有一射極區域及一基極區域。晶粒的另 側具有-集極區域。在其他實施例中，半導體晶粒可以 括半^體一極體(例如：Sch〇ttky二極體），其具有一個作 8 200818418 為輸入端的陽極以及-個作為輸出端的陰極。 在第-與第二半導體晶粒中的晶粒，在—些實施例中 也可以包括水平的裝置。例如LDM〇s裝置的水平裝置可允 過日日粒’ gp使其源極與汲極係位於晶粒的相 5同側上。在其他實施例中，半導體晶粒可以在晶粒的同- 侧邊上具有輸入端與輪出端，而不會使電流垂直地流過晶 粒。 相同或不同種類的裝置均可以任何適當的組合方式存 在於晶粒封裝中。假如需要的話，任何上述的裝置均可以 10被組合於單一封裝内。例如，垂直二極體及垂直mosfet 可以存在於同一個封裝内。 依據本發明實施例的晶粒封裝中所使用之模製材質可 包含任何適當的材質，且可以在晶粒封裳中被模製成任何 適當的形式。適當的模製材質可以包含例如環氧樹脂的熱 15 固性樹脂。

以下，將參考附圖詳細說明本發明實施例的其他特 點，在這些圖形中，類似的元件符號係表示類似的元件。 以下的圖式顯示範例性的TO220型封裝，其具有延伸 自封裝的-側之導線，且每個封裝具有兩個晶粒。然而， 2〇本發明的實施例並未侷限於這類封裝而已。例如，本發明 的實施例可以包括更多半導體晶粒(例如：每個封裝以類似 方式堆疊起來有三個以上或四個以上的晶粒）。此外，—般 的封裝結構可被用於其他種類的封裝，包括1、 T0262、T03P、T0247、 T0252及T0263型封裝。其他種類 9 200818418 的封裝也可以包括S08型封裝，其具有延伸自封裝兩側的導 線。其他種類的封裝可以包括MLP(微導線封裝）型封裝。 第1圖顯示依據本發明實施例的半導體晶粒封裝中之

零件的分解圖。以下將要敘述的此範例性半導體晶粒封裝 5 包含有兩個功率MOSFET晶粒。如上所述，對於晶粒來說， 可以具有其他半導體裝置以取代功率MOSFET。例如，功 率MOSFET封裝可以包括源極導線與源極區域、閘極導線 與閘極區域，以及汲極導線與汲極區域。在一半導體二極 體封裝中，源極導線與源極區域可以替代地為陽極導線或 10陽極區域，而沒極導線與没極區域可以替代地為陰極導線 或陰極區域。在另-範例中，在雙極接面電晶體封農中， 15

20 源極導線及區域可以替代地為射極導線與射極區域，沒極 導線與區域可以替代地為集極導線與區域，而且，閘極導 線與區域可以替代地為基極導線與區域。 第1圖顯示-個中間導電元件127以及—個設置在第一 散熱件結構7與第二散熱件結構1之間的第二半導體晶粒 Μ。第二圖顯示第—散熱件結構7的底面，且第—半= 亦位於第-散熱件結構7與第二散熱件、 間。可以將-模製材質(未顯示), 與第二半_粒2-2_， 結構刚-外絲面7(_及=η暴露散熱件 部表面。 )及弟二散熱件結構1的第二外 第一散熱件結構7可以 任何適當材質。例如，第一 為任何適當的形式且可 散熱件結構7可以包括一 以包括 種例如 10 200818418 銘、銅或其合金等的導熱導電㈣。如圖所示，第一散 熱件結構7包括第-外部表面7⑻以及—個延伸自散熱件社 構7的主要本體7(b)之腿部7(d)。此腿部¥可雜電氣連接 (例如：使用焊接)至-個延伸自第二散熱件結構⑽主要本 5 體1(b)的汲極導線88(d)。 第-與第_散熱件結構7、丨可以分別地將第—與第二 半導體晶粒2]、2_2的熱量散除掉，且亦可以作為用: MOSFET的汲極終端。

參考第2圖’可以使用銲錫、導電性環氧樹脂，或一些 H)其他適當的導熱㈣性材f，將第—半導體錄2]裝配至 第一散熱件結構7的底面。第二半導體晶粒2.2可以相同方 式或不同方式裝配至第二散熱件結構卜 弟 15 >千¥體以包括—個遠離第—散熱件結 構7的弟一，面2]⑷。第一半導體晶粒2-1的第二表面(未顯 不）則朝向弟-散熱件結構7，且❹銲錫、導電性環氧樹 脂等而機械式與電氣式地結合到第一散熱件結構。半導體 晶粒2-1的第二表面可以包括-沒極區域，且沒極電流可以 從半導體=粒2韻到第—散熱件結構了，流到腿部7⑷且流 20 H伸自弟—散熱件結構1的主要本體1(b)之外雜極導線 88(d) 〇 —錢金屬線凸塊3+4]可以位於第—半導體晶粒 的第表面2-l(a)上’在此範例中的電鐘金屬線凸塊 ^二1包括―閘極金屬線凸塊4]，係在第—半導體晶粒 -1的弟一表面2姻而電氣式地連接到—閘極區域。閑極 11 200818418 電流可以從閘極導線88(d)透過電鍍閘極金屬線凸塊4-1與 閘極導電部5(例如：閘極夾），而流到第一半導體晶粒2-1 中的閘桠區域。在此範例中的電鍍金屬線凸塊H、4_；1亦包 括多數振極金屬線凸塊3-1，這些凸塊係在第一半導體晶粒 - 5 2-1的第一表面2-l(a)而連接到一或多個源極區域。源極電 一 流可以從源極導線88(s)經由一源極導電部6(例如：源極夾) 以及電鍍源極金屬線凸塊3-1，而流到第一半導體晶粒2-1 中的源極區域。 ^ 電鍍金屬線凸塊3-：1、4-1可以由任何適當材質形成，且 10 可以使用任何適當的製程而形成。例如，它們可以包括鍍 鎳的鋁金屬線，塗有貴重金屬的銅金屬線等。用於形成電 鍍金屬線凸塊3-1、4-1的範例性製程可以包括使用2006年3 月27日申請之美國專利申請案第60/786139號「具有可焊接 迴路接點的半導體裝置」所揭示的技術，該專利申請案其 15 内容在此併入作為參考。 第二半導體晶粒2-2也可以具有多數電鍍金屬線凸塊 - 3-2、4-2，這些凸塊係被裝配至第二半導體晶粒2-2的第一 表面2-2(a)。電鍍金屬線凸塊3-2、4-2包括源極金屬線凸塊 3-2及一閘極金屬線凸塊4-2。第二半導體晶粒2-2以及對應 20 的金屬線凸塊3-2、4-2可以具有與第一半導體晶粒2-1和金 屬線凸塊3-1、4-1相同或不同的材質、特性或結構。例如， 第二半導體晶粒2-2的第一表面2-2(a)可以具有電連接至源 極金屬線凸塊3 -2的源極區域以及一個電連接至閘極金屬 線凸塊4-2的閘極區域。 12 200818418 一中間導電元件112係被設置於第一與第二半導體晶 粒2_1、2-2之間，此中間導電元件n2可以電氣式地/或物理 式地連接至第一與第二半導體晶粒2_1、2-2。在第1圖所顯 示的範例中，第一與第二半導體晶粒2-1、2-2兩者可透過中 5間導電元件112而電氣式及物理式地連接在一起，此中間導 電元件是以單一不連續的金屬層之形式出現。中間導電元 件112的源極導電部6可以電氣式連接源極金屬線凸塊 3-1、3-2，這些源極金屬線凸塊係分別被裝配(例如：使用 焊錫）至第一與第二半導體晶粒2-1、2-2的源極區域。同樣 10地，被裝配到第一與第二半導體晶粒、2-2的閘極區域之 閘極金屬線凸塊4-1、4-2，可以被電氣式地連接到（例如： 使用銲錫）中間導電元件112的閘極導電部5。 中間導電元件112可以具有任何適當的形式中。如第置 圖所示，在一實施例中，中間導電元件112可以包含至少一 15不連續層。在此範例中，不連續層可以包括一閘極導電部5 以及一源極導電部6。如上所述，此中間導電元件可以電氣 式及機械式地將第-與第二半導體晶粒2小2_2中的源贿 7極區域連接在Κ例如：藉轉錫連接卜堆疊的第一與 弟二半導體晶粒2·卜2·2係使时間導電元件U2而電氣式 2〇地並聯在一起。稍後將詳細說明，在本發明的其他實施例 I ’此中間導電元件112可以機械式地連接，但並不需要電 氣式地將第-與第二半導體晶粒2_卜2_2連接在—起。在這 樣的實施例中，中間導電元件112可以包含在絕緣層的相反 兩側上的至少一介電層及導電層。 13 200818418 第3圖顯示第1圖中的零件被組合在一起之情形。在第 1、第2與第3圖中，類似的元件符號係標示類似的元件。第 3圖額外地顯示一區域32，在此區域中，銲錫連接可以形成 於閘極導電結構5及其對應的閘極導電88(g)之間。 5 第4圖顯示本發明另一封裝之實施例。在第1、第2與第 4圖中’類似的元件符號係標示類似的元件。然而，相較於 第3圖所示的實施例，在第4圖的實施例中，使用銲錫凸塊 (例如·銲錫球）以取代金屬線凸塊。例如，取代使用源極金 屬線凸塊，源極銲錫凸塊47、48可被用以將第一與第二半 10導體晶粒中的源極區域電氣式地連接到中間導電元件内的 源極&電結構6。源極銲錫凸塊47、48以及在如此所形成的 封裝中之任何其他銲錫，可以包含鉛(Pb-Sn)或無鉛銲錫。 圖形中亦顯示一閘極銲錫凸塊43。 可包含第1圖到第4圖中的零件而形成的封裝之立體圖 15係顯示於第5圖與第6圖。帛5圖顯示半導體晶粒封裝的 頂視立體圖。如圖所示，第一散熱件結構的第一外部表 面7(a:可以透過—模製材質11而暴露。此模製材質11可以將 先前提到的第一與第二半導體晶粒包圍起 丰逡日、1, Η ”、只小风> 、-阳粒封裝200的底視立體圖。如圖所示，第二 20結構的第二外部表面1⑷係被此模製材質11所暴露。 在-些情形中（例如：在S08型封裝），第一或第二外部 連以被鲜锡或直接連接到電路板上，藉此提供一條 外部導ΪΓΓ未顯示)的直接電氣與熱路徑。在此範例中， ♦、泉的表面可以與散熱件結構的底部暴露外表面丘平 14 200818418 面。 苓考第7圖，假如需要的話，可以將一個選擇性額外的 具有籍片或不具有鰭片之外部散熱件208，其與封裝·中 的暴露的散熱件結構表面i⑻、7⑻產生熱接觸或熱結合。 5當此封裝被連接到外部散熱件2〇8或一些其他額外的結構 %，可以形成一個半導體晶粒封裝總成。 第8圖顯示本發明的另_封裝之實施例。如同在先前的 =施例中，在第8圖所示的實施射，半導體晶粒可以被堆 疊在半導體晶粒封裝内。然而，除了電氣式及機械式地連 10接半導體晶粒封裝内的第一與第二半導體晶粒之外，第一 與第二半導體也可以機械式地連接在一起，但並未被電氣 式地連接在封裝内。在第i到第8圖中，類似的元件符號係 表示類似的元件，g此，不需要重複類似元件的說明。 第8圖顯示第-散熱件結構7及第二散熱件結構卜例如 15繞緣金屬基底的電路基底8可以被設置於第一與第二散熱 件結構7、1之間以及第一半導體晶粒2_1(參考第9圖，此圖 形顯不第一半導體晶粒2-1以及第一散熱件結構7的底面）與 第二半導體晶粒2-2。 如第8圖所示，電路基底8包括在絕緣層一側上的第一 2〇不連續頂部導電層，此頂部導電層包括第一源極金屬層9-1 以及第一閘極金屬層iO-丨。如圖所示，這幾層9-1、⑺“的 各層均包括至少一腿部，此腿部可以被結合至一個或多個 外部導線58。由於半導體晶粒2-卜2_2係彼此被電氣式隔離 開來，所以它們需要單獨的輸入端與輸出端，而且，這些 15 200818418 輸入端與輸出端並非如同先前所述的實施例一樣共用。 如圖所不，在此範例中，設有六條外部導線，以取代 在先月ί所述的半導體晶粒封裝中三條外部導線。此六條外 料線係對應於此封裝巾用於第—半導體晶粒的閘極、源 5極與;及極連接，以及在半導體晶粒封裝中用於第二半導體 晶粒的閘極、源極與汲極連接。 第10圖頒不第8圖中所示的電路基底8之底面。如圖所 不’此電路基底8包括-底部不連續導電層，此導電層包含 第二源極金屬層9-2及第二閘極金屬層1〇_2。 10 同時參考第8圖與第10圖，第一源極金屬層9-1與第二 源極孟屬層9-2，以及第一閘極金屬層1〇_〗與第二閘極金屬 層10-2係機械式地連接在一起，但在晶粒封裝内卻電氣式 地彼此隔離，這是因為在兩者之間設有一絕緣層之緣故。 在此範例中，電路基底8包括一絕緣層，而在此絕緣層的相 15反側上具有不連續的導電層。然而，在其他實施例中，也 可以具有超過三個不同層。 第11圖顯示第8到第10圖中所示的組合零件之立體侧 視圖。第11圖中所顯示的許多零件均類似於第！圖到第3圖 中所顯不的零件。然而，第11圖額外地顯示一銲錫互連區 20域59，此區域可含有銲錫，以便將一個對應於第一閘極層 10-1的腿部結合到多數外部導線58中的對應外部閘極導 線。而且，一銲錫晶粒裝配件60亦被顯示成用以將第二半 導體晶粒連接到第二散熱件結構1。 弟11圖亦顯示第8圖與第10圖中所示的電路基底8之絕 16 200818418 緣層55，此絕緣層55可以由陶竟或聚合體材質所製成，且 可以電氣式地隔離絕緣層55相反兩侧上的金屬層（例如··銅 層），致使第一與第二半導體晶粒2-1與2-2係電氣式地彼此 隔離開來。 5 弟12圖顯示類似於第11圖實施例中的實施例，除了顯 示有銲錫凸塊以取代金屬線凸塊之外。第13圖與第14圖分 別钱員示第12圖中的電路基底8之頂視與底視立體圖。如同在 先鈾的實施例一樣，第一與第二源極金屬層9_ 1與9-2係藉由 一中間插入的絕緣層55而分開。第一與第二閘極金屬層 10 1〇4與1〇-2亦被此相同中間插入的絕緣層55所分開。 參考第12圖，閘極銲錫凸塊72可以電氣式地將第一半 導體晶粒2-1中的閘極區域連接到電路基底8中的第一閘極 金屬層1(M。源極銲錫凸塊74可以電氣式地將第一半導體 晶粒中的源極區域連接到電路基底8中的第一源極金屬層 15 9巧。對應的銲錫凸塊連接可以形成於第二半導體晶粒2-1 中的源極與閘極區域以及第二源極金屬層與第二閘極金屬 層之間。 第B到第16圖顯示包含第8到第14圖中的零件之封裝 的各個立體圖。第15圖顯示半導體晶粒封裝202的頂視立體 20圖。如圖所示，第一散熱件結構的第一外部表面7(a)可以透 過一模製材質11而暴露，此模製材質11可以將先前所提到 的第一與第二半導體晶粒包圍起來。如第15圖所示，不像 第6圖所示的實施例，第15圖中的實施例包括總共六條導 線’其中一組三條導線係對應於第一半導體晶粒中的第一 17 200818418 MOSFET之源極、閘極與汲極，而另 - 力、、且一條導線則對應 於弟=半導體晶粒中的第二刪FET中之源極、閘極與沒 極三第16圖顯示透過模製材fll而暴露出來的散熱件結構 之弟—表面1 (a)。

在一些情形中(例如：在S08型封裝），第_或第二外部 表面7⑷可以被焊接或直接連接到—電路板上，以便對此電 路板(未顯示)提供—條直接㈣氣與熱路徑。在此範例中， 外部導線的底部表面可以與散熱件結構的底部暴露表面共 1〇 參考第Π圖，假如需要的話，一個選擇性額外的具有 鰭片或不具有鰭片之散熱件細可以與此封裝200中的暴露 散熱件結構表面1(a)、7(a)產生熱接觸或熱結合。當此封裝 被連接到額外散熱件208或-些其他額外結構時，可以开^ -半導體晶粒封裝總成。第17圖亦顯示—片電氣絕賴伽 Η膠帶216，係設置於第-散熱結構的暴露表面7⑷與額外散 熱件期之間，此絕緣膠帶216(或其他層）可以阻止此額外的 散熱件208免於在第-與第二散熱件結構7、i的暴露表高 7(a)與1(a)之間形成導電路徑。 有許多種方式可使用上述的半導體晶粒封裝及封裝她 加成。例如’它們可以伴隨著電子系統中的其他零件(例如： 電腦系統、舰器、無線電話、電視、電源#)而安裝到電 路板上。更明轉地說，它們可以被運用於這類系統中的^ 率轉換電路。 可以使用任何適當的製程而形成本發明的實施例。例 200818418 如’本發日ΛΑ , 的一些實施例可以由以下方式所形成： 第半導體晶粒裝配至具有第—外部表面的 第二半導體晶粒裝配至具有第二外部表面的 (C) ^ 將第一半導體晶粒裝配至一中間導電元件； =)將第二半導體晶粒裝配至該中間導電元件；以及

10 製材(Γ，/至少該第—與第二半導體晶粒周圍模製-模 貝、巾該模製好賴製材歸露出該第—外部表 興弟二外部表面。 ' 將提供可被用於本發明實施例中的範例性程 之其他細節。

述的V驟可以任何適當的順序進行。例如，在上述 用乂製k封衣的氣例方法中，丨導體功率動8附晶粒可 2為銲錫與i屬線凸塊。可以在功料⑽晶粒從其先 刚存在的晶圓上被切割（例如：藉由錯片）之前或之後，而產 生此銲錫與孟屬線凸塊。也可以使用高溫銲錫或鍵有鲜錫 的銅球，而使此晶粒產生凸塊。 一獲知了具有銲锡或金屬線凸塊的晶粒之後，此具 20有凸塊的晶粒可以使用辑锡(中間溶化溫度的銲錫)而被裝 配至底口P的第-散熱件結構。可以替代地或額外地使用助 熔劑點銲。 然後，可獲得中間導電元件。如上所述，此中間導電 凡件例如可以為單一不連續金屬層（例如：船框），或者可以 19 200818418 例如為DBC基底（直接黏接銅）的多層4電路基底。斜於熟知 此項技術者來說，這些很容易在市面上靖得或輕易製造出 來。 可以使用低熔化溫度銲锡而在中間導電元件上執行一 5網版印刷製程。可以使用夾板等將具有凸塊的晶极裝:至 中間導電兀件上且執行一回流製程。然後，中間導電元件 的另一側可以網版印刷方式印刷有銲錫膏。 在執行上述追些步驟之前或之後，可以使用銲錫將另 一個具有金屬線或銲錫凸塊的晶粒裝配至頂部散熱件結 10構，此頂部散熱件結構以及具有凸塊的晶粒可以在含有先 前裝配好的凸塊晶粒之該側的相反側上被裝配至中間導電 元件’猎此形成一^隹豐晶粒結構。 可以使用模製塑模或膠帶輔助模製製程而模製出上述 結構。在一膠帶輔助模製製程中，散熱件結構的—個或兩 15個外部表面可以被膠帶所覆蓋，而執行一模製製程。對於 熟知此項技術者來說，模製製程早為已知。在執行此模製 製程之後，可移除膠帶，以暴露出先前覆蓋的散熱件結構 外部表面。在模製之後，可以執行電鍍（亦即：鍍鉛）、修剪 以及測試步驟。 20 本發明的實施例具有許多優點。首先，可以藉由增加 晶粒裝配區域達成高功率產品，而不需要改變晶粒封袭的 底面積或平台。其次，如第8圖及第17圖的實施例所示，可 以藉由堆疊晶粒且使用例如DBC基底、IMS(絕緣金屬基底) 或者在兩個導電層之間具有絕緣層的其他基底，而絕緣這 20 200818418 些晶粒’因而在一封裝中產生雙重通道功能。而且，本發 明的實施例具有兩條散熱路徑，分別通過晶粒封裝的頂部 與底部，因而可增加散熱效果。藉由增加散熱路徑，可達 到較佳的散熱效果。最後，在封裝中使用銲錫或金屬線凸 、 5塊’藉此可增加封裝中的Rdson。 - 說明書中所提到的任何位置關係，例如：「上」、「下」、 「上方」、「下方」等係用以在圖形中解釋之用，並非用以 表示實際實施例中的絕對位置。 說明書中所提到的「一」及「此」等用詞，除非另有 10額外說明，否則係用以表示一個或一個以上。而且，在說 明書中，所提到「被裝配於」以及「被連接於」等用語， 係用以表示在兩個元件之間的直接與間接連接關係（例 如·藉由插入元件）。 說明書中所使用的用詞及用語係作為解釋之用，而非 15限定用語，因此，這些用語與措辭並未打算排除圖形所顯

• 示的特色之等效置換。要知道的是，在本發明的範圍内Y ^ 仍能夠產生出不同的變化。 - 而且，本發明實施例的—個或多個特色可以與本發明 的其他實施例的-個或多個特色相結合，並不會違背树 20 明的範圍。 上述所有的專利文件、專利中請案、刊物及相關敘述， 在此均併入作為參考。 【圖式簡單説明】 第1圖是依據本發明實施例的半導體晶粒封裝之零件 21 200818418 的分解圖，顯示有金屬線凸塊。 第2圖顯不在上散熱件結構上具有金屬線凸塊的晶粒 之底視圖。 第3圖顯不第一圖中的晶粒封裝處於組裝狀態之側視 5 立體圖。 第4圖是另一晶粒封裝實施例的側視立體圖，此晶粒封 裝具有類似於第一圖中的實施例之結構。然而，使用焊锡 凸塊以取代金屬線凸塊。 第5圖及第6圖分別顯示第3圖與第4圖中所示的此種半 10導體晶粒封裝之底視圖與頂視圖。 第7圖顯示第5圖與第6圖中所顯示的此種晶粒封裝之 半導體晶粒封裝總成。 第8圖顯示依據本發明實施例的另一半導體晶粒封裝 之刀解圖，顯示一個具有電路基底形式的中間導電元件。 第9圖顯示在上散熱件結構上具有金屬線凸塊的晶粒 之底視圖。 第10圖顯示第8圖所示的封裝中之中間導電元件的立 體底視圖。 第11圖是第8圖中所示的零件被組裝好時之側視立體 20 圖。 一第12圖是第11圖所示的此種半導體晶粒封裝之側視立 體圖，然而，顯示焊錫凸塊以取代金屬線凸塊。 第13圖疋絕緣金屬基底的頂視立體圖。 第14圖疋第13圖所示的絕緣金屬基底之底視立體圖。 22 200818418 第15圖與第16圖分別為含有第8圖到第14圖所示的零 件之半導體晶粒封裝的底視圖與頂視圖。 第17圖顯示含有第15到第16圖所示的此種晶粒封裝之 半導體晶粒封裝總成。 5 【主要元件符號說明】 l··.第讀熱件結構 1⑻…第二外部表面 1(b)…主要本體 24…第一半導體晶粒 2-1⑻…第一表面 2-2…第二半導體晶粒 2- 2⑻…第一表面 3- 1、4-1···金屬線凸塊 3-2、4-2…金屬線凸塊 5···閘極導電部 6…源極導電部 7".第一散熱件結構 7⑻…第一外部表面 7(b)…主要本體 7(d)…腿部 8…電路基底 9-1…第一源極金屬層 9- 2…第二源極金屬層 10- 1…第一閘極金屬層 10-2…第二閘極金屬層 11…模製材質 32…區域 43…閘極銲錫凸塊 47、48…源極銲錫凸塊 55…絕緣層 58…導線 59"·銲錫互連區域 60…鲜錫晶粒裝酉己件 72…閘極銲錫凸塊 74…源極銲錫凸塊 88(d)…沒極導線 88(g)…閘極導電 88(s)…源極導線 112···中間導電元件 23 200818418 127…中間導電元件 208···散熱件 200…半導體晶粒封裝 216···絕緣膠帶 202…半導體晶粒封裝

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Claims (1)

1. 200818418 十、申請專利範圍： 1. 一種半導體封裝，包含： 第一散熱件結構； 第一半導體晶粒，係被裝配於該第一散熱件結構且 5 具有第一外部表面； 一中間導電元件，係被裝配至該第一半導體晶粒； 第二半導體晶粒； 第二散熱件結構，係被裝配至該第二半導體晶粒且 包含一第二外部表面；以及 10 一模製材質，係被設置於該第一與第二半導體晶粒 周圍，其中該模製材質暴露出該第一散熱件結構的第一 外部表面，且其中該模製材質暴露出該第二散熱件結構 的第二外部表面。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體晶粒封裝，其中，該第 15 一散熱件結構包含銅。 3. 如申請專利範圍第1項之半導體晶粒封裝，其中，該第 一半導體晶粒與該第二半導體晶粒包含垂直裝置。 4·如申請專利範圍第1項之半導體晶粒封裝，其中，該第 一半導體晶粒與第二半導體晶粒包含垂直Μ Ο S F E T、 20 IGBT電晶體、BJT電晶體及二極體的其中之一以上。 5. 如申請專利範圍第1項之半導體晶粒封裝，其中，該中 間導電元件是呈現單一導電層的形式。 6. 如申請專利範圍第1項之半導體晶粒封裝，其中，該中 間導電元件是呈現具有至少一絕緣層及至少一導電層 25 200818418 的多層電路基底之形式。 7. 如申請專利範圍第1項之半導體晶粒封裝，另外包含多 數延伸自該模製材質的多數導線。 8. 如申請專利範圍第1項之半導體晶粒封裝，其中，另外 5 包含多數導電金屬線，係用以將第一半導體晶粒電連接 至第一中間導電元件且將第二半導體晶粒電連接至中 間導電元件。

   9· 一種用以形成半導體晶粒封裝的方法，該方法包含以下 步驟： (a) 將第一半導體晶粒裝配至具有第一外部表面的 第一散熱件結構； (b) 將第二半導體晶粒裝配至具有第二外部表面的 第二散熱件結構； (c) 將第一半導體晶粒裝配至一中間導電元件； (d) 將第二半導體晶粒裝配至該中間導電元件；以及 (e) 在至少該第一半導體晶粒與第二半導體晶粒周 圍模製一模製材質，其中經模製好的模製材質暴露出該 第一外部表面與第二外部表面。 10·如申請專利範圍第9項之方法，其中，該第一與第二半 20 導體晶粒包含垂直裝置。 11·如申請專利範圍第9項之方法，其中，該第一與第二半 導體晶粒包含垂直MOSFET。 12·如申請專利範圍第9項之方法，另外包含在將第一半導 體晶粒裝附於中間導電元件之前，在該第一半導體晶粒 26 200818418 上沉澱焊錫結構。 13.如申請專利範圍第9項之方法，另外包含在將第一半導 體晶粒裝附於中間導電元件之前，在該第一半導體晶粒 上形成金屬線凸塊。 5 14.如申請專利範圍第9項之方法，其中，該步驟(C)係在該 步驟(a)之前執行。 15. 如申請專利範圍第9項之方法，其中，該等步驟(a)至(e) 係依序執行。 16. 如申請專利範圍第9項之方法，其中，該中間導電元件 10 係呈現單一導電層的形式。 17. 如申請專利範圍第9項之方法，其中，該中間導電元件 包含一電路基底，該電路基底包括至少一絕緣層與至少 一導電層。 18. —種系統，包含如申請專利範圍第1項之半導體晶粒封 15 裝。 27