半导体封装件及利用该封装件的半导体封装件模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体封装件及利用该封装件的半导体封装件模块。
【背景技术】
[0002]半导体技术的高速发展使半导体元件取得了令人瞩目的发展。与此同时，针对用于将半导体元件等电子元件预先贴装于印刷电路基板而构成为封装件的系统级封装(SIP ;System In Package)、芯片尺寸级封装(CSP ;Chip Sized Package)、倒装芯片封装(FCP ;Flip Chip Package)等半导体封装技术的研发正在活跃地进行。如此封装的半导体封装件在释放由半导体元件产生的热量方面要具备优良的性能，且需要具备高电压下的绝缘能力。为了解决散热问题，试图利用导热性能良好的金属材料而制作多种形态的封装基板的努力仍在持续。近来，针对用于通过阳极氧化而最大化半导体元件的热量释放的封装基板的研究正在开展。
[0003][现有技术文献]
[0004][专利文献]
[0005]专利文献1:美国授权专利第7947906号
【发明内容】
[0006]本发明的一方面的目的在于提供一种可节约成本的半导体封装件及利用该封装件的半导体封装件模块。
[0007]本发明的另一方面的目的在于提供一种散热性能提高的半导体封装件及利用该封装件的半导体封装件模块。
[0008]根据本发明的一个实施例，提供一种半导体封装件，包括:第一元件，下部形成有栅电极和发射电极，上部形成有集电极；第二元件，下部形成有正极，上部形成有负极；第一焊盘，形成于第一元件的下部，上表面电连接于栅电极；第二焊盘，形成于第一元件和第二元件的下部，上表面同时电连接于发射电极和正极；第三焊盘，形成于第一元件和第二元件的上部，下表面同时电连接于集电极和负极。
[0009]所述半导体封装件还包括:绝缘片(Sheet)，形成于第三焊盘的上部。
[0010]所述半导体封装件还包括:第三焊盘端子，以与第一焊盘的侧面相隔的方式形成，且一部分弯折而与第三焊盘接合。
[0011]根据本发明的另一实施例，提供一种半导体封装件模块，包括:半导体封装件，包含第一元件和第二元件，第一元件在下部形成有栅电极和发射电极并在上部形成有集电极，第二元件在下部形成有正极并在上部形成有负极；控制元件；基板，贴装有半导体封装件和控制元件；引线框架，一端与基板电连接，另一端突出到基板的外部，其中，半导体封装件包括:第一焊盘，形成于第一元件的下部，上表面电连接于栅电极；第二焊盘，形成于第一元件和第二元件的下部，上表面同时电连接于发射电极和正极；第三焊盘，形成于第一元件和第二元件的上部，下表面同时电连接于集电极和负极。
[0012]其中，半导体封装件和控制元件均配备有多个。
[0013]其中，绝缘片以同时覆盖多个第三焊盘的方式形成。
[0014]其中，绝缘片以个别地覆盖多个第三焊盘的方式形成。
[0015]通过结合附图的以下详细说明将会更加清楚地了解本发明的特征和优点。
[0016]应予说明，本申请的说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应局限于普通的词典化的含义而进行解释，应当立足于发明人可以为了以最优的方式阐述自己的发明而合理定义术语概念的原则，解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。
【附图说明】
[0017]图1至图4为表示根据本发明的实施例的半导体封装件的示例图。
[0018]图5和图6为表示根据本发明的实施例的半导体封装件模块的示例图。
[0019]图7和图8为表示根据本发明的另一实施例的半导体封装件模块的示例图。
[0020]符号说明
[0021]100:半导体封装件110:第一元件
[0022]111:栅电极112:发射电极
[0023]113:集电极120:第二元件
[0024]121:正极122:负极
[0025]131:第一焊盘132:第二焊盘
[0026]133:第三焊盘135:第三焊盘端子
[0027]140、340:绝缘片150:封装成型材料
[0028]200、300:半导体封装件模块210:基板
[0029]220:控制元件230:引线框架
[0030]240:模块成型材料250:散热部件
【具体实施方式】
[0031]参考与附图相关的以下详细说明和优选实施例就会更加明白本发明的目的、特定优点以及新的特征。本说明书中，在将附图标记赋予给各个附图中的构成要素时，需注意相同的构成要素即使示于不同的附图中也尽量被赋予相同的标记。并且，“第一”、“第二”、“上部”、“下部”等术语用于将一个构成要素与其他构成要素加以区分，构成要素并不被所述术语所限定。以下，在说明本发明的过程中，省略关于有可能对本发明的主旨造成混乱的相关公知技术的详细说明。
[0032]以下，参考附图详细说明本发明的优选实施形态。
[0033]图1至图4为表示根据本发明的实施例的半导体封装件的示例图。
[0034]图1为表示根据本发明的实施例的半导体封装件的下部的剖面图。另外，图2为表示根据本发明的实施例的半导体封装件的上部的剖面图。此外，图3和图4是对图1中的A1-A2和B1-B2的剖面图。
[0035]根据本发明的实施例的半导体封装件100包括:第一元件110、第二元件120、第一焊盘131至第三焊盘133、第三焊盘端子135、绝缘片140以及封装成型材料150。
[0036]根据本发明的实施例，第一元件110和第二元件120为功率半导体元件。例如，第一元件 110 为绝缘棚.双极型晶体管(IGBT ;Insulated gate bipolar mode transistor),第二元件120则是二极管(D1de)。
[0037]根据本发明的实施例，第一元件110的下部形成有栅电极(Gate Electrode) 111和发射电极(Emitter Electrode) 112。而且，第一元件110在上部形成有集电极(Collector Electrode)113。
[0038]根据本发明的实施例，第二元件120在下部形成有正极(Anode Electrode) 121并在上部形成有负极(Cathode Electrode) 122。
[0039]参考图1和图3，根据本发明的实施例的第一焊盘131形成于第一元件110的下部。并且，第一焊盘131的上表面电连接于第一元件110的栅电极111。在此，栅电极111与第一焊盘131之间也可以夹设焊料之类的导电性粘合剂。
[0040]根据本发明的实施例，第二焊盘132形成于第一元件110和第二元件120的下部。第二焊盘132的上表面同时电连接于第一元件110的发射电极112和第二元件120的正极121。S卩，发射电极112与正极121通过第二焊盘132而形成电连接。在此，也可以在第二焊盘132与发射电极112之间以及第二焊盘132与正极121之间分别夹设导电性粘合剂。
[0041]参考图2和图3，根据本发明的实施例的第三焊盘133形成于第一元件110和第二元件120的上部。第三焊盘133的下表面同时电连接于第一元件110的集电极113和第二元件120的负极122。在此，也可以在第三焊盘133与集电极113之间以及第三焊盘133与负极122之间分别夹设导电性粘合剂。图2是为了说明第三焊盘133的结构而将绝缘片140省略并示出的图。
[0042]根据本发明的实施例，第三焊盘133也可以执行散热器(Heat Spreader)的作用。因此，由第一元件110和第二元件120产生的热量通过第三焊盘133而分散，从而提高半导体封装件100的散热能力。
[0043]参考图1、图2以及图3，根据本发明的实施例的第三焊盘端子135以与第一焊盘131的侧面相隔的方式形成，并形成为一部分弯折的结构。如此形成的第三焊盘端子135形成为一部分平行于第一焊盘131的侧面，而另一部分则与第三焊盘133电连接。在本附图中虽以第三焊盘端子135的一端接合于第三焊盘133的下表面的情形为例进行了说明，然而第三焊盘端子135与第三焊盘133的接合结构并不局限于此。例如，第三焊盘端子135的一端也可以与第三焊盘133的侧面接合。如此，第三焊盘端子135与第三焊盘133的接合结构可根据本领域技术人员的选择而多样地变更。
[0044]根据本发明的实施例的第一焊盘131至第三焊盘133以及第三焊盘端子135由电路基板领域中使用的导电性金属形成。例如，第一焊盘131至第三焊盘133以及第三焊盘端子135由铜形成。
[0045]参考图3和图4，根据本发明的实施例，绝缘片140形成于第三焊盘133的上部。根据本发明的实施例的绝缘片140由绝缘树脂形成。在此，绝缘片140也可以采用导热率高的热片(Thermal Sheet)种类的片，以提高半导体封装件100的散热性能。在本发明的实施例中，半导体封装件100包括绝缘片140，然而也可以根据本领域技术人员的选择而省去绝缘片140。
[0046]根据本发明的实施例，绝缘片140在随后散热部件(未图示)被安装于半导体封装件100时使第三焊盘133与散热部件(未图示)相互绝缘。并且，绝缘片140防止出现第三焊盘133暴露于外部而导致氧化、腐蚀等损坏的情况。
[0047]根据本发明的实施例，封装成型材料150形成为包覆第一元件110、第二元件120、第一焊盘131至第三焊盘133以及第三焊盘端子135以保护这些构成要素。根据本发明的实施例的封装成型材料150可由半导体封装领域中使用的成型材料中的任意一种材料形成。例如，封装成型材料150可由环氧树脂模塑料(EMC ;Epoxy Molding Compound)形成。
[0048]根据本发明的实施例，封装成型材料150形成为让绝缘片140的上表面暴露于外部。而且，在省去绝缘片140的情况下，封装成型材料150形成为使第三焊盘133的上表面暴露于外部。之所以如此构成封装成型材料150的结构，是为了在形成半导体封装件模块时将热量高效地传递给散热部件(未图示)。然而，封装成型材料150的结构并不局限于此，封装成型材料150也可以形成为覆盖绝缘片140或第三焊盘133的上表面。
[0049]对于根据本发明的实施例的半导体封装件100而言，也可以省去引线键合工序，利用第一焊盘131至第三焊盘133以及第三焊盘端子135而将第一元件110和第二元件120形成为一个封装件。S卩，由于省去引线键合工序，因此半导体封装件100的制造工艺得到简化并可节约成本。并且，根据本发明的实施例，第三焊盘133执行散热器的作用，从而使包括第一元件110和第二元件120的的半导体封