具有镜像对称的端子的模块和形成该模块的方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及电子器件，具体而言涉及半导体器件和具有基本上镜像对称的端子的模块和形成该模块的方法。
【背景技术】
[0002]近年来在将形成有运算放大器、比较器和无源电路元件的控制电路与诸如功率半导体开关的电源处理元件集成在共用封装体内的方面，已经获得实质性进展。一直是具有挑战性的领域是制造提供方便封装组件相对侧(例如左侧和右侧)的裸片设计的半导体器件，特别是对于在诸如负载点(point-of-load)电源模块的紧凑模块中的使用。
[0003]引入更多封装挑战的领域，是需要将负载点电源提供给在限定的区域中的多个负载，例如印刷电路板的受限区域中的多个负载。特定的负载可能需要不同负载电压诸如3.3或者2.5伏特(“V”)，或者两个共存的处理器可能其中每一个都要求相同电压诸如2.5V。这样的电源布置对于印刷电路板会带来很大的布局挑战。
[0004]对于其中一个负载从电源模块从一个方向得到供电而又一个负载从相反方向得到供电的多个负载，常规的电源布置通常造成不对称的布局。对于这类布置，用来构造在电源模块中实施的负载点电源转换器(power converter)的半导体器件一般也形成有不对称布局，这不利于在对称的或者平行的方向上的布局。
[0005]影响广阔市场问题的另一个领域是电源模块的物理尺寸，这会引入热设计挑战。应该提及的、影响紧凑电源模块的设计的随之而来的方面是在紧凑的物理结构中由无源电路元件所产生的热的消散以及由有源电路元件所产生的热的消散的能力。诸如电感器的更大的无源元件，难以包括在可能在相同半导体裸片上包括有源元件诸如功率半导体开关和控制元件的集成半导体器件中。在对电源模块的额定功率不进行折中的情况下，在具有挑战性的外部热环境下执行从这类有源和无源的源头的热的消散。将更大的无源元件与有源元件集成在共用封装体内，将使非常紧凑的电源模块的生产成为可能。
[0006]因此，存在对于构建用于包括多个电路(诸如电源转换器)的模块(诸如电源模块)的封装结构的、尚无解决方案的需要，其采用能够应用于相对侧(例如或者左侧或者右侦D封装组件的半导体裸片设计。所得到的封装结构又应使得在印刷电路板上的最终产品布局的相对侧定位成为可能。因此，现有技术需要的是，克服当前设计的布局和封装挑战的、包括半导体器件(例如与控制元件集成在一起的功率半导体开关)模块构造和形成该模块构造的方法。
【发明内容】
[0007]通过本发明的有利的实施方式，这些和其他问题总体上得到解决或者克服，并且技术优点总体上得到实现，本发明的优选实施方式包括具有基本上镜像对称的端子的模块以及形成该模块的方法。在一个实施方式中，该模块具有第一和第二模块端子并且包括第一半导体器件，其中第一和第二端子基本上镜像对称地布置在第一半导体器件上、并且耦合至第一半导体器件的第一共用节点。该模块还包括第二半导体器件，该第二半导体器件包括第三和第四端子，该第三和第四端子基本上镜像对称地布置在第二半导体器件上、并且耦合至第二半导体器件的第二共用节点。第一和第二端子中的至少一个耦合至第一模块端子，并且第三和第四端子中的至少一个耦合至第二模块端子。第一和第二模块端子基本上镜像对称地布置在模块上。
[0008]上述已经相当宽泛地概括了本发明的特征和技术优点，以便后面的对本发明的详细描述可以得到更好的理解。以下将描述形成本发明的权利要求的主题的、本发明的附加特征和优点。本领域技术人员应该意识到，所公开的概念和【具体实施方式】，可以容易地作为修改或者设计用于执行本发明的相同目的的其他结构或者工艺的基础。本领域技术人员也应该认识到，这样的等同构造并不偏离所附权利要求所描述的本发明的实质和范围。
【附图说明】
[0009]为了更完全的理解本发明，现在参考下面的接合附图的描述，其中:
[0010]图1示出包括在模块中可采用的电源转换电路装置的电源转换器的实施方式的示意图；
[0011]图2A和图2B分别示出模块和模块的部分的部件的层叠(Stack-UP)的等轴测视图(isometric view)；
[0012]图3示出模块的实施方式的顶视图；
[0013]图4示出半导体器件的实施方式的顶视图；
[0014]图5示出半导体器件的部分的实施方式的框图；
[0015]图6示出通过利用密封剂的转移模制(transfer molding)进行密封之后的模块的实施方式的等轴测视图；
[0016]图7示出形成半导体器件的方法的实施方式的流程图；以及
[0017]图8示出形成模块的方法的实施方式的流程图。
[0018]不同附图中相应的数字和符号一般指代相应的部分，除非另外指明。附图被绘制成清楚地示出优选实施方式的相关方面并且不必按比例绘制。
【具体实施方式】
[0019]下面讨论本优选实施方式的实现和使用。然而，应该理解到，实施方式提供能够在各种具体的背景下实施的许多可应用的创建性概念。所讨论的具体的实施方式仅仅是实现和使用本发明的具体方法的示例，并不限制本发明的范围。
[0020]实施方式将在具体的背景下进行描述，S卩，包括具有基本上镜像对称布置形成的端子的半导体开关(诸如功率半导体器件，例如按横向扩散金属氧化物半导体(“LDM0S”)器件实施的金属氧化物半导体场效应晶体管(“M0SFET”))的半导体器件、以及结合了该具有以基本上镜像对称布置形成的端子的半导体器件的模块以及形成该模块的方法。尽管将在采用功率半导体器件的电源模块的环境下描述本发明的原理，但是可以从能够实现模块中的基本上镜像对称的布置的半导体器件中获益的任何应用或者相关的半导体技术，完全落入本发明宽泛的范围内。
[0021]在实施方式中，模块可以包括耦合(例如粘合地安装(mount))至导电性衬底(例如引线框架)并且使用接线键合电耦合至此的集成电路(以裸片、或者以半导体器件实施的密封形式)、以及耦合在其上的分立无源元件。密封剂诸如塑料模制材料(例如环氧树脂材料)被置于半导体器件和分立无源元件、以及任何附加元件周围，用于提供环境和机械保护、以及利于在模块操作期间散热的导热覆盖物。其他模制材料和工艺以及被构造为没有密封剂的电子器件，完全落入本发明宽泛的范围。应该理解到，模块可以至少部分地形成电源管理系统，其自身通常被称为电源管理集成电路。
[0022]如将变得更显而易见的，分立无源元件可以无限制地以电感器或者变压器来实施。此外，半导体器件可以包括:有源元件(例如功率半导体开关)；和无源元件(例如二极管、电阻器、电容器)；以及电路，诸如控制器和驱动器，该控制器和驱动器形成有诸如运算放大器和比较器。当然，本发明宽泛的范围不限于形成半导体器件的特定元件。
[0023]首先参考图1，其示出了包括在模块中可采用的电源转换电路装置的电源转换器的实施方式的示意图。电源转换器包括电力系(power train) 110、包括控制电路元件的控制器120和驱动器130，并且提供电源给诸如微处理器的系统。尽管在所示的实施方式中，电力系110利用降压转换器拓扑结构(topology)，但是本领域技术人员应该理解到，其他转换器拓扑结构诸如正向转换器拓扑结构完全落入本发明宽泛的范围。
[0024]电力系110在其输入处从电力电源(由电池表示)接收输入电压PVIN，并且在其输出处提供经调整的(regulated)输出电压Vrat用于给例如微处理器供电。为了符合降压转换器拓扑结构的原理，输出电压Vrat—般小于输入电压PVIN，电源转换器的开关操作能够调整输出电压Vrat。使得有源元件诸如半导体开关(例如主要功率半导体开关Qmn)导通达初始间隔(interval)(—般与主要功率半导体开关Qmn的初始工作周期(duty cycle) “D”共存)并且将输入电压PVIN耦合至输出滤波器电感器L。#在初始间隔期间，流过输出滤波器电感器Lwt的电感器电流I ^jut随着电流从电力系110的输入流向输出而增加。电感器电流ILout的部分被输出滤波器电容器C OTt滤波。
[0025]在互补间隔(一般与主要功率半导体开关Qnm的互补工作周期“1-D”共存)期间，主要功率半导体开关Qmn转变至不导通状态并且使得另一个有源元件诸如另一个半导体开关(例如辅助功