功率覆蓋結(jié)構(gòu)及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及功率覆蓋結(jié)構(gòu)及其制作方法。一種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)，包括POL子模塊。POL子模塊包括介電層和具有附接到介電層上的頂表面的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置的頂表面具有形成在其上的至少一個接觸墊。POL子模塊還包括金屬互連結(jié)構(gòu)，其延伸穿過介電層，且電性地聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的至少一個接觸墊上。傳導(dǎo)墊片聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的底表面上，且熱界面的第一側(cè)聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上。散熱件聯(lián)接到電絕緣的熱界面的第二側(cè)上。
【專利說明】功率覆蓋結(jié)構(gòu)及其制作方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請主張2013年3月14日提交的美國臨時專利申請序列第61/784，834號的優(yōu)先權(quán)，該申請的公開內(nèi)容通過引用合并于本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實施例大體上涉及用于封裝半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)和方法，并且更具體地涉及包括改善的熱界面的功率覆蓋(power overlay, POL)封裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0003]功率半導(dǎo)體裝置為用作功率電子電路中的開關(guān)或整流器的半導(dǎo)體裝置，例如開關(guān)式電源。大部分功率半導(dǎo)體裝置僅用于通信模式(即，它們或者導(dǎo)通或者截止)，且因此對此進行優(yōu)化。許多功率半導(dǎo)體裝置用于高電壓功率應(yīng)用中且被設(shè)計成攜帶大量電流且支持大電壓。在使用中，高電壓功率半導(dǎo)體裝置經(jīng)由功率覆蓋(POL)封裝和互連系統(tǒng)而連接到外部電路上。
[0004]圖1中示出了現(xiàn)有技術(shù)的功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)10的總體結(jié)構(gòu)。用于POL結(jié)構(gòu)10的標(biāo)準(zhǔn)制造過程通常以將一個或多個功率半導(dǎo)體裝置12通過粘合劑16置于介電層14上來開始。金屬互連件18 (例如，銅互連件)然后電鍍到介電層14上來形成與功率半導(dǎo)體裝置12的直接金屬連接。金屬互連件18可為低輪廓(例如，小于200微米厚)平坦互連結(jié)構(gòu)的形式，其提供往返于功率半導(dǎo)體裝置12的輸入/輸出(I/O)系統(tǒng)20的形成。為了連接到外部電路上，如，通過產(chǎn)生與印刷電路板的第二級互連，例如，目前的POL封裝件使用焊球柵陣列(BGA)或盤柵陣列(LGA)。
[0005]散熱件22通常也包括在POL結(jié)構(gòu)10中，以提供移除由半導(dǎo)體裝置12生成的熱并保護裝置12免受外部環(huán)境的方式。散熱件22使用直接覆銅(DBC)基底24來熱聯(lián)接到裝置12上。如圖所示，DBC基底24定位在半導(dǎo)體裝置12的上表面與散熱件22的下表面之間。
[0006]DBC基底24為預(yù)制構(gòu)件，其包括非有機陶瓷基底26，例如礬土，其中上銅片28和下銅片30通過直接覆銅界面或銅焊層31來結(jié)合到其兩側(cè)上。DBC基底24的下銅片30圖案確定為在DBC基底24附接到半導(dǎo)體裝置12上之前形成一定數(shù)目的傳導(dǎo)接觸區(qū)域。通常，DBC基底可具有大約Imm的總體厚度。
[0007]在POL結(jié)構(gòu)10的制造過程期間，焊料32施加到半導(dǎo)體裝置12的表面上。DBC基底24然后落到焊料32上來使下銅片30的圖案部分與焊料32對準(zhǔn)。在DBC基底24聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置12上之后，底部填充技術(shù)用于將介電有機材料34施加到粘合層16與DBC基底24之間的空間中來形成POL子模塊36。熱墊或熱脂38然后施加到DBC基底24的上銅層28上。
[0008]在POL結(jié)構(gòu)10中使用DBC基底具有許多限制。首先，DBC基底的銅和陶瓷材料的材料性質(zhì)對DBC基底的設(shè)計帶來了固有限制。例如，由于陶瓷的固有剛性和DBC基底24的銅和陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)差異，故銅片28，30必須保持相對較薄，以避免由銅材料中的大的溫度波動引起過度的應(yīng)力置于陶瓷上。此外，由于面對半導(dǎo)體裝置12的DBC基底24的下銅層的表面是平坦的，故DBC基底24不會促進具有不同高度的半導(dǎo)體裝置的POL封裝件的制造。
[0009]另外，DBC基底制造相對昂貴，且為預(yù)制構(gòu)件。當(dāng)DBC基底24為預(yù)制構(gòu)件時，銅片28，30的厚度基于施加到陶瓷基底26上的銅箔層的厚度確定。另外，由于DBC基底24在與POL結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的其余部分組裝之前制造，故包繞半導(dǎo)體裝置12的介電填料或環(huán)氧樹脂基底在DBC基底24聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置12上之后使用底部填充技術(shù)來施加。這種底部填充技術(shù)耗時，且可導(dǎo)致POL結(jié)構(gòu)內(nèi)的不期望的空隙。
[0010]因此，將期望提供一種POL結(jié)構(gòu)，其具有改善的熱界面，其克服合并DBC基底的已知POL結(jié)構(gòu)的前述結(jié)構(gòu)和處理限制。還將期望的此類POL結(jié)構(gòu)應(yīng)對不同厚度的半導(dǎo)體裝置，同時最大限度地降低POL結(jié)構(gòu)的成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的實施例通過提供一種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)來克服前述缺陷，該結(jié)構(gòu)消除了將DBC基底作為POL子模塊與散熱件之間的熱界面的使用。改善的熱界面設(shè)在半導(dǎo)體裝置與散熱件之間，其包括應(yīng)對不同高度的半導(dǎo)體裝置的傳導(dǎo)墊片。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)包括POL子模塊。POL子模塊包括介電層和具有附接到介電層上的頂表面的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置的頂表面具有形成在其上的至少一個接觸墊。POL子模塊還包括金屬互連結(jié)構(gòu)，其延伸穿過介電層，且電性地聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的至少一個接觸墊上。傳導(dǎo)墊片聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的底表面上，且熱界面的第一側(cè)聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上。散熱件聯(lián)接到電絕緣的熱界面的第二側(cè)上。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種形成功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)的方法，包括提供半導(dǎo)體裝置、將半導(dǎo)體裝置的第一表面附連到介電層上、形成穿過介電層的通孔、以及形成延伸穿過介電層中的通孔來電性地連接到半導(dǎo)體裝置上的金屬互連結(jié)構(gòu)。該方法還包括將傳導(dǎo)墊片的第一表面附連到半導(dǎo)體裝置的第二表面上，以及形成傳導(dǎo)墊片的第二表面頂部上的熱界面。此外，該方法包括將散熱件熱聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上，沒有定位在散熱件與傳導(dǎo)墊片之間的直接覆銅(DBC)基底。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種功率覆蓋(POL)封裝結(jié)構(gòu)包括POL子模塊。POL子模塊包括介電層、附接到介電層上的第一半導(dǎo)體裝置，以及電性地聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置的第一側(cè)上的互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)延伸穿過介電層以電性地連接到第一半導(dǎo)體裝置上的至少一個接觸墊上。第一傳導(dǎo)墊片具有聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置的第二側(cè)上的底表面，以及聯(lián)接到第一傳導(dǎo)墊片的頂表面上的熱界面，而沒有位于其間的直接覆銅(DBC)基底。散熱件直接地聯(lián)接到熱界面上。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種半導(dǎo)體裝置封裝件包括第一半導(dǎo)體裝置、具有的厚度大于第一半導(dǎo)體裝置的厚度的第二半導(dǎo)體裝置、以及聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置和第二半導(dǎo)體裝置的第一表面上的絕緣基底。金屬化層延伸穿過絕緣基底，使得金屬化層的第一表面聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置和第二半導(dǎo)體裝置的接觸墊上。具有第一側(cè)的第一傳導(dǎo)墊片經(jīng)由傳導(dǎo)接觸層聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置上；具有第一側(cè)的第二傳導(dǎo)墊片經(jīng)由傳導(dǎo)接觸層聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置上。第一傳導(dǎo)墊片具有的厚度大于第二傳導(dǎo)墊片的厚度，且第一傳導(dǎo)墊片和第二傳導(dǎo)墊片的第二側(cè)共面。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種半導(dǎo)體裝置封裝件包括:具有穿過其間形成的多個通孔的介電層，以及具有聯(lián)接到介電層的頂表面上的第一表面的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置封裝件還包括聯(lián)接到介電層的底表面上的金屬互連結(jié)構(gòu)。金屬互連結(jié)構(gòu)延伸穿過介電層的多個通孔來連接到半導(dǎo)體裝置的第一表面上。半導(dǎo)體裝置封裝件還包括具有聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的第二表面上的底表面的傳導(dǎo)墊片，以及聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片的頂表面上的有機熱界面，而沒有定位在有機熱界面與傳導(dǎo)墊片之間的直接覆銅(DBC)基底。
[0017]一種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)，包括:
POL子模塊，POL子模塊包括:
介電層；
具有附接到介電層上的頂表面的半導(dǎo)體裝置，頂表面具有形成在其上的至少一個接觸墊；
金屬互連結(jié)構(gòu)，其延伸穿過介電層且電性地聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的至少一個接觸墊上； 聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的底表面上的傳導(dǎo)墊片；以及具有聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上的第一側(cè)的熱界面；以及聯(lián)接到電絕緣的熱界面的第二側(cè)上的散熱件。
[0018]優(yōu)選地，熱界面為導(dǎo)熱的。
[0019]優(yōu)選地，POL結(jié)構(gòu)還包括圍繞半導(dǎo)體裝置和傳導(dǎo)墊片定位在介電層與熱界面之間的空間中的包封件。
[0020]優(yōu)選地，熱界面聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上而沒有定位在其間的直接覆銅(DBC)基底。
[0021]優(yōu)選地，傳導(dǎo)墊片包括銅、鑰和鋁中的至少一者。
[0022]優(yōu)選地，POL結(jié)構(gòu)還包括定位在半導(dǎo)體裝置與傳導(dǎo)墊片之間來將傳導(dǎo)墊片固定到半導(dǎo)體裝置上的焊料材料、傳導(dǎo)粘合劑和燒結(jié)的銀層中的一者。
[0023]優(yōu)選地，POL結(jié)構(gòu)還包括印刷電路板；并且
其中，POL子模塊通過輸入/輸出連接而附接到印刷電路板上。
[0024]優(yōu)選地，POL結(jié)構(gòu)還包括電性地聯(lián)接到POL子模塊上的引線框架；并且其中，引線框架直接地附接到傳導(dǎo)墊片上。
[0025]一種形成功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)的方法，包括:
提供半導(dǎo)體裝置；
將半導(dǎo)體裝置的第一表面附連到介電層上；
形成穿過介電層的通孔；
形成延伸穿過介電層中的通孔的金屬互連結(jié)構(gòu)以電性地連接到半導(dǎo)體裝置上；
將傳導(dǎo)墊片的第一表面附連到半導(dǎo)體裝置的第二表面上；
將熱界面形成在傳導(dǎo)墊片的第二表面的頂部上；以及
在沒有定位在散熱件與傳導(dǎo)墊片之間的直接覆銅(DBC)基底的情況下將散熱件熱聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上。
[0026]優(yōu)選地，方法還包括在形成熱界面之前利用聚合模制化合物來包封半導(dǎo)體裝置和傳導(dǎo)墊片的至少一部分。
[0027]優(yōu)選地，方法還包括在介電層與熱界面之間施加底部填充劑來包封半導(dǎo)體裝置和傳導(dǎo)墊片的至少一部分。
[0028]優(yōu)選地，形成熱界面包括:用導(dǎo)熱液體和導(dǎo)熱漿料中的一者涂布第一傳導(dǎo)墊片的頂表面。
[0029]優(yōu)選地,方法還包括固化熱界面。
[0030]優(yōu)選地，方法還包括使用傳導(dǎo)漿料來將傳導(dǎo)墊片的第一表面附連到半導(dǎo)體裝置的第二表面上。
[0031]優(yōu)選地，方法還包括將金屬互連結(jié)構(gòu)附接到外部電路結(jié)構(gòu)上。
[0032]優(yōu)選地，方法還包括提供聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上的引線框架組件，引線框架形成POL結(jié)構(gòu)與外部電路結(jié)構(gòu)之間的互連。
[0033]一種功率覆蓋(POL)封裝結(jié)構(gòu)，包括:
POL子模塊，POL子模塊包括:
介電層；
附接到介電層上的第一半導(dǎo)體裝置；
電性地聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置的第一側(cè)上的互連結(jié)構(gòu)，互連結(jié)構(gòu)延伸穿過介電層來將至少一個接觸墊電性地連接在第一半導(dǎo)體裝置上；
具有聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置的第二側(cè)上的底表面的第一傳導(dǎo)墊片；以及熱界面，其聯(lián)接到第一傳導(dǎo)墊片的頂表面上而沒有定位在其間的直接覆銅(DBC)基底；以及
直接地聯(lián)接到熱界面上的散熱件。
[0034]優(yōu)選地，第一傳導(dǎo)墊片包括銅。
[0035]優(yōu)選地，POL封裝結(jié)構(gòu)還包括包繞第一半導(dǎo)體裝置和第一傳導(dǎo)墊片的至少一部分的填料材料。
[0036]優(yōu)選地，POL封裝結(jié)構(gòu)還包括具有附接到介電層上的第一側(cè)的第二半導(dǎo)體裝置。
[0037]優(yōu)選地，第一傳導(dǎo)墊片的底側(cè)聯(lián)接到第二半導(dǎo)體裝置的第二側(cè)上。
[0038]優(yōu)選地，第二半導(dǎo)體裝置具有不同于第一半導(dǎo)體裝置的豎直高度的豎直高度； 其中第一傳導(dǎo)墊片的第一部分聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置上；
其中第一傳導(dǎo)墊片的第二部分聯(lián)接到第二半導(dǎo)體裝置上；并且其中第一傳導(dǎo)墊片的第一部分和第一半導(dǎo)體裝置的總體豎直高度大致等于第一傳導(dǎo)墊片的第二部分和第二半導(dǎo)體裝置的總體豎直高度。
[0039]優(yōu)選地，POL封裝結(jié)構(gòu)還包括具有聯(lián)接到第二半導(dǎo)體裝置上的底表面的第二傳導(dǎo)墊片。
[0040]優(yōu)選地，POL封裝結(jié)構(gòu)還包括:
印刷電路板；以及
聯(lián)接到第一傳導(dǎo)墊片上的引線框架，引線框架構(gòu)造成將POL子模塊電性地連接到印刷電路板上。
[0041]一種半導(dǎo)體裝置封裝件，包括:
第一半導(dǎo)體裝置；
具有的厚度大于第一半導(dǎo)體裝置的厚度的第二半導(dǎo)體裝置； 聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置和第二半導(dǎo)體裝置的第一表面上的絕緣基底；
金屬化層，其延伸穿過絕緣基底，使得金屬化層的第一表面聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置和第二半導(dǎo)體裝置的接觸墊上；
第一傳導(dǎo)墊片，其具有經(jīng)由傳導(dǎo)接觸層而聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置上的第一側(cè)，
第二傳導(dǎo)墊片，其具有經(jīng)由傳導(dǎo)接觸層而聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置上的第一側(cè)；以及其中第一傳導(dǎo)墊片具有的厚度大于第二傳導(dǎo)墊片的厚度；以及其中第一傳導(dǎo)墊片和第二傳導(dǎo)墊片的第二側(cè)共面。
[0042]優(yōu)選地，封裝件包括聯(lián)接到第一傳導(dǎo)墊片的第二側(cè)和第二傳導(dǎo)墊片的第二側(cè)上的熱界面層。
[0043]優(yōu)選地，熱界面層為電絕緣且導(dǎo)熱的。
[0044]優(yōu)選地，熱界面層為導(dǎo)電且導(dǎo)熱的。
[0045]優(yōu)選地，熱界面層包括懸浮在樹脂基質(zhì)中的多個傳導(dǎo)纖維。
[0046]優(yōu)選地，熱界面層的第一部分聯(lián)接到第一傳導(dǎo)墊片上，且熱界面層的第二部分聯(lián)接到第二傳導(dǎo)墊片上；并且
其中，間隙形成在熱界面層的第一部分與第二部分之間，使得熱界面層的第一部分與熱界面層的第二部分電絕緣。
[0047]優(yōu)選地，熱界面層包括多層基底，多層基底包括:
第一熱界面層，其包括電絕緣且導(dǎo)熱的材料，具有直接地聯(lián)接到第一傳導(dǎo)墊片和第二傳導(dǎo)墊片上的第一側(cè)；
陶瓷基底，其具有直接地聯(lián)接到第一熱界面層的第二側(cè)上的第一側(cè)；以及第二熱界面層，其包括電絕緣且導(dǎo)熱的材料，直接地聯(lián)接到陶瓷基底的第二側(cè)上。
[0048]優(yōu)選地，熱界面層包括多層基底，多層基底包括:
第一熱界面層，其包括電絕緣且導(dǎo)熱的材料，具有直接地聯(lián)接到第一傳導(dǎo)墊片和第二傳導(dǎo)墊片上的第一側(cè)；
陶瓷基底，其具有直接地聯(lián)接到第一熱界面層的第二側(cè)上的第一側(cè)；以及第二熱界面層，其包括導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料，直接地聯(lián)接到陶瓷基底的第二側(cè)上。
[0049]一種半導(dǎo)體裝置封裝件，包括:
介電層，其具有穿過其間形成的多個通孔；
半導(dǎo)體裝置，其具有聯(lián)接到介電層的頂表面上的第一表面；
聯(lián)接到介電層的底表面上的金屬互連結(jié)構(gòu)，金屬互連結(jié)構(gòu)延伸穿過介電層的多個通孔來連接到半導(dǎo)體裝置的第一表面上；
傳導(dǎo)墊片，其具有聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的第二表面上的底表面；以及有機熱界面，其在沒有定位在有機熱界面與傳導(dǎo)墊片之間的直接覆銅(DBC)基底的情況下聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片的頂表面上。
[0050]優(yōu)選地，有機熱界面為導(dǎo)熱且導(dǎo)電的。
[0051]優(yōu)選地，有機熱界面為導(dǎo)熱且電絕緣的。
[0052]優(yōu)選地，有機熱界面層包括懸浮在樹脂基質(zhì)中的多個傳導(dǎo)纖維。
[0053]優(yōu)選地，半導(dǎo)體裝置封裝件還包括位于介電層與熱界面之間的絕緣底部填充材料。
[0054]優(yōu)選地，傳導(dǎo)墊片包括導(dǎo)熱且導(dǎo)電的材料。
[0055]優(yōu)選地，有機熱界面包括多層基底，多層基底包括:
第一層，其包括有機材料，具有聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上的第一側(cè)；
陶瓷基底，其具有直接地聯(lián)接到第一層的第二側(cè)上的第一側(cè)；以及第二層，其包括電絕緣且導(dǎo)熱的材料，直接地聯(lián)接到陶瓷基底的第二側(cè)上。
[0056]優(yōu)選地，有機熱界面包括多層基底，多層基底包括:
第一層，其包括有機材料，具有聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上的第一側(cè)；
陶瓷基底，其具有直接地聯(lián)接到第一層的第二側(cè)上的第一側(cè)；以及第二層，其包括導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料，直接地聯(lián)接到陶瓷基底的第二側(cè)上。
[0057]這些和其它優(yōu)點和特征將從結(jié)合附圖提供的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的以下詳細描述中更容易理解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0058]附圖示出了當(dāng)前構(gòu)想成用于執(zhí)行本發(fā)明的實施例。
[0059]在附圖中:
圖1為合并DBC基底的現(xiàn)有技術(shù)的功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0060]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施例的POL結(jié)構(gòu)的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0061]圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的POL結(jié)構(gòu)的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0062]圖4為根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的POL結(jié)構(gòu)的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0063]圖5為根據(jù)本發(fā)明的實施例的POL組件的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0064]圖6至圖16為根據(jù)本發(fā)明的實施例的在制造/構(gòu)建過程的各種階段期間的POL子模塊的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0065]圖17為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的帶引線的POL子模塊的一部分的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0066]圖18為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的帶引線的POL子模塊的一部分的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0067]圖19為根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有階梯傳導(dǎo)墊片的POL子模塊的一部分的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0068]圖20為根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多層傳導(dǎo)墊片組件的POL子模塊的一部分的示意性截面?zhèn)纫晥D。

【具體實施方式】
[0069]本發(fā)明的實施例提供了一種具有包括在其中的改善的熱界面的功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)，以及用于形成此類POL結(jié)構(gòu)的方法。POL結(jié)構(gòu)包括應(yīng)對不同高度的半導(dǎo)體裝置的傳導(dǎo)墊片和增加包封材料和方法的選擇的熱界面層。
[0070]參看圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體裝置組件或功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)40。POL結(jié)構(gòu)40包括具有在其中的一個或多個半導(dǎo)體裝置43，44，45的POL子模塊42，根據(jù)各種實施例，半導(dǎo)體裝置可為管芯、二極管或其它功率電氣裝置的形式。如圖2中所示，三個半導(dǎo)體裝置43，44，45設(shè)在POL子模塊42中，然而將認識到的是，更多或更少數(shù)目的半導(dǎo)體裝置43，44，45可包括在POL子模塊42中。除半導(dǎo)體裝置43，44，45之外，POL子模塊42還可包括任何數(shù)目的附加電路構(gòu)件46，例如，門驅(qū)動器。
[0071]半導(dǎo)體裝置43，44，45通過粘合層50聯(lián)接到介電層48上。介電層48可根據(jù)各種實施例為疊層或膜的形式，且可由多種介電材料中的一種形成，如，Kapton?、Ultem?、聚四氟乙烯(PTFE)、Up ilex?、聚砜材料(例如，Udel?、Rade I?)或另一種聚合物膜，如，液晶聚合物(LCP)或聚酰亞胺材料。
[0072]POL子模塊42還包括金屬化層或互連結(jié)構(gòu)52，其通過金屬互連件54形成與半導(dǎo)體裝置43，44，45的直接金屬連接，金屬互連件54延伸穿過形成在介電層48中的通孔56來連接到相應(yīng)的半導(dǎo)體裝置43，44，45上的接觸墊58上。
[0073]POL子模塊42還包括一個或多個傳導(dǎo)板或墊片60，其利用導(dǎo)熱和導(dǎo)電的接觸層62來固定到半導(dǎo)體裝置43，44，45上。根據(jù)各種實施例，例如，傳導(dǎo)接觸層62可為焊料材料、傳導(dǎo)粘合劑或燒結(jié)的銀。傳導(dǎo)墊片60為金屬和合金材料，例如銅、鋁、鑰或它們的組合，如，銅鑰或銅鎢，以及復(fù)合材料，如，鋁硅、碳化鋁硅、鋁-石墨、銅-石墨等。
[0074]介電填料材料64也設(shè)在POL子模塊42中，以在POL子模塊42中填充在半導(dǎo)體裝置43，44，45與傳導(dǎo)墊片60之間和周圍的間隙，以便向POL子模塊42提供附加的結(jié)構(gòu)完整性。根據(jù)各種實施例，介電填料材料64可為聚合材料的形式，例如，底部填充劑(例如，毛細底部填充劑或非流動的底部填充劑)、包封件、硅酮或模制化合物。
[0075]POL結(jié)構(gòu)40還包括便于冷卻半導(dǎo)體裝置43，44，45的散熱件66。散熱件66包括具有高熱導(dǎo)率的材料，如，銅、鋁或復(fù)合材料。散熱件66通過形成在傳導(dǎo)墊片60和介電填料材料64上的熱界面基底或?qū)?8來聯(lián)接到POL子模塊42上。
[0076]熱界面層68為導(dǎo)熱的電絕緣的聚合材料或有機材料，例如，熱墊、熱漿料、熱脂或熱粘合劑。熱界面層68使散熱件66與傳導(dǎo)墊片60電絕緣。根據(jù)一個實施例，熱界面層68包括懸浮在樹脂或環(huán)氧樹脂的基質(zhì)中的傳導(dǎo)填料、顆粒或纖維。例如，熱界面層68可為環(huán)氧樹脂或硅樹脂，其填充有導(dǎo)熱的電絕緣的填料，如礬土和/或氮化硼。根據(jù)一個實施例，熱界面層68具有大約100 μ m的厚度。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到的是，熱界面層68的厚度可基于設(shè)計規(guī)格變化。熱界面層68提供相比于DBC基底優(yōu)異的熱性能，因為熱界面層68不會經(jīng)歷包括在DBC基底內(nèi)的陶瓷層的熱阻。
[0077]在熱界面層68為熱漿料、熱脂或熱墊(例如，預(yù)成形的有機材料片或膜)的實施例中，在圍繞POL子模塊42的周邊的一定數(shù)目的位置處，散熱件66使用螺釘或其它緊固裝置(未示出)固定到POL子模塊42上，引起熱界面層68夾在傳導(dǎo)墊片60與散熱件66之間。作為備選，在熱界面層68為聚合粘合劑的實施例中，熱界面層68以膠粘狀態(tài)施加到POL子模塊42上，且在散熱件66定位到熱界面層68的頂部上之后固化，從而在沒有附加緊固件的情況下將散熱件66結(jié)合到POL子模塊42上。
[0078]如參照圖5更詳細描述那樣，POL子模塊42還包括輸入_輸出(I/O)連接70，其使POL結(jié)構(gòu)40能夠表面安裝到外部電路上，如，印刷電路板(PCB)。根據(jù)示例性實施例，I/O連接70由焊球柵陣列(BGA)焊料焊盤72形成，其構(gòu)造成附接/附連到PCB上來將POL結(jié)構(gòu)40電聯(lián)接到PCB上，盡管也可使用其它適合的第二級焊料互連件，如，盤柵陣列(LGA)。BGA焊料焊盤72提供高度可靠的互連結(jié)構(gòu)，其在高應(yīng)力狀態(tài)下抵抗故障。如圖2中所示，焊料焊盤72定位在形成于POL子模塊42的焊料掩模層74中的開口中。
[0079]現(xiàn)在參看圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的備選實施例的POL結(jié)構(gòu)76和POL子模塊78。POL結(jié)構(gòu)76和POL子模塊78包括類似于圖2中的POL結(jié)構(gòu)40和POL子模塊42中所示的構(gòu)件的一定數(shù)目的構(gòu)件，且因此用于指出圖2中的構(gòu)件的標(biāo)號將用于指出圖3中的類似構(gòu)件。
[0080]如圖所示，POL子模塊78包括定位在傳導(dǎo)墊片60與散熱件66之間的多層熱界面80。多層熱界面80包括第一熱界面層82、陶瓷絕緣層84和第二熱界面層86。陶瓷絕緣層84包括在POL子模塊78與散熱件66之間對于高電壓應(yīng)用提供了附加的電絕緣。例如，絕緣層84可由陶瓷材料如礬土或氮化鋁構(gòu)成。
[0081]如圖所示，第一熱界面層82夾在傳導(dǎo)墊片60與陶瓷絕緣層84之間。根據(jù)一個實施例，圖3的第一熱界面層82包括類似于圖2中的熱界面層68的導(dǎo)熱電絕緣的材料，允許熱從傳導(dǎo)墊片60傳遞至散熱件66,同時使傳導(dǎo)墊片60與散熱件66電絕緣。在不例性實施例中，第一熱界面層82包括填充有導(dǎo)熱但電絕緣的填料如礬土或氮化硼的環(huán)氧樹脂或硅樹脂。
[0082]在備選實施例中，第一熱界面層82包括導(dǎo)電材料，例如焊料、傳導(dǎo)粘合劑或燒結(jié)的銀，傳導(dǎo)材料形成為傳導(dǎo)墊片60頂部上的一定數(shù)目的不連續(xù)的墊88，如圖4中所示。根據(jù)各種實施例，鄰接的墊88之間的側(cè)向空間90可留下作為空氣間隙，或填充介電填料材料64。
[0083]現(xiàn)在一起參看圖3和圖4，第二熱界面層86夾在陶瓷絕緣層84與散熱件66之間。根據(jù)一個實施例，第二熱界面層86包括類似于圖2中的熱界面層68的導(dǎo)熱電絕緣的材料。在備選實施例中，第二熱界面層86為既導(dǎo)熱又導(dǎo)電的材料，例如，填充有銀的環(huán)氧樹脂或硅樹脂。
[0084]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的合并POL結(jié)構(gòu)40 (圖2)和POL結(jié)構(gòu)76 (圖3、圖4)的POL組件92。如圖所示，POL結(jié)構(gòu)40，76的相應(yīng)的I/O連接70聯(lián)接到外部電路構(gòu)件94上，例如印刷電路板(PCB)。盡管POL組件92中示出了兩個POL結(jié)構(gòu)40，76，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到的是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，POL組件92可包括任何數(shù)目的POL結(jié)構(gòu)。此外，POL組件92可包括單個類型的多個POL結(jié)構(gòu)，如，兩個或多個POL結(jié)構(gòu)40，或兩個或多個POL結(jié)構(gòu)76。
[0085]現(xiàn)在參看圖6至圖16，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了圖2中的POL子模塊42和圖3與圖4中的POL子模塊78的制造技術(shù)的過程步驟的詳細視圖。首先參看圖6，POL子模塊42，78的構(gòu)建過程以將粘合層50施加到介電層48上開始。在技術(shù)的下一步中，如圖7中所示，一個或多個半導(dǎo)體裝置44，45 (例如，兩個半導(dǎo)體裝置)通過粘合層50固定到介電層48上。為了將半導(dǎo)體裝置44，45固定到介電層48上，半導(dǎo)體裝置44，45的頂表面96置于粘合層50上。粘合劑50然后固化來將半導(dǎo)體裝置44，45固定到介電層48上。
[0086]如圖8中所示，多個通孔56然后形成為穿過粘合層50和介電層48。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通孔56可通過激光燒蝕或激光鉆孔過程、等離子蝕刻、光限定(photo-definit1n)或機械鉆孔過程形成。
[0087]盡管穿過粘合層50和介電層48形成通孔56在圖8中示為在將半導(dǎo)體裝置44，45置于粘合層50上之后執(zhí)行，但將認識到的是，半導(dǎo)體裝置44，45的放置可發(fā)生在通孔形成之后。作為備選，取決于由通孔尺寸施加的約束，半導(dǎo)體裝置44，45可首先置于粘合層50和介電層48上，其中通孔56隨后形成在對應(yīng)于形成在半導(dǎo)體裝置44，45上的多個金屬化的電路和/或連接墊接觸墊58的位置處。此外，可使用預(yù)先鉆孔的通孔和后鉆孔的通孔的組合。
[0088]現(xiàn)在參看圖9和圖10，在將半導(dǎo)體裝置44，45固定到介電層48上且形成通孔56時，通孔56被清潔(如，通過活性離子蝕刻(RIE)除塵過程)且隨后金屬化來形成金屬化層或互連層54。金屬化層54通常通過濺射和電鍍應(yīng)用的組合來形成，盡管認識到也可使用金屬沉積的其它無電方法。例如，鈦粘附層和銅晶種層可首先經(jīng)由濺射過程來施加，隨后為電鍍過程，其將銅的厚度增加到期望的水平。然后將所施加的金屬材料圖案確定為具有所期望的形狀的金屬互連件54，且其功能為通過介電層48和粘合層50形成的豎直饋通。金屬互連件54從半導(dǎo)體裝置44，45的電路和/或連接墊接觸墊58延伸出來，穿過通孔/開口 56，且穿出介電層48的頂表面98。
[0089]如圖11中所示，焊料掩模層74施加到圖案化金屬互連件54上，以提供保護性涂層并限定互連墊。在備選實施例中，將認識到的是，互連墊可具有有助于可焊接性的金屬精整，如，Ni 或 Ni/Au。
[0090]現(xiàn)在參看圖12，在制造技術(shù)的下一個步驟中，傳導(dǎo)接觸層62施加到半導(dǎo)體裝置44，45的底表面100上。傳導(dǎo)墊片60的底表面102然后通過傳導(dǎo)接觸層62聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置44，45上。
[0091]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，且如圖12中所示，半導(dǎo)體裝置44，45可具有變化的厚度/高度。為了平衡相應(yīng)的半導(dǎo)體裝置44，45的總體高度，傳導(dǎo)墊片60可為不同高度，以便各個半導(dǎo)體裝置44，45/傳導(dǎo)墊片對60的總體厚度/高度相等，且傳導(dǎo)墊片60的后表面〃平坦化(planarized)"。
[0092]如圖13中所示，制造POL子模塊42，78的構(gòu)建技術(shù)繼續(xù)施加介電填料材料64來在POL子模塊42，78中填充于半導(dǎo)體裝置44，45與傳導(dǎo)墊片60之間和周圍的間隙，以便約束介電層48，且向POL子模塊42，78提供附加的電絕緣和結(jié)構(gòu)完整性。在一個實施例中，介電填料材料64使用包覆模制技術(shù)施加且固化。在介電填料材料64固化之后，介電填料材料64的部分104使用磨削操作移除來露出傳導(dǎo)墊片60。如圖14中所示，該磨削操作還可用于移除傳導(dǎo)墊片60的高度上的任何變化，以便傳導(dǎo)墊片60的頂表面106和介電填料材料64的頂表面108共面。作為備選，包覆模制或包封技術(shù)可用于施加介電填料材料64,使得固化的介電填料材料64的頂表面108與沒有磨削步驟的傳導(dǎo)墊片60的頂表面106齊平。在又一個實施例中，介電填料材料64可使用底部填充技術(shù)來施加。
[0093]在制造過程的下一步驟中，如圖15中所示，熱界面112的第一側(cè)110施加到傳導(dǎo)墊片60和介電填料材料64的相應(yīng)的頂表面106，108上。在熱界面112包括單個熱界面層68(圖2)的實施例中，熱界面112在一個步驟中施加到傳導(dǎo)墊片60和介電填料材料64的頂表面106，108上。作為備選，熱界面112可為如圖3和圖4中所示的多層熱界面80。還參看圖3和圖4，多層熱界面80的獨立層使用構(gòu)建技術(shù)按順序施加到傳導(dǎo)墊片60和介電填料材料64的頂表面106，108上，其中第一熱界面層82施加到介電填料材料64和傳導(dǎo)墊片60的頂部上，陶瓷絕緣層84接下來施加到第一熱界面層82的頂部上，且第二熱界面層86最后施加到陶瓷絕緣層84的頂表面上。
[0094]在制造技術(shù)的下一個步驟中，I/O連接70施加到焊料掩模層74上。在一個實施例中，如圖16中所示，I/O連接70為焊料焊盤72。在構(gòu)建技術(shù)的備選實施例中，如圖17中所示，I/O連接70構(gòu)造為用于貫穿孔構(gòu)件的引線114。在POL子模塊42，78的構(gòu)建過程完成之后，散熱件66附連到熱界面112的第二側(cè)116上。POL子模塊42，78可為單一的以用于表面安裝到外部電路上，如PCB94(圖5)。
[0095]現(xiàn)在參看圖18，示出了 POL子模塊118的備選實施例。POL子模塊118包括類似于圖2中的POL子模塊42中所示的構(gòu)件的一定數(shù)目的構(gòu)件，且因此用于指出圖2中的構(gòu)件的標(biāo)號還將用于指出圖18中的類似構(gòu)件。
[0096]如圖所示，POL子模塊118包括通過粘合層50安裝到介電層48上的半導(dǎo)體裝置44。金屬互連件54延伸穿過形成在介電層48中的通孔56，以將接觸墊(未示出)連接到半導(dǎo)體裝置44上。傳導(dǎo)墊片120通過傳導(dǎo)接觸層62聯(lián)接到各個半導(dǎo)體裝置44上。類似于圖2的傳導(dǎo)墊片60，傳導(dǎo)墊片120包括金屬或合金材料，例如，銅、鋁、鑰或它們的組合。介電填料材料64提供成在POL子模塊118中填充在半導(dǎo)體裝置44與傳導(dǎo)墊片120之間和周圍的間隙。熱界面112如熱界面層68 (圖2)或多層熱界面80 (圖3)設(shè)在介電填料材料64和傳導(dǎo)墊片120的頂部上。
[0097]如圖18中所示，傳導(dǎo)墊片120聯(lián)接到引線框架122上。根據(jù)本發(fā)明的實施例，弓丨線框架122在將傳導(dǎo)墊片120置入傳導(dǎo)接觸層62中之前預(yù)先附接到傳導(dǎo)墊片120上。例如，引線框架122和引導(dǎo)墊片60可由普通銅板預(yù)先制造，或引線框架122可通過高溫聯(lián)接過程預(yù)先附接到傳導(dǎo)墊片60上，如，軟釬焊、銅焊、焊接或用于組裝到POL子模塊118中的其它類似的方法。作為備選，將認識到的是，引線框架122可改為在完成POL子模塊118的制造之后后附接。
[0098]現(xiàn)在參看圖19和圖20，示出了 POL子模塊124的兩個備選實施例，其應(yīng)對POL子模塊124包括不同高度的半導(dǎo)體裝置126，128的情形。另外，POL子模塊124包括類似于圖2中的POL子模塊42中所示的構(gòu)件的一定數(shù)目的構(gòu)件，且因此用于指出圖2中的構(gòu)件的標(biāo)號還將用于指出圖19和圖20中的類似構(gòu)件。
[0099]首先參看圖19，示出了包括具有階梯構(gòu)型的傳導(dǎo)墊片130的備選實施例。如圖所示，傳導(dǎo)墊片130的第一部分132具有第一高度或厚度134，且傳導(dǎo)墊片130的第二部分136具有第二高度或厚度138，其應(yīng)對半導(dǎo)體裝置126，128的不同高度，同時保持傳導(dǎo)墊片130的平坦頂表面140。
[0100]圖20中示出了 POL子模塊24的備選實施例，其中第一傳導(dǎo)墊片142使用第一傳導(dǎo)接觸層144聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置126上，第一傳導(dǎo)接觸層144例如，類似于傳導(dǎo)接觸層62 (圖2)的焊料。第一傳導(dǎo)墊片142尺寸確定為使得第一傳導(dǎo)墊片142的上表面146和半導(dǎo)體裝置128的上表面148共面。第二傳導(dǎo)接觸層150然后施加到第一傳導(dǎo)墊片142和半導(dǎo)體裝置128的頂表面上。在一個實施例中，第二傳導(dǎo)接觸層150包括焊料。尺寸確定為至少跨越半導(dǎo)體裝置126，128的整個寬度的第二傳導(dǎo)墊片152然后附連到如圖所示的第二傳導(dǎo)墊片152上
有利的是，本發(fā)明的實施例因此提供了一種POL封裝和互連結(jié)構(gòu)，其包括沒有DBC基底的缺陷的熱界面。例如，由于熱界面層68和多層熱界面80可在發(fā)生于介電填料材料64被施加且固化之后的制造步驟中應(yīng)用，故介電填料材料64可使用包封或包覆模制技術(shù)施加，而非更昂貴且耗時的底部填充過程，底部填充過程更可能導(dǎo)致空隙。另外，由于在封裝構(gòu)建過程期間形成熱界面，而非提供為預(yù)制構(gòu)件，故熱界面的尺寸和材料可基于期望的操作特征來定制。此外，使用傳導(dǎo)墊片60，120，130，142和/或152提供了應(yīng)對不同高度的半導(dǎo)體裝置的能力。
[0101]盡管本發(fā)明的實施例已經(jīng)描述為包括在高壓電力應(yīng)用中使用的功率半導(dǎo)體裝置，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到的是，本文闡明的技術(shù)同樣適用于合并非功率半導(dǎo)體裝置或具有僅延伸至半導(dǎo)體裝置的單側(cè)的電連接的半導(dǎo)體裝置的低功率應(yīng)用和芯片封裝。
[0102]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)包括POL子模塊。POL子模塊包括介電層和具有附接到介電層上的頂表面的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置的頂表面具有形成在其上的至少一個接觸墊。POL子模塊還包括金屬互連結(jié)構(gòu)，其延伸穿過介電層，且電性地聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的至少一個接觸墊上。傳導(dǎo)墊片聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的底表面上，且熱界面的第一側(cè)聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上。散熱件聯(lián)接到電絕緣的熱界面的第二側(cè)上。
[0103]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種形成功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)的方法，包括提供半導(dǎo)體裝置、將半導(dǎo)體裝置的第一表面附連到介電層上、形成穿過介電層的通孔、以及形成延伸穿過介電層中的通孔來電性地連接到半導(dǎo)體裝置上的金屬互連結(jié)構(gòu)。該方法還包括將傳導(dǎo)墊片的第一表面附連到半導(dǎo)體裝置的第二表面上，以及形成傳導(dǎo)墊片的第二表面頂部的熱界面。此外，該方法包括將散熱件熱聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片上，沒有定位在散熱件與傳導(dǎo)墊片之間的直接覆銅(DBC)基底。
[0104]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，一種功率覆蓋(POL)封裝結(jié)構(gòu)包括POL子模塊。POL子模塊包括介電層、附接到介電層上的第一半導(dǎo)體裝置、以及電性地聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置的第一側(cè)上的互連結(jié)構(gòu)。互連結(jié)構(gòu)延伸穿過介電層以電性地連接到第一半導(dǎo)體裝置上的至少一個接觸墊上。第一傳導(dǎo)墊片具有聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置的第二側(cè)上的底表面，以及聯(lián)接到第一傳導(dǎo)墊片的頂表面上的熱界面，而沒有位于其間的直接覆銅(DBC)基底。散熱件直接地聯(lián)接到熱界面上。
[0105]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，一種半導(dǎo)體裝置封裝件包括第一半導(dǎo)體裝置、具有的厚度大于第一半導(dǎo)體裝置的厚度的第二半導(dǎo)體裝置、以及聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置和第二半導(dǎo)體裝置的第一表面上的絕緣基底。金屬化層延伸穿過絕緣基底，使得金屬化層的第一表面聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置和第二半導(dǎo)體裝置的接觸墊上。具有第一側(cè)的第一傳導(dǎo)墊片經(jīng)由傳導(dǎo)接觸層聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置上；具有第一側(cè)的第二傳導(dǎo)墊片經(jīng)由傳導(dǎo)接觸層聯(lián)接到第一半導(dǎo)體裝置上。第一傳導(dǎo)墊片具有的厚度大于第二傳導(dǎo)墊片的厚度，且第一傳導(dǎo)墊片和第二傳導(dǎo)墊片的第二側(cè)共面。
[0106]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，一種半導(dǎo)體裝置封裝件包括:具有穿過其間形成的多個通孔的介電層，以及具有聯(lián)接到介電層的頂表面上的第一表面的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置封裝件還包括聯(lián)接到介電層的底表面上的金屬互連結(jié)構(gòu)。金屬互連結(jié)構(gòu)延伸穿過介電層的多個通孔來連接到半導(dǎo)體裝置的第一表面上。半導(dǎo)體裝置封裝件還包括具有聯(lián)接到半導(dǎo)體裝置的第二表面上的底表面的傳導(dǎo)墊片，以及聯(lián)接到傳導(dǎo)墊片的頂表面上的有機熱界面，而沒有定位在有機熱界面與傳導(dǎo)墊片之間的直接覆銅(DBC)基底。
[0107]盡管已經(jīng)僅結(jié)合有限數(shù)目的實施例詳細描述了本發(fā)明，但應(yīng)容易理解的是，本發(fā)明不限于此類公開的實施例。相反，本發(fā)明可改變來合并迄今未描述的任何數(shù)目的改型、變化、置換或等同布置，但這與本發(fā)明的要旨和范圍相當(dāng)。此外，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實施例，但將理解的是本發(fā)明的方面可僅包括所述的實施例中的一些。因此，本發(fā)明不被看作是由前述描述限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。
【權(quán)利要求】
1.一種功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)，包括: POL子模塊，所述POL子模塊包括:
介電層； 具有附接到所述介電層上的頂表面的半導(dǎo)體裝置，所述頂表面具有形成在其上的至少一個接觸墊； 金屬互連結(jié)構(gòu)，其延伸穿過所述介電層且電性地聯(lián)接到所述半導(dǎo)體裝置的所述至少一個接觸墊上； 聯(lián)接到所述半導(dǎo)體裝置的底表面上的傳導(dǎo)墊片；以及 具有聯(lián)接到所述傳導(dǎo)墊片上的第一側(cè)的熱界面；以及 聯(lián)接到所述電絕緣的熱界面的第二側(cè)上的散熱件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱界面為導(dǎo)熱的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述POL結(jié)構(gòu)還包括圍繞所述半導(dǎo)體裝置和所述傳導(dǎo)墊片定位在所述介電層與所述熱界面之間的空間中的包封件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱界面聯(lián)接到所述傳導(dǎo)墊片上而沒有定位在其間的直接覆銅(DBC)基底。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傳導(dǎo)墊片包括銅、鑰和鋁中的至少一者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述POL結(jié)構(gòu)還包括定位在所述半導(dǎo)體裝置與所述傳導(dǎo)墊片之間來將所述傳導(dǎo)墊片固定到所述半導(dǎo)體裝置上的焊料材料、傳導(dǎo)粘合劑和燒結(jié)的銀層中的一者。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述POL結(jié)構(gòu)還包括印刷電路板；并且 其中，所述POL子模塊通過輸入/輸出連接而附接到所述印刷電路板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述POL結(jié)構(gòu)還包括電性地聯(lián)接到所述POL子模塊上的引線框架；并且 其中，所述引線框架直接地附接到所述傳導(dǎo)墊片上。
9.一種形成功率覆蓋(POL)結(jié)構(gòu)的方法，包括: 提供半導(dǎo)體裝置； 將所述半導(dǎo)體裝置的第一表面附連到介電層上； 形成穿過所述介電層的通孔； 形成延伸穿過所述介電層中的所述通孔的金屬互連結(jié)構(gòu)以電性地連接到所述半導(dǎo)體裝置上； 將傳導(dǎo)墊片的第一表面附連到所述半導(dǎo)體裝置的第二表面上； 將熱界面形成在所述傳導(dǎo)墊片的第二表面的頂部上；以及 在沒有定位在所述散熱件與所述傳導(dǎo)墊片之間的直接覆銅(DBC)基底的情況下將散熱件熱聯(lián)接到所述傳導(dǎo)墊片上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在形成所述熱界面之前利用聚合模制化合物來包封所述半導(dǎo)體裝置和所述傳導(dǎo)墊片的至少一部分。
【文檔編號】H01L23/14GK104051377SQ201410094386
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】A.V.高達, S.S.喬漢, P.A.麥康奈利 申請人:通用電氣公司