專利名稱：覆晶式半導體全波整流元件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是提供一種與半導體/電子元件有關的技術，特別是指一種利用單料片或基板所制成的覆晶式半導體全波整流元件及其制造方法。
背景技術：
眾所周知，電子元件中的全波整流器分為橋式整流器(Bridge Rectifier)與中心抽頭式全波整流器(Center-Tap full-wave rectifier)兩種，其中橋式整流器的工作原理，是利用四個半波整流器(Half-wave Rectif ier),即由四個二極管(Diodes)所組成,來對交流電源進行全波整流，使交流電源得以轉換為直流電源輸出；而中心抽頭式全波整流器適用在變壓器為中心抽頭型的電路配置上，利用兩個背對背的二極管(P極接P極，或N接N極)便可組成全波整流；該多個全波整流器在電力電子技術領域中應用范圍甚廣，為相當重要的電子元件。由于上述橋式整流器必須將四個二極管的八個腳位分別予以電氣連接后，再以四個接腳連接于外部電路(兩個交流電輸入、兩個直流電輸出)，因此目前市售的橋式整流器，其制造方法及構造是將四顆PN型單晶粒架設在支架(導線架)上，并利用跳線(打線)的方式將八個腳位(焊點)分別連接后，經過成型封裝、切割，使四個接腳外露，以供外部電路電氣連接；這種跳線、成型封裝的工藝較為繁瑣、復雜，因此制造成本較高，而且體積較大。而另一種中心抽頭式全波整流器雖然只利用兩顆PN型單晶粒組成，并以三個接腳供外部電路電氣連接，然而其制造方法與上述橋式整流器類同，需要將兩顆單晶粒架設在支架上，并且經過跳線、成型封裝、切割等步驟方能制成成品，與前述橋式整流器同樣具有工藝復雜以及制造成本較高的缺點。此外，前述橋式整流器的另一種制造方法及構造，是將四顆PN型晶粒排列，使各晶粒的腳位(焊點)皆分別排列于上、下方位后，在工藝中利用至少上、下兩片料片(類似前述支架、導線架)，分別與四顆PN型晶粒的腳位上、下導接后，再予以成型封裝及切割。這種制造方法及構造固然可以免除跳線工藝，但是其結構必須利用至少兩片料片方能上、下導接四顆PN型晶粒，因此相較于前述的現有跳線方式，無論在工藝、元件體積以及制造成本上，皆未能產生明顯的增益效果。有鑒于此，本發(fā)明人乃累積多年半導體/硅晶粒相關領域的實務經驗，創(chuàng)作出一種覆晶式半導體全波整流元件，可以改善現有技術在制造上的問題點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用單料片或基板所制作的覆晶式半導體全波整流元件，不但可以簡化工藝、節(jié)省制作成本，另具有縮小元件體積的功效。為達成上述目的，本發(fā)明覆晶式半導體全波整流元件的制造方法，至少包含一顆PNNP型及/或NPPN型覆晶(Flip-Chip)、以及一片包含多根接腳的料片或基板，其中該PNNP型及/或NPPN型覆晶的全部焊點(bump)皆位于同一面，能簡易地讓料片或基板的多根接腳分別與該多個覆晶的焊點依照全波整流元件的電路配置來焊接組合后，經過成型封裝及切腳步驟即完成成品的制作。本發(fā)明的另一目的在于提供一種覆晶式半導體全波整流元件，包含一顆PNNP型及一顆NPPN型覆晶，該二覆晶彼此分離，且其全部的焊點皆位于同一面；四根接腳，分別具有至少一導接端以及一電路連接端，其中所述四根接腳的導接端依照橋式整流器的電路配置分別與前述該二覆晶的焊點焊接組合，四個電路連接端可供外部電路電氣連接；以及一封裝體，包覆在上述二覆晶及四根接腳外部，并且令四根接腳的電路連接端分別外露。本發(fā)明覆晶式半導體全波整流元件的另一實施例，包含一顆PNNP型或NPPN型覆晶，該覆晶全部的焊點皆位于同一面；三根接腳，分別具有至少一導接端以及一電路連接端，其中所述三根接腳的導接端依照中心抽頭式全波整流器的電路配置分別與前述該覆晶的焊點焊接組合，三個電路連接端可供外部電路電氣連接；以及一封裝體，包覆在上述覆晶及三根接腳外部，并且令三根接腳的電路連接端分別外露。上述本發(fā)明的覆晶式半導體全波整流元件，由于PNNP型及/或NPPN型覆晶的全部焊點皆位于同一面，因此在制造過程中，可以讓所有的接腳由同一料片或基板上延伸后分別與該多個焊點焊接組合，不但可以簡化工藝、節(jié)省制作成本，而且其成品的體積亦可以更為縮減。尤其是若將所述PNNP型及/或NPPN型覆晶的全部焊點皆排列在同一水平面上，可以讓工藝中覆晶與多根接腳的對位過程更精準、方便而提高產品良率。實施時，上述多根接腳的電路連接端可制作成符合表面黏型元件(SMD)或電路連接端傳統(tǒng)插接型元件(DIP)的樣式。為了焊接方便，前述PNNP型及/或NPPN型覆晶的焊點上可以預設焊料，以方便導接端與焊點之間的焊接結合。實施時，所述PNNP型覆晶兩個相鄰的N極可以共構，由此可以減少覆晶與多根接腳的焊點，進一步簡化此焊接步驟的工藝；同理，NPPN型覆晶兩個相鄰的P極亦可以共構，達成上述簡化工藝的目的。除此之外，PNNP型及/或NPPN型覆晶中的P極可視需求以一般半導體硅晶片工藝技術或利用肖特基(Schottky)工藝技術制成，使PNNP型及/或NPPN型覆晶的P極具備一般半導體或肖特基勢魚(Schottky Barrier)的電氣特性。至于，如何制作出PNNP型或NPPN型覆晶，并且讓該多個覆晶的焊點位于同一面，則可以參考同樣為本案發(fā)明人所研發(fā)出的申請案號TW 099106657、CN 2010148162. I、US12/662，792號，在此不另贅述。相較于現有技術，本發(fā)明覆晶式半導體全波整流元件及其制造方法可以簡化工藝，以達到縮短工時、節(jié)省成本的目的，而且成品體積可以大幅縮減，具有相當高的產業(yè)利用價值。


圖I為本發(fā)明中PNNP型及NPPN型覆晶與料片的結合示意圖；圖2為本發(fā)明中PNNP型或NPPN型覆晶與料片的結合示意圖；圖3為本發(fā)明搭配橋式整流器電路配置的示意圖；圖4為本發(fā)明搭配中心抽頭式全波整流器電路配置的示意圖；圖5為本發(fā)明在同一料片上設置多組四根接腳，并且讓每一組接腳分別與二覆晶焊接組合的示意圖(一)；圖6為本發(fā)明在同一基板上設置多組四根接腳，并且讓每一組接腳分別與二覆晶焊接組合的示意圖；圖7為本發(fā)明在同一料片上設置多組四根接腳，并且讓每一組接腳分別與二覆晶焊接組合的示意圖(二)；圖8為本發(fā)明在同一料片上設置多組三根接腳，并且讓每一組接腳分別與一覆晶焊接組合的示意圖；圖9為圖5經過成型封裝及切割工藝后，制成表面粘著型元件的成品外觀示意圖；圖10為圖7經過成型封裝及切割工藝后，制成插接型元件的成品外觀示意圖；圖11為圖8經過成型封裝及切割工藝后，制成表面粘著型元件的成品外觀示意圖。附圖標記說明10-PNNP型覆晶；20_NPPN型覆晶；30_接腳；31_導接端；32_電路連接端；40_料片或基板；50_焊點；60_封裝體；70_焊料。
具體實施例方式以下依據本發(fā)明的技術手段，列舉出適于本發(fā)明的實施方式，并配合圖式說明如后如圖1、2所示，本發(fā)明覆晶式半導體全波整流元件的制造方法，至少包括一顆PNNP型覆晶(Flip-Chip) 10及/或一顆NPPN型覆晶20、以及一片包含多根接腳30的料片或基板40所組成，其中該PNNP型覆晶10及/或NPPN型覆晶20的全部焊點50皆位于同一面，能簡易地讓料片或基板40的多根接腳30分別與該多個覆晶10、20的焊點50，依照全波整流器的電路配置來焊接組合后，經成型封裝及切腳后，即可完成成品的制作。上述全波整流器的電路配置請參考圖3、4所示，其中圖3即一般稱的橋式整流器(Bridge Rectifier)的電路圖，搭配本發(fā)明的實施，其覆晶可以為PNNP型覆晶10及NPPN型覆晶20的雙晶粒組合，并以四根接腳30(圖I)焊接組合；第四圖即一般稱之為中心抽頭式全波整流器(Center-Tap full-wave rectifier)的電路圖,搭配本發(fā)明的實施,其覆晶可以為單一顆PNNP或NPPN型覆晶10、20，并以三根接腳30(圖2)焊接組合。如圖5、6所示，由于上述PNNP型覆晶10及/或NPPN型覆晶20的全部焊點50皆位于同一面，因此在制造過程中，可以讓多根接腳30由同一料片或基板40上延伸后，分別與該多個焊點50焊接組合，不但可以簡化工藝、節(jié)省制作成本，而且其成品的體積亦可以更為縮減。圖5中，所述的料片或基板40是以料片為代表，圖6中的料片或基板40則以基板為代表，該基板可以為電路板或陶瓷基板，而接腳30則是配置在該電路板或陶瓷基板上的線路。尤其是如圖5至圖7所示，若將所述PNNP型覆晶10及NPPN型覆晶20并列，并使全部焊點50皆排列在同一水平面上，可以讓工藝中二覆晶10、20與料片或基板40的四根接腳30的對位過程更精準、方便而提高產品良率；同理，若如圖8所示，單一 PNNP型覆晶10或NPPN型覆晶20的全部焊點50皆位于同一水平面上，同樣可以讓工藝中的對位過程更精準。除此之外，如圖5至圖8所示，上述工藝還可以在同一片料片或基板40上設置多組多根接腳30，并且讓每一組多根接腳30分別如前所述與PNNP型覆晶10及/或NPPN型覆晶20依照全波整流器的電路配置來分別焊接組合后，再分別以封裝體60成型封裝及切腳，即可同時大量制造，以節(jié)省成本。如圖5至7所示，依據上述制造方式所制造出來的覆晶式半導體全波整流元件成品，其構造包含—顆PNNP型覆晶10及一顆NPPN型覆晶20，該二覆晶10、20彼此分離，其全部的焊點50皆位于同一面；四根接腳30，分別具有至少一導接端31以及一電路連接端32，其中所述四根接腳30的導接端31依照橋式整流器的電路配置分別與前述該二覆晶10、20的焊點50焊接組合，四個電路連接端32則可供外部電路電氣連接；以及—封裝體60，包覆在上述二覆晶10、20及四根接腳30外部，并且令四根接腳30的電路連接端32分別外露。上述本發(fā)明的覆晶式半導體全波整流元件成品，由于PNNP型覆晶10及NPPN型覆晶20的全部焊點50皆位于同一面，因此在制造過程中，可以讓四根接腳30由同一料片或基板40上延伸后，分別與該多個焊點50焊接組合，不但可以簡化工藝、節(jié)省制作成本，而且其成品的體積亦可以更為縮減。尤其是若將所述PNNP型覆晶10及NPPN型覆晶20的全部焊點50皆排列在同一水平面上，可以讓工藝中二覆晶10、20與四根接腳30的對位過程更精準、方便而提聞廣品良率。實施時，上述四根接腳30的電路連接端32由封裝體60向外部延伸，可以制作成如圖9所示的表面黏型元件(SMD)或如圖10所示的傳統(tǒng)插接型元件(DIP)的樣式。如圖8及圖11所示，依據上述制造方法所制造出來的另一種覆晶式半導體全波整流元件成品實施例，其構造包含一顆PNNP或NPPN型覆晶10、20，該覆晶10、20全部的焊點50皆位于同一面；三根接腳30，分別具有至少一導接端31以及一電路連接端32，其中所述三根接腳30的導接端31依照中心抽頭式整流器的電路配置分別與前述該覆晶10、20的焊點50焊接組合，三個電路連接端32則可供外部電路電氣連接；以及一封裝體60，包覆在上述覆晶10、20及三根接腳30外部，并且令三根接腳30的電路連接端32分別外露。其他諸如覆晶10、20的全部焊點50皆排列在同一水平面、表面黏型元件(SMD)或插接型元件(DIP)等實施方式，以及工藝中所增益的功效皆與前揭實施例相同，在此不另贅述。值得一提的是,請再參閱圖5至圖8所示,實施時為了焊接方便,前述PNNP型覆晶10及/或NPPN型覆晶20的焊點50上，可以分別在與多根接腳30的導接端31焊接的相對位置預設焊料70，以方便導接端31與焊點50之間的焊接結合。另外，實施時所述PNNP型覆晶10兩個相鄰的N極可以共構，其中，共構是指結合及共用，由此可以減少覆晶10、20與多根接腳30的焊點50，進一步簡化焊接步驟的工藝；同理，NPPN型覆晶20兩個相鄰的P極亦可以共構，達成上述簡化工藝的目的。再者，上述PNNP型及/或NPPN型覆晶10、20中的P極可視需求以一般半導體硅晶片工藝技術或利用肖特基(Schottky)工藝技術制成，使PNNP型及/或NPPN型覆晶10、20的P極具備一般半導體或肖特基勢魚(Schottky Barrier)的電氣特性。以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離以下所附權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種覆晶式半導體全波整流元件的制造方法，其特征在于，至少包含一顆PNNP型及/或一顆NPPN型覆晶、以及一片具有多根接腳的料片或基板，其中該PNNP型及/或NPPN型覆晶的全部焊點皆位于同一面，料片或基板的多根接腳分別與該PNNP型及/或NPPN型覆晶的焊點依照全波整流器的電路配置來焊接組合后，經封裝成型及切腳即完成成品的制作。
2.根據權利要求I項所述的覆晶式半導體全波整流元件的制造方法，其特征在于，所述PNNP型及/或NPPN型覆晶的全部焊點皆排列在同一水平面上。
3.根據權利要求I所述的覆晶式半導體全波整流元件的制造方法，其特征在于，所述PNNP型覆晶中兩個相鄰的N極共構及/或NPPN中兩個相鄰的P極共構。
4.根據權利要求I所述的覆晶式半導體全波整流元件的制造方法，其特征在于，PNNP型及/或NPPN型覆晶的P極是以一般半導體硅晶片工藝技術或利用肖特基工藝技術所制成。
5.一種覆晶式半導體全波整流元件，其特征在于，包含一顆PNNP型及一顆NPPN型覆晶，該二覆晶彼此分離，且其全部的焊點皆位于同一面；四根接腳，分別具有至少一導接端以及一電路連接端，其中所述四根接腳的導接端依照橋式整流器的電路配置分別與前述該二覆晶的焊點焊接組合，四個電路連接端可供外部電路電氣連接；以及一封裝體，包覆在上述二覆晶及四根接腳外部，并且令四根接腳的電路連接端分別外露。
6.一種覆晶式半導體全波整流元件，其特征在于，包含一顆PNNP或NPPN型覆晶，其全部的焊點皆位于同一面；三根接腳，分別具有至少一導接端以及一電路連接端，其中所述三根接腳的導接端依照中心抽頭式全波整流器的電路配置分別與覆晶的焊點焊接組合，三個電路連接端可供外部電路電氣連接；以及一封裝體，包覆在上述覆晶及三根接腳外部，并且令三根接腳的電路連接端分別外露。
7.根據權利要求5或6所述的覆晶式半導體全波整流元件，其特征在于，所述覆晶的全部焊點皆排列在同一水平面上。
8.根據權利要求5或6所述的覆晶式半導體全波整流元件，其特征在于，所述接腳的電路連接端分別由封裝體向外部延伸以形成表面粘著型元件或插接型元件。
9.根據權利要求5或6所述的覆晶式半導體全波整流元件，其特征在于，所述PNNP型覆晶中兩個相鄰的N極共構及/或NPPN中兩個相鄰的P極共構。
10.根據權利要求5或6所述的覆晶式半導體全波整流元件，其特征在于，所述PNNP或NPPN型覆晶的P極具備一般半導體或肖特基勢壘的電氣特性。
全文摘要
本發(fā)明提供一種覆晶式半導體全波整流元件及其制造方法，該覆晶式半導體全波整流元件至少包含一顆PNNP型及/或NPPN型覆晶(Flip-Chip)、以及一片包含多根接腳的料片或基板，其特征在于該PNNP型及/或NPPN型覆晶的全部焊點(bump)皆位于同一面，能簡易地讓多根接腳分別與該多個覆晶的焊點依照全波整流器的電路配置來焊接組合后，經過成型封裝及切腳步驟即完成成品的制作；其成品具備全波整流功能，并具有簡化工藝、降低成本以及縮小體積的功效，有別于傳統(tǒng)由二/四顆單晶粒所組成的全波整流器。
文檔編號H01L25/11GK102956512SQ20111023563
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權日2011年8月17日
發(fā)明者黃文彬, 吳文湖 申請人:美麗微半導體股份有限公司