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具有鏡像對稱的端子的半導體器件和形成該半導體器件的方法_3

文檔序號:8459019閱讀:來源:國知局
50),并且第二半導體器件320進一步包括耦合至第二共用節(jié)點的基本上居中的輸出端子(例如諸如接線鍵合焊盤的第六輸出端子355)。第一、第二和第五輸出端子325、330、350中的至少兩個(并且如所示的,所有三個端子)(經(jīng)由接線鍵合,其中之一標注為327)耦合至第一模塊輸出端子305并且第三、第四和第六輸出端子335、340、355中的至少兩個(并且如所示的,所有三個端子)(經(jīng)由接線鍵合,其中之一標注為337)親合至第二模塊輸出端子310。
[0039]第一半導體器件315還包括基本上居中在第一半導體器件315上并且(分別經(jīng)由接線鍵合362、367)分別接線鍵合至第一和第二模塊控制輸入端子363、368的第一控制輸入端子360 (例如接線鍵合焊盤)和第二控制輸入端子365 (例如接線鍵合焊盤)。第二半導體器件320包括基本上居中在第二半導體器件320上并且(分別經(jīng)由接線鍵合372、377)分別接線鍵合至第三和第四模塊控制輸入端子373、378的第三控制輸入端子370 (例如接線鍵合焊盤)和第四控制輸入端子375 (例如接線鍵合焊盤)。一般而言,用于相應的第一和第二半導體器件315、320的模塊端子基本上鏡像對稱地布置在模塊300上。換言之,使用穿過模塊300的中心線380作為基準點,一側(例如左側)的模塊端子與另一側(例如右側)的模塊端子基本上鏡像對稱地布置。
[0040]第一和第二半導體器件315、320利用裸片附著粘合劑(參見圖2B),分別定位于第一和第二分立無源元件385、390之上,并且固定于第一和第二分立無源元件385、390。第一和第二分立無源元件385、390可以為電感器,諸如片式電感器。第一和第二分立無源元件385、390對于輸入和輸出具有自然的頂部/底部設計對稱性,由此維持對于此的封裝對稱性。用于第一和第二分立無源元件385、390的引線框架安裝焊盤(參見圖2B)進一步被設計成確定了關于第一和第二分立無源元件385、390的對稱性。模塊300還進一步通過使用形成在第一和第二半導體器件315、320以及第一和第二分立無源元件385、390 (參見圖6)周圍的密封劑來被密封。
[0041]如從圖3顯而易見,相對于中心線380,針對第一半導體器件315的接線鍵合(例如接線鍵合327)主要延伸至左邊,并且針對第二半導體器件320的接線鍵合(例如接線鍵合337)主要延伸至右邊。第一和第二半導體器件315、320在模塊300中向上鍵合,但是再一次在其中維持基本上對稱的朝向。再一次,第一和第二半導體器件315、320設計用于允許在模塊(雙封裝模塊)內從左右兩側到容納位置的基本上鏡像對稱的接線鍵合。為了獲得該基本上鏡像對稱的器件對稱性,采用了器件鍵合焊盤的基本上居中和雙定位兩者。這也造成需要在第一和第二分立無源元件385、390的設計中設置基本上鏡像的對稱。
[0042]第一和第二半導體器件315、320的輸入和輸出端子的基本上鏡像對稱的定位,使得接線鍵合能夠基本上鏡像對稱地、在相反方向上、向著模塊輸入和輸出端子延伸,而沒有過多的居中的接線鍵合交越(crossover)。如圖3所示,接線鍵合339在其基本上居中的位置處稍微跨越接線鍵合337的端部。這類在另一個接線鍵合的端部的接線鍵合跨越避免了接線鍵合之間的意外接觸,特別是在封裝模制操作以后。
[0043]現(xiàn)在轉向圖4,其示出了半導體器件400 (例如包括Si CM0S/FET裸片)的頂視圖。半導體器件400的端子在其上基本上鏡像對稱或者居中。中心線405表示半導體器件400的居中的軸。
[0044]半導體器件400形成有第一、第二和第三輸入端子410、415、420,這些輸入端子提供至一個或多個半導體開關的漏極端子(即共用節(jié)點)(參見圖5)的共用電連接,標記為VDRAIN。第一和第二輸出端子410、415基本上鏡像對稱地布置在半導體器件400上,并且第三輸出端子420基本上居中在半導體器件400的中心線405上。
[0045]接地端子(其中一些標注為425并且標記為PGND)基本上鏡像對稱地布置在半導體器件400上。輸入端子(其中一些標注為430并且標記為PVIN)是輸入電壓端子并且也基本上鏡像對稱地布置在半導體器件400上。標注為435的區(qū)域表示半導體器件400的一個或多個半導體開關的大體位置。如針對圖1所討論的,一個或多個半導體開關可以結合在電源轉換器的電力系中。標注為440的區(qū)域表示控制元件的大體位置,該控制元件包括用于半導體器件400的一個或多個半導體開關的控制器和驅動器(參見圖1)。
[0046]多個輸入和輸出端子基本上居中在半導體器件400的控制元件部分440中的中心線405上。標記為AVIN的控制輸入端子445是用于半導體器件400的控制元件部分440的輸入電壓端子,而標記為ENABLE的控制輸入端子450提供用于控制半導體器件400的控制元件部分440的使能信號。標記為VOUTOK的控制輸出端子455提供關于包括半導體器件400的模塊的輸出電壓被控制器根據(jù)在標記為VFB的控制輸入端子460上的反饋信號適當?shù)卣{整的指示。標記為ABLLM和RLLM的控制輸入端子465、470提供用于對半導體器件400的控制元件部分440的操作的低負載模式的輸入。標記為SS的控制輸入端子475提供用于對半導體器件400的控制元件部分440的軟啟動(soft start)的輸入。標記為AGND的接地端子480提供用于半導體器件400的控制元件部分440的接地。此外,接地端子(標注為485并且標記為SUB)基本上鏡像對稱地布置在半導體器件400上,而標記為SYNC_I和SYNC_0的同步端子490、492基本上鏡像對稱地布置在半導體器件400上并且為半導體器件400分別提供同步輸入和輸出。
[0047]端子的基本上居中,允許接線鍵合的左側延伸或者右側延伸。典型地,(端子用的)居邊緣的鍵合焊盤被設計用于離開半導體器件、遠離邊緣、并且不回跨越(backacross)半導體器件的接線鍵合,這是很好的防止具有接線鍵合的意外接觸的接線重疊的做法,特別是在接線鍵合的居中位置處的重疊/跨越。通過將半導體器件在寬度上設計得較窄,端子/鍵合焊盤的基本上居中允許基本上鏡像對稱的接線鍵合,而在半導體器件之上沒居中的接線鍵合交叉。
[0048]耦合至共用電路節(jié)點的鍵合焊盤的雙/多定位,允許接線鍵合延伸向左或者向右,而沒有其他接線鍵合的交叉。內部互連的鍵合焊盤位于半導體器件的左側和右側兩側,而且能夠用于左側或右側的鍵合。作為示例,參見用于接地端子425和輸入端子430兩者的在半導體器件中的雙定位端子(例如鍵合焊盤),如圖4所示。
[0049]現(xiàn)在轉向圖5,其示出了半導體器件500 (例如包括Si CM0S/FET裸片)的部分的實施方式的框圖。中心線510表示半導體器件500的居中的軸。半導體器件500包括具有控制節(jié)點g和開關節(jié)點d的主要半導體開關Qnm(例如橫向擴散金屬氧化物半導體器件)。開關節(jié)點d耦合至半導體器件500的第一和第二輸出端子VDAIN 1、VDAIN 2 (例如接線鍵合焊盤)。第一和第二輸出端子VDAIN UVDAIN 2以基本上鏡像對稱地布置定位在半導體器件500上(例如在相對側)。半導體器件500還包括具有控制節(jié)點g和開關節(jié)點d的輔助半導體開關Qaux (例如橫向擴散金屬氧化物半導體器件)。開關節(jié)點d耦合至半導體器件500的第一和第二輸出端子VDAIN UVDAIN 2。主要和輔助半導體開關Qmn、Qaux的開關節(jié)點d還耦合至在半導體器件上基本上居中的半導體器件500的第三輸出端子VDAIN 3。因此,標注為CN的節(jié)點表示半導體器件500內的共用節(jié)點。第一、第二和第三輸出端子VDAIN 1、VDAIN 2、VDAIN 3中的至少兩個可耦合至外部節(jié)點(參見例如圖3的輸出模塊端子305)。
[0050]主要半導體開關Qmn的另一個開關端子s耦合至輸入電壓用的輸入端子PVIN,其中輸入端子PVIN中的一些以基本上鏡像對稱的布置而布置在半導體器件500上。輔助半導體開關Qaux的另一個開關端子s耦合至接地端子PGND,其中接地端子PGND中的一些以基本上鏡像對稱的布置而布置在半導體器件500上。
[0051]半導體器件500還包括具有第一和第二輸入節(jié)點IN1、IN2和第一和第二輸出節(jié)點0UT1、0UT2的控制元件520 (例如如關于圖1所描述的控制器和驅動器)。第一和第二輸入節(jié)點IN1、IN2分別親合至半導體器件500的第一和第二控制輸入端子(電壓輸入端子AVIN和接地端子AGND),并且第一和第二輸出節(jié)點OUTl、0UT2分別耦合至主要和輔助半導體開關Qmn、Qaux的控制節(jié)點g。第一和第二控制輸入端子AVIN、AGND (例如接線鍵合焊盤)基本上居中在半導體器件500上。控制元件520還包括第三輸入節(jié)點IN3,該第三輸入節(jié)點IN3耦合至在半導體器件上基本上居中的半導體器件500的第三控制輸入端子(使能端子EN)。半導體器件500可以包括其他輸入和/或輸出端子,諸如以基本上鏡像對稱的布置定位在半導體器件500上(例如在相對側)的接地端子SUB。此外,控制元件520可以包括耦合至半導體器件500的相應端子的其他輸入和輸出節(jié)點。
[0052]現(xiàn)在轉向圖6,其示出了在通過利用密封劑610諸如環(huán)氧樹脂材料的轉移模制進行密封之后的模塊(例如電源模塊)600的實施方式的等軸測視圖??梢允褂脽峁袒芊鈩┎牧希T如來自日本東京Sumitomo Bakelite公司的Sumikon EME-G770LC的環(huán)氧樹脂模制料(molding compound),利用轉移模制工藝形成表面安裝(surface-mount)電源模塊600。引線框架的端部,諸如端部620,環(huán)繞密封劑610露出,具有導電性的端部用于至外部電路元件(諸如印刷電路板、襯底等)的接觸。由電源模塊600的露出端部620形成的模塊端子以基本上鏡像對稱的布置定位在中心線630的周圍,其使得待耦合至電源模塊600的外部電路兀件的基本上對稱的左和右布局成為可能。
[0053]現(xiàn)在轉向圖7,示出形成半導體器件的方法的實施方式的流程圖。該方法于開
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