TW201622098A - 基於小型閘極金屬片之封裝方法及金屬片框架 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種基於小型閘極金屬片之封裝方法，該方法包含：第一晶片和第二晶片相互倒置地分別焊接在預製之一對相連之引線框架上；第一晶片之源極對應第二晶片之閘極設置，而第一晶片之閘極對應第二晶片之源極設置；焊接第一金屬片框架及第二金屬片框架；第一金屬片框架電性連接該第一晶片之閘極、第二晶片之源極，以及引線框架上第一晶片之閘極與第二晶片之源極分別對應之引脚；第二金屬片框架電性連接該第二晶片之閘極、第一晶片之源極，以及引線框架上第二晶片之閘極與第一晶片之源極分別對應之引脚。本發明減小閘極金屬片及閘極窗口之面積，降低閘極與引線間電路連接之阻抗，藉以提高電流，便於閘極金屬片黏合製程之實行。

Description

基於小型閘極金屬片之封裝方法及金屬片框架

本發明是關於一種半導體封裝技術，特別是關於一種基於小型閘極金屬片之封裝方法及金屬片框架。

在半導體元件製備製程中，爲了提高電流和降低阻抗，金屬片(clip)廣泛運用於功率元件中，金屬片一般採用例如銅片等的金屬薄片。

如第1圖所示，半導體元件上電路連接方式包含有兩種途徑，分別是金屬片黏合(clip bonding)和打線(wire bonding)，其中金屬片1’(clip)黏合常用於半導體元件中源極3’(source)的電路連接，而藉由金屬線2’(wire)打線則常用於半導體元件中閘極4’(gate)的電路連接。但是在實際應用中，在同一個半導體元件上同時採用金屬線2’和金屬片1’來進行電路連接，其製程會較複雜，且生産效率較低。並且採用打線方式進行半導體元件的電路連接具有以下缺點，不可以傳導大電流，打線金屬線長度不均勻在高頻情况下會影響半導體元件的電感特性。

如第2圖所示，目前已經發展出了只需要採用金屬片1’黏合一種途徑來完成同一半導體元件中源極3’和閘極4’的電路連接。但是爲了支持這種製備方法，金屬片1’與閘極4’連接的一端需要擴大面積以便進行焊接，藉以爲了便於焊接還需要擴大閘極窗口(the gate opening)的面積；同時還容易發生助焊劑溢出，由於助焊劑難以清洗，在半導體元件製造過程中會影響半導體元件相互堆疊之層間的打線製程。

本發明提供一種基於小型閘極金屬片之封裝方法及金屬片框架，減小閘極金屬片和閘極窗口的面積。

本發明提供一種基於小型閘極金屬片之封裝方法，其特點是，該方法包含：

第一晶片和第二晶片相互倒置地分別焊接在預製之一對相連的引線框架上；第一晶片之源極對應第二晶片之閘極設置，而第一晶片之閘極對應第二晶片之源極設置；

焊接第一金屬片框架和第二金屬片框架；第一金屬片框架電性連接第一晶片之閘極、第二晶片之源極，以及引線框架上第一晶片之閘極與第二晶片之源極分別對應之引脚；第二金屬片框架電性連接第二晶片之閘極、第一晶片之源極，以及引線框架上第二晶片之閘極與第一晶片之源極分別對應之引脚。

較佳地，製備引線框架可包含：

引線框架之每一組中製備相互連接且相互倒置之第一框架單元及第二框架單元；

第一框架單元及第二框架單元中分別製備一載片台及圍繞該載片台之引脚；第一框架單元之載片台及引脚與第二框架單元之載片台及引脚相互倒置。

較佳地，引線框架上焊接第一晶片及第二晶片可包含：

第一晶片安裝在引線框架當中之一載片台上；

與第一晶片結構相同、方向相同之第二晶片相對於第一晶片旋轉180度後，安裝在引線框架當中之另一載片台上。

較佳地，焊接金屬片後可鋪設塑封層，塑封層包覆第一晶片、第二晶片、引線框架、第一金屬片框架及第二金屬片框架。

較佳地，塑封層包覆及封裝製程完成後，可將第一晶片與第二晶片之間連接之第一金屬片框架、第二金屬片框架及引線框架，由一對引線框架之間之連接處分離開。

較佳地，第一晶片及第二晶片可爲相同電路結構之晶片。

本發明提供一種一種金屬片框架，其特點是，該金屬片框架包含：

第一金屬片模組，其包含分離之第一閘極金屬片及第一源極金屬片；

第二金屬片模組，其包含分離之第二閘極金屬片及第二源極金屬片；

連接模組，其連接該第一金屬片模組及第二金屬片模組；

第一金屬片模組相對於第二金屬片模組倒裝設置。

較佳地，連接模組可包含：連接第一閘極金屬片與第二源極金屬片之連接條；連接第二源極金屬片與第一源極金屬片之連接條；及連接第一源極金屬片與第二閘極金屬片之連接條。

較佳地，連接模組可包含：連接第一閘極金屬片與第二源極金屬片之連接條；及連接第一源極金屬片與第二閘極金屬片之連接條。

較佳地，第一閘極金屬片或第二閘極金屬片連接該連接模組之一端可設有用於連接引線框架引脚之引脚凹槽；另一端可設有用於連接晶片閘極之閘極凹槽。

較佳地，第一源極金屬片或第二源極金屬片連接該連接模組之一端可設有用於連接引線框架引脚之引脚凹槽；另一端可設有用於連接晶片源極之源極凹槽。

較佳地，第一閘極金屬片或第二閘極金屬片可設爲任意彎曲形狀，彎曲形狀根據製程要求設置。

一種基於小型閘極金屬片之封裝方法製成之封裝結構，其特點是，該封裝結構包含：

預製之引線框架，其包含一載片台及圍繞該載片台設置之若干引脚；

晶片，其設置在引線框架之載片台上；

源極金屬片，其一端連接晶片之源極，另一端連接相應之引脚；

閘極金屬片，其一端連接晶片之閘極，另一端連接相應之引脚。

較佳地，相鄰之引線框架可相互倒置。

較佳地，相鄰之引線框架上可設置之晶片相同且相互倒置。

較佳地，晶片之源極窗口及閘極窗口可位於其頂部。

較佳地，引脚與載片台之間可設爲連接或不連接。

較佳地，引線框架中引脚與載片台之邊緣部分可有若干用於與相鄰引線框架連接之突起結構。

較佳地，引線框架中，與晶片之源極或閘極藉由金屬片連接之引脚可與載片台分離。

較佳地，引線框架、晶片、源極金屬片及閘極金屬片上可包覆塑封層。

本發明基於小型閘極金屬片之封裝方法及金屬片框架與習知技術的封裝技術相比，其優點在於，本發明減小閘極金屬片及閘極窗口之面積，降低閘極與引線間電路連接之阻抗，藉以提高電流，便於閘極金屬片黏合製程之實行。

以下結合圖式，進一步說明本發明之具體實施例。

如第3圖所示，其爲本發明一種金屬片框架之實施例一。該金屬片框架採用例如銅片等金屬薄片製成。該金屬片框架具體包含：位於第3圖左半部之第一金屬片模組、位於第3圖右半部之第二金屬片模組及位於第3圖中部用於連接第一金屬片模組和第二金屬片模組之連接模組。第一金屬片模組用於連接第一晶片之源極、閘極及其對應之引脚；第二金屬片模組用於連接第二晶片之源極、閘極及其對應之引脚。

第一金屬片模組包含位於第3圖左上部之第一閘極金屬片301(1^st set gate clip)及位於第3圖左下部之第一源極金屬片302(1^st set source clip)。該第一閘極金屬片301及第一源極金屬片302相互平行且間隔設置，並分別與連接模組電性連接。第一源極金屬片302不與連接模組連接之一邊上之兩頂角設爲圓角。

第二金屬片模組包含位於第3圖右上部之第二源極金屬片303(2^nd set source clip)及位於第3圖右下部之第二閘極金屬片304(2^nd set gate clip)。該第二閘極金屬片304和第二源極金屬片303相互平行且間隔設置，並分別與連接模組電性連接。第二源極金屬片303不與連接模組連接之一邊上之兩頂角設爲圓角。

本實施例一中，連接模組包含三根連接條305(tie bar)，連接條305不可過粗，其寬度需小於或等於金屬片之寬度。第一閘極金屬片301藉由第一根連接條305電性連接第二源極金屬片303；第二源極金屬片303藉由第二根連接條305電性連接第一源極金屬片302；第一源極金屬片302藉由第三根連接條305電性連接第二閘極金屬片304。藉由連接條305將金屬片框架整體形狀呈S形或反S形結構。

由上述可知，本實施例一中，第一金屬片模組及第二金屬片模組相互倒裝設置，即互爲二級旋轉(180度)對稱。第一金屬片模組之閘極金屬片，即第一閘極金屬片301，與第二金屬片模組之源極金屬片，即第二源極金屬片303，相對應位於第3圖中金屬片框架整體之上半部；而第一金屬片模組之源極金屬片，即第一源極金屬片302，與第二金屬片模組之閘極金屬片，即第二閘極金屬片304，相對應位於第3圖中金屬片框架整體之下半部。

另外，第一閘極金屬片301與第一源極金屬片302之間相斥之一側設有凸起。在金屬片框架的量産過程中，該凸起即爲相鄰兩個金屬片框架之間的連接點。同樣，第二源極金屬片303與第二閘極金屬片304相斥之一側也設有凸起，作爲金屬片框架量産過程中，相鄰兩個金屬片框架之間的連接點。

如第4圖並結合第3圖所示，第一源極金屬片302藉由一根連接條305與第二閘極金屬片304電性連接。

在第一源極金屬片302與連接條305連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第一源極引脚凹槽309，由第3圖中可見，第一源極引脚凹槽309沿著第一源極金屬片302與連接條305連接之一條邊設置。在第一源極金屬片302與連接條305相反之一端設有用於連接第一晶片之源極(source)之第一源極凹槽308。同樣如第3圖所示，第一源極凹槽308沿著第一源極金屬片302與連接條305相反之邊設置。

在第二閘極金屬片304與連接條305連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第二閘極引脚凹槽312，由第3圖中可見，第二閘極引脚凹槽312沿著第二閘極金屬片304與連接條305連接之一條邊設置。在第二閘極金屬片304與連接條305相反之一端設有用於連接第二晶片之閘極(gate)之第二閘極凹槽313。同樣如第3圖所示，第二閘極凹槽313沿著第二閘極金屬片304與連接條305相反之一條邊設置。

其中，第一源極凹槽308與第二閘極凹槽313之水平高度相同，第一源極引脚凹槽309與第二閘極引脚凹槽312之水平高度相同，第一源極凹槽308與第二閘極凹槽313之水平高度高於第一源極引脚凹槽309與第二閘極引脚凹槽312之水平高度。第一源極凹槽308及第一源極引脚凹槽309分別提供凹槽底部作爲與第一晶片之源極及引線框架第一晶片之源極引脚之接觸區域，第二閘極凹槽313及第二閘極引脚凹槽312分別提供凹槽底部作爲與第二晶片之閘極及引線框架第二晶片之閘極引脚之 接觸區域。

結合第4圖中第一源極金屬片302與第二閘極金屬片304之結構特徵，可知第一閘極金屬片301與第二源極金屬片303之結構特徵具體如下：

在第一閘極金屬片301與連接條305連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第一閘極引脚凹槽307，由第3圖中可見，第一閘極引脚凹槽307沿著第一閘極金屬片301與連接條305連接之一條邊設置。在第一閘極金屬片301與連接條305相反之一端設有用於連接第一晶片之閘極(gate)之第一閘極凹槽306。同樣如第3圖所示，第一閘極凹槽306沿著第一閘極金屬片301與連接條305相反之邊設置。

在第二源極金屬片303與連接條305連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第二源極引脚凹槽310，由第3圖中可見，第二源極引脚凹槽310沿著第二源極金屬片303與連接條305連接之一條邊設置。在第二源極金屬片303與連接條305相反之一端設有用於連接第二晶片之源極(source)之第二源極凹槽311。同樣如第3圖所示，第二源極凹槽311沿著第二源極金屬片303與連接條305相反之一條邊設置。第二源極凹槽311及第二源極引脚凹槽310分別提供凹槽底部作爲與第二晶片之源極及引線框架第二晶片之源極引脚之接觸區域，第一閘極凹槽306及第一閘極引脚凹槽307分別提供凹槽底部作爲與第一晶片之閘極和引線框架第一晶片之閘極引脚之接觸區域。

如第5圖所示，其爲本發明一種金屬片框架之實施例二。該金屬片框架採用例如銅片等金屬薄片製成。該金屬片框架具體包含：位於第5圖左半部之第一金屬片模組、位於第5圖右半部之第二金屬片模組及位於第5圖中部用於連接第一金屬片模組和第二金屬片模組之連接模組。第一金屬片模組用於連接一第一晶片之源極、閘極及其對應之引脚；第二金屬片模組用於連接一第二晶片之源極、閘極及其對應之引脚。

第一金屬片模組包含位於第5圖左上部之第一閘極金屬片501(1^st set gate clip)及位於第5圖左下部之第一源極金屬片502(1^st set source clip)。該第一閘極金屬片501及第一源極金屬片502相互平行且間隔設置，並分別與連接模組電性連接。其中第一閘極金屬片501呈條狀；而第一源極金屬片502呈方形，第一源極金屬片502不與連接模組連接之一邊上之兩頂角設爲圓角。

第二金屬片模組包含位於第5圖右上部之第二源極金屬片503(2^nd set source clip)及位於第5圖右下部之第二閘極金屬片504(2^nd set gate clip)。該第二閘極金屬片504及第二源極金屬片503相互平行且間隔設置，並分別與連接模組電性連接。其中第二閘極金屬片504呈條狀；而第二源極金屬片503呈方形，第二源極金屬片503不與連接模組連接之一邊上之兩頂角設爲圓角。

其中，第一閘極金屬片501或第二閘極金屬片504的本體設爲任意彎曲之形狀，彎曲形狀根據製程要求設置。

在實際半導體元件製備製程中，晶片上可能會鋪設有其他任意電路元件，該些電路元件可能會位於金屬片所在路徑上，由此金屬片需要繞過該些電路元件，所以根據鋪設的電路元件所在的位置，按照製程要求將金屬片設置爲任意彎曲之形狀結構。本實施例中，第一閘極金屬片501或第二閘極金屬片504上分別設有兩個缺口、使其形成S形結構，該兩缺口中即可安裝製程要求之電路元件。

同樣的，根據製程要求，源極金屬片同樣可以設置爲任意指定彎曲形狀之結構。

本實施例二中，連接模組包含三根連接條505(tie bar)，連接條505不可過粗，其寬度需小於或等於金屬片(clip)的寬度。第一閘極金屬片501藉由第一根連接條505電性連接第二源極金屬片503；第二源極金屬片503藉由第二根連接條505電性連接第一源極金屬片502；第一源極金屬片502藉由第三根連接條505電性連接第二閘極金屬片504。藉由連接條505將金屬片框架整體形狀呈S形或反S形結構。

由上述可知，本實施例二中，第一金屬片模組及第二金屬片模組相互倒裝設置，即互爲二級旋轉(180度)對稱。第一金屬片模組之閘極金屬片，即第一閘極金屬片501，與第二金屬片模組之源極金屬片，即第二源極金屬片503，相對應的位於第5圖中金屬片框架整體之上半部；而第一金屬片模組之源極金屬片，即第一源極金屬片502，與第二金屬片模組之閘極金屬片，即第二閘極金屬片504，相對應的位於第5圖中金屬片框架整體之下半部。

另外，第一閘極金屬片501與第一源極金屬片502之間相斥之一側分別設有凸起。在金屬片框架的量産過程中，該凸起即爲相鄰兩個金屬片框架之間的連接點。同樣，第二源極金屬片503與第二閘極金屬片504相斥之一側也分別設有凸起，作爲金屬片框架量産過程中，相鄰兩個金屬片框架之間的連接點。

如第6圖並結合第5圖所示，第一源極金屬片502藉由一根連接條505與第二閘極金屬片504電性連接。

在第一源極金屬片502與連接條505連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第一源極引脚凹槽509，由第5圖中可見，第一源極引脚凹槽509沿著第一源極金屬片502與連接條505連接之一條邊設置。在第一源極金屬片502與連接條505相反之一端設有用於連接第一晶片之源極(source)之第一源極凹槽508。同樣如第5圖所示，第一源極凹槽508沿著第一源極金屬片502與連接條505相反之邊設置。

在第二閘極金屬片504與連接條505連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第二閘極引脚凹槽512，由第5圖中可見，第二閘極引脚凹槽512沿著第二閘極金屬片504與連接條505連接之一條邊設置。在第二閘極金屬片504與連接條505相反之一端設有用於連接第二晶片之閘極(gate)之第二閘極凹槽513。同樣如第5圖所示，第二閘極凹槽513沿著第二閘極金屬片504與連接條505相反之一條邊設置。

其中，第一源極凹槽508與第二閘極凹槽513之水平高度相同，第一源極引脚凹槽509與第二閘極引脚凹槽512之水平高度相同，第一源極凹槽508與第二閘極凹槽513之水平高度高於第一源極引脚凹槽509與第二閘極引脚凹槽512之水平高度。

結合第6圖中第一源極金屬片502與第二閘極金屬片504之結構特徵，可知第一閘極金屬片501與第二源極金屬片503之結構特徵具體如下：

在第一閘極金屬片501與連接條505連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第一閘極引脚凹槽507，由第5圖中可見，第一閘極引脚凹槽507沿著第一閘極金屬片501與連接條505連接之一條邊設置。在第一閘極金屬片501與連接條505相反之一端設有用於連接第一晶片之閘極(gate)之第一閘極凹槽506。同樣如第5圖所示，第一閘極凹槽506沿著第一閘極金屬片501與連接條505相反之邊設置。

在第二源極金屬片503與連接條505連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第二源極引脚凹槽510，由第5圖中可見，第二源極引脚凹槽510沿著第二源極金屬片503與連接條505連接之一條邊設置。在第二源極金屬片503與連接條505相反之一端設有用於連接第二晶片之源極(source)之第二源極凹槽511。同樣如第5圖所示，第二源極凹槽511沿著第二源極金屬片503與連接條505相反之一條邊設置。

如第7圖所示，其爲本發明一種金屬片框架之實施例三。該金屬片框架採用例如銅片等金屬薄片製成。該金屬片框架具體包含：位於第7圖左半部之第一金屬片模組、位於第7圖右半部之第二金屬片模組及位於第7圖中部用於連接第一金屬片模組及第二金屬片模組之連接模組。第一金屬片模組用於連接一第一晶片之源極、閘極及其對應之引脚；第二金屬片模組用於連接一第二晶片之源極、閘極及其對應之引脚。

第一金屬片模組包含位於第7圖左上部之第一閘極金屬片701(1^st set gate clip)及位於第7圖左下部之第一源極金屬片702(1^st set source clip)。該第一閘極金屬片701及第一源極金屬片702相互平行且間隔設置，並分別與連接模組電性連接。第一源極金屬片702不與連接模組連接之一邊上之兩頂角設爲圓角。

第二金屬片模組包含位於第7圖右上部之第二源極金屬片703(2^nd set source clip)及位於第7圖右下部之第二閘極金屬片704(2^nd set gate clip)。該第二閘極金屬片704及第二源極金屬片703相互平行且間隔設置，並分別與連接模組電性連接。第二源極金屬片703不與連接模組連接之一邊上之兩頂角設爲圓角。

本實施例三中，連接模組包含兩根連接條705(tie bar)，連接條505不可過粗，其寬度需小於或等於金屬片(clip)之寬度。第一閘極金屬片701藉由第一根連接條705電性連接第二源極金屬片703；第一源極金屬片702藉由第二根連接條705電性連接第二閘極金屬片704。藉由連接條705將金屬片框架整體形狀呈兩個相互對應倒置之L形結構。

由上述可知，本實施例三中，第一金屬片模組及第二金屬片模組相互倒裝設置，即互爲二級旋轉(180度)對稱。第一金屬片模組之閘極金屬片，即第一閘極金屬片701，與第二金屬片模組之源極金屬片，即第二源極金屬片703，相對應的位於第7圖中金屬片框架整體之上半部；而第一金屬片模組之源極金屬片，即第一源極金屬片702，與第二金屬片模組之閘極金屬片，即第二閘極金屬片704，相對應的位於第7圖中金屬片框架整體之下半部。

另外，第一閘極金屬片701與第一源極金屬片702之間相斥之一側分別設有凸起。在金屬片框架之量産過程中，該凸起即爲相鄰兩個金屬片框架之間的連接點。同樣，第二源極金屬片703與第二閘極金屬片704相斥之一側也分別設有凸起，作爲金屬片框架量産過程中，相鄰兩個金屬片框架之間的連接點。

如第8圖並結合第7圖所示，第一源極金屬片702藉由一根連接條705與第二閘極金屬片704電性連接。

在第一源極金屬片702與連接條705連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第一源極引脚凹槽709，由第7圖中可見，第一源極引脚凹槽709沿著第一源極金屬片702與連接條705連接之一條邊設置。在第一源極金屬片702與連接條705相反之一端設有用於連接第一晶片之源極(source)之第一源極凹槽708。同樣如第7圖所示，第一源極凹槽708沿著第一源極金屬片702與連接條705相反之邊設置。

在第二閘極金屬片704與連接條705連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第二閘極引脚凹槽712，由第7圖中可見，第二閘極引脚凹槽712沿著第二閘極金屬片704與連接條705連接之一條邊設置。在第二閘極金屬片704與連接條705相反之一端設有用於連接第二晶片之閘極(gate)之第二閘極凹槽713。同樣如第7圖所示，第二閘極凹槽713沿著第二閘極金屬片704與連接條705相反之一條邊設置。

其中，第一源極凹槽708與第二閘極凹槽713之水平高度相同，第一源極引脚凹槽709與第二閘極引脚凹槽712之水平高度相同，第一源極凹槽708與第二閘極凹槽713之水平高度高於第一源極引脚凹槽709與第二閘極引脚凹槽712之水平高度。

結合第8圖中第一源極金屬片702與第二閘極金屬片704之結構特徵，可知第一閘極金屬片701與第二源極金屬片703之結構特徵具體如下：

在第一閘極金屬片701與連接條705連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第一閘極引脚凹槽707，由第7圖中可見，第一閘極引脚凹槽707沿著第一閘極金屬片701與連接條705連接之一條邊設置。在第一閘極金屬片701與連接條705相反之一端設有用於連接第一晶片之閘極(gate)之第一閘極凹槽706。同樣如第7圖所示，第一閘極凹槽706沿著第一閘極金屬片701與連接條705相反之邊設置。

在第二源極金屬片703與連接條705連接之一端設有用於連接引線框架引脚之第二源極引脚凹槽710，由第7圖中可見，第二源極引脚凹槽710沿著第二源極金屬片703與連接條705連接之一條邊設置。在第二源極金屬片703與連接條705相反之一端設有用於連接第二晶片之源極(source)之第二源極凹槽711。同樣如第7圖所示，第二源極凹槽711沿著第二源極金屬片703與連接條705相反之一條邊設置。

本發明揭露了一種基於小型閘極金屬片之封裝方法，該方法包含以下步驟：

步驟1、製備引線框架。在量産過程中，可製備相互連接之若干組引線框架。引線框架採用銅片，表面可經過鍍鎳，鍍銀或鍍金加工。

如第9圖所示，每組引線框架900中製備有相互連接且相互倒置之第一框架單元901及第二框架單元902。

第一框架單元901中製備有一個第一載片台903及圍繞該第一載片台903設置之若干引脚。其中部分引脚與第一載片台903相連接爲一整體；部分引脚與第一載片台903分離；該些與第一載片台903分離之引脚中，部分引脚按實際應用之要求可以相互連接。

第二框架單元902中同樣製備有一個第二載片台904及圍繞該第二載片台904設置之若干引脚。其中部分引脚與第二載片台904相連接爲一整體；部分引脚與第二載片台904分離；該些與第二載片台904分離之引脚中，部分引脚按實際應用之要求可以相互連接。

第一載片台903或第二載片台904及圍繞其之引脚之邊緣部分還設有量産引線框架時用於與相鄰組引線框架連接之若干突起結構，該些突起結構即爲相鄰引線框架間之連接點。

如第9圖所示，可以看到第一框架單元901之第一載片台903及其引脚與第二框架單元902之第二載片台904及其引脚相互之間倒裝設置。

步驟2、如第10圖所示，第一晶片1001及第二晶片1002爲相同電路結構之晶片。第一晶片1001及第二晶片1002可以是相同之垂直型金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)或絕緣閘雙極電晶體(IGBT)。

機械臂先吸起第一晶片1001將其焊接在第一框架單元901之第一載片台903上，第一晶片1001之閘極1003及源極1004設置於其頂部，晶片底部與第一載片台903電性連接，第一晶片1001之閘極1003設置於第10圖中第一晶片1001之上部；源極1004設置於第一晶片1001之下部。

然後機械臂吸起第二晶片1002，最初第二晶片1002上其源極1006、閘極1005之相對位置與第一晶片1001相同。在將第二晶片1002安裝在第二框架單元902之第二載片台904前，機械臂帶動第二晶片1002進行180度旋轉，將其源極1006、閘極1005之位置顛倒後再焊接在第二載片台904上，藉以將第一晶片1001與第二晶片1002相互倒裝，即互爲二級旋轉(180度)對稱設置。第二晶片1002之源極1006及閘極1005位於其頂部，晶片底部與第二載片台904電性連接。由第10圖可見，第二晶片1002之源極1006相對於閘極1005位於圖中第二晶片1002之上部，閘極1005位於第二晶片1002之下部。使得第一晶片1001之源極1004對應第二晶片1002之閘極1005設置，而第一晶片1001之閘極1003對應第二晶片1002之源極1006設置。

步驟3、如第11圖所述，焊接金屬片框架(clip frame)，該金屬片框架包含有相互倒置之第一金屬片模組及第二金屬片模組。

第一金屬片模組上包含有位於第11圖左上部之第一閘極金屬片1101及和位於第11圖左下部之第一源極金屬片1102。該第一閘極金屬片1101及第一源極金屬片1102相互平行且間隔設置。

第二金屬片模組包含位於第11圖右上部之第二源極金屬片1103及位於第11圖右下部之第二閘極金屬片1104。該第二閘極金屬片1104及第二源極金屬片1103相互平行且間隔設置。

第一閘極金屬片1101藉由第一根(第11圖上方)連接條1105電性連接第二源極金屬片1103；第二源極金屬片1103藉由第二根(第11圖中部)連接條1105電性連接第一源極金屬片1102；第一源極金屬片1102藉由第三根(第11圖下方)連接條1105電性連接第二閘極金屬片1104。

在第一閘極金屬片1101與連接條1105之間的連接處設有第一閘極引脚凹槽1107，該第一閘極引脚凹槽1107焊接在引線框架之第一閘極引脚1114並電性連接。而第一閘極金屬片1101與連接條1105相反之一邊設有第一閘極凹槽1106，該第一閘極凹槽1106焊接在第一晶片之閘極1003並電性連接。

在第一源極金屬片1102與連接條1105之間之連接處設有第一源極引脚凹槽1109，該第一源極引脚凹槽1109焊接在引線框架之第一源極引脚1115並電性連接。而第一源極金屬片1102與連接條1105相反之一邊設有第一源極凹槽1108，該第一源極凹槽1108焊接在第一晶片之源極1004並電性連接。

在第二源極金屬片1103與連接條1105之間的連接處設有第二源極引脚凹槽1110，該第二源極引脚凹槽1110焊接在引線框架之第二源極引脚1116並電性連接。而第二源極金屬片1103與連接條1105相反之一邊設有第二源極凹槽1111，該第二源極凹槽1111焊接在第二晶片之源極1006並電性連接。

在第二閘極金屬片1104與連接條1105之間的連接處設有第二閘極引脚凹槽1112，該第二閘極引脚凹槽1112焊接在引線框架之第二閘極引脚1117並電性連接。而第二閘極金屬片1104與連接條1105相反之一邊設有第二閘極凹槽1113，該第二閘極凹槽1113焊接在第二晶片之閘極1005並電性連接。

完成上述金屬片框架之焊接後鋪設塑封層，將金屬片框架，其與第一晶片、第二晶片及引線框架，以及其各個焊接處塑封(mold)起來。

步驟4、如第12圖所示，塑封製程完成後，藉由封裝層1201(package)將金屬片框架，第一晶片、第二晶片及引線框架整個半導體元件進行封裝(encapsulation)。

步驟5、如第13圖所示，封裝製程完成後，將第一晶片與第二晶片之間連接之金屬片框架及引線框架，由一對引線框架之間的連接處分離開。

具體操作中，對應金屬片框架中連接條所在之位置進行切割，分別將每條連接條切斷。若引線框架也是相連的，也將連接條所在處之引線框架進行切割。藉以使兩個晶片及其所在之引線框架與所連接之金屬片實現分離。

如第14圖所示，本發明還揭露了一種藉由上述金屬片框架及基於小型閘極金屬片之封裝方法製備成之一種基於小型閘極金屬片之封裝結構，該封裝結構包含若干相同之封裝，其中相鄰兩個封裝之間相互倒置。

每一個封裝包含有預製之引線框架1401，該引線框架1401採用銅片，表面可經過鍍鎳，鍍銀或鍍金加工，其包含一個載片台及圍繞該載片台設置的若干引脚。引線框架1401中引脚與載片台之邊緣部分有若干用於與相鄰引線框架連接的突起結構。

在引線框架1401之載片台上焊接有晶片1402，該晶片1402之源極窗口1403(source opening)及閘極窗口1404(gate opening)設置於晶片1402之頂部。

晶片1402之源極窗口1403焊接有源極金屬片1405，該源極金屬片1405之另一端焊接於預製之引線框架1401之源極引脚1406。

晶片1402之閘極窗口1404焊接有閘極金屬片1407，該閘極金屬片1407之另一端焊接於預製之引線框架1401之閘極引脚1408。

該源極引脚1406及閘極引脚1408都與引線框架1401之載片台分離。

在引線框架1401、晶片1402、源極金屬片1405及閘極金屬片1407上包覆有塑封層。該塑封層外還包覆有封裝層作爲半導體結構整體之最外層保護。

上述各優選實施例中, 引線框架之第一及第二源極引脚及閘極引脚都設置在第一及第二載片台之間。也可以選擇將第一及第二載片台設置在引線框架之第一及第二源極引脚及閘極引脚之間。

儘管本發明的內容已經藉由上述較佳之實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述描述不應被認爲是對本發明的限制。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者閱讀了上述內容後，對於本發明之多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明之保護範圍應由所附之申請專利範圍來限定。

1’‧‧‧金屬片
2’‧‧‧金屬線
3’‧‧‧源極
4’‧‧‧閘極
301、501、701、1101‧‧‧第一閘極金屬片
302、502、702、1102‧‧‧第一源極金屬片
303、503、703、1103‧‧‧第二源極金屬片
304、504、704、1104‧‧‧第二閘極金屬片
305、505、705、1105‧‧‧連接條
306、506、706、1106‧‧‧第一閘極凹槽
307、507、707、1107‧‧‧第一閘極引脚凹槽
308、508、708、1108‧‧‧第一源極凹槽
309、509、709、1109‧‧‧第一源極引脚凹槽
310、510、710、1110‧‧‧第二源極引脚凹槽
311、511、711、1111‧‧‧第二源極凹槽
312、512、712、1112‧‧‧第二閘極引脚凹槽
313、513、713、1113‧‧‧第二閘極凹槽
900、1401‧‧‧引線框架
901‧‧‧第一框架單元
902‧‧‧第二框架單元
903‧‧‧第一載片台
904‧‧‧第二載片台
1001‧‧‧第一晶片
1002‧‧‧第二晶片
1003、1005‧‧‧閘極
1004、1006‧‧‧源極
1114‧‧‧第一閘極引脚
1115‧‧‧第一源極引脚
1116‧‧‧第二源極引脚
1117‧‧‧第二閘極引脚
1201‧‧‧封裝層
1402‧‧‧晶片
1403‧‧‧源極窗口
1404‧‧‧閘極窗口
1405‧‧‧源極金屬片
1406‧‧‧源極引脚
1407‧‧‧閘極金屬片
1408‧‧‧閘極引脚

第1圖爲習知技術中金屬片黏合與打線相結合之封裝結構示意圖；

第2圖爲習知技術中只採用金屬片黏合之封裝結構示意圖；

第3圖爲本發明金屬片框架實施例一之俯視圖；

第4圖爲第3圖中A-A面之截面視圖；

第5圖爲本發明金屬片框架實施例二之俯視圖；

第6圖爲第5圖中A-A面之截面視圖；

第7圖爲本發明金屬片框架實施例三之俯視圖；

第8圖爲第7圖中A-A面之截面視圖；

第9圖爲製備引線框架之示意圖；

第10圖爲引線框架上安裝晶片之示意圖；

第11圖爲安裝金屬片框架之示意圖；

第12圖爲封裝製程示意圖；

第13圖爲元件切割製程示意圖；

第14圖爲本發明基於小型閘極金屬片之封裝結構之示意圖。

1003、1005‧‧‧閘極

1004、1006‧‧‧源極

1101‧‧‧第一閘極金屬片

1102‧‧‧第一源極金屬片

1103‧‧‧第二源極金屬片

1104‧‧‧第二閘極金屬片

1105‧‧‧連接條

1106‧‧‧第一閘極凹槽

1107‧‧‧第一閘極引脚凹槽

1108‧‧‧第一源極凹槽

1109‧‧‧第一源極引脚凹槽

1110‧‧‧第二源極引脚凹槽

1111‧‧‧第二源極凹槽

1112‧‧‧第二閘極引脚凹槽

1113‧‧‧第二閘極凹槽

1114‧‧‧第一閘極引脚

1115‧‧‧第一源極引脚

1116‧‧‧第二源極引脚

1117‧‧‧第二閘極引脚

Claims (12)

1. 一種基於小型閘極金屬片之封裝方法，該封裝方法包含： 一第一晶片及一第二晶片相互倒置地分別焊接在預製之一對相連之引線框架上；該第一晶片之源極對應該第二晶片之閘極設置，而該第一晶片之閘極對應該第二晶片之源極設置；以及 焊接一第一金屬片框架及一第二金屬片框架；該第一金屬片框架電性連接該第一晶片之閘極、該第二晶片之源極，以及該引線框架上該第一晶片之閘極與該第二晶片之源極分別對應之一引脚；該第二金屬片框架電性連接該第二晶片之閘極、該第一晶片之源極，以及該引線框架上該第二晶片之閘極與該第一晶片之源極分別對應之一引脚。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基於小型閘極金屬片之封裝方法，其中製備該引線框架包含： 在該引線框架之每一組中製備相互連接且相互倒置之一第一框架單元及一第二框架單元；以及 該第一框架單元及該第二框架單元中分別製備一載片台及圍繞該載片台之該引脚；該第一框架單元之該載片台及該引脚與該第二框架單元之該載片台及該引脚相互倒置。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之基於小型閘極金屬片之封裝方法，其中在該引線框架上焊接該第一晶片及該第二晶片包含： 該第一晶片安裝在該引線框架當中之一載片台上；以及 與該第一晶片結構相同、方向相同之該第二晶片相對於第一晶片旋轉180度後，安裝在該引線框架當中之另一載片台上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之基於小型閘極金屬片之封裝方法，其中，焊接金屬片後鋪設一塑封層，該塑封層包覆該第一晶片、該第二晶片、該引線框架、該第一金屬片框架及該第二金屬片框架。
5. 如申請專利範圍第4項所述之基於小型閘極金屬片之封裝方法，其中，該塑封層包覆及封裝製程完成後，將該第一晶片與該第二晶片之間連接之該第一金屬片框架、該第二金屬片框架及該引線框架，由一對該引線框架之間之連接處分離開。
6. 如申請專利範圍第1項所述之基於小型閘極金屬片之封裝方法，其中，該第一晶片及該第二晶片爲相同電路結構之晶片。
7. 一種金屬片框架，其包含： 一第一金屬片模組，其包含分離之一第一閘極金屬片及一第一源極金屬片； 一第二金屬片模組，其包含分離之一第二閘極金屬片及一第二源極金屬片；以及 一連接模組，其連接該第一金屬片模組及該第二金屬片模組； 其中，該第一金屬片模組相對於該第二金屬片模組倒裝設置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之金屬片框架，其中，該連接模組包含：連接該第一閘極金屬片與該第二源極金屬片之連接條；連接該第二源極金屬片與該第一源極金屬片之連接條；及連接該第一源極金屬片與該第二閘極金屬片之連接條。
9. 如申請專利範圍第7項所述之金屬片框架，其中，該連接模組包含：連接該第一閘極金屬片與該第二源極金屬片之連接條；及連接該第一源極金屬片與該第二閘極金屬片之連接條。
10. 如申請專利範圍第7項、第8項或第9項所述之金屬片框架，其中，該第一閘極金屬片或該第二閘極金屬片連接該連接模組之一端設有用於連接該引線框架之引脚之一引脚凹槽；另一端設有用於連接該晶片之閘極之一閘極凹槽。
11. 如申請專利範圍第7項、第8項或第9項所述之金屬片框架，其中，該第一源極金屬片或該第二源極金屬片連接該連接模組之一端設有用於連接該引線框架之引脚之一引脚凹槽；另一端設有用於連接該晶片之源極之一源極凹槽。
12. 如申請專利範圍第7項、第8項或第9項所述之金屬片框架，其中，該第一閘極金屬片或該第二閘極金屬片設爲任意彎曲形狀，彎曲形狀根據製程要求設置。