M424596 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 [0001] 本新型為有關一種半導體封裝結構，尤指一種直流電源 降壓型轉換器的半導體封裝結構。 【先前技術】 [0002] 在電信通訊及電腦等消費性電子產品的蓬勃發展下，廣 泛應用於其上的電源供應器及電源轉換器重要性也隨之 增加，不僅在體積重量上要輕薄短小，在效能及使用壽 命上也要更好更長。 [0003] 目前的電源轉換器，主要包含兩個串聯的功率場效電晶 體以及一個控制迴路晶粒，大多設計將所有的元件平面 鋪設在同一單晶片上或使用多個晶片組合但最後皆封裝 於同一個封裝基底（Lead Frame)上。如中華民國發明專 利公開第20 1 030938號，揭露一種電壓轉換器係包含一 個具有可形成在單一晶粒基底上之一個高侧的元件以及 一個低側的元件之輸出電路。該高侧的元件可包含一個 橫向擴散的金屬氧化物半導體（Laterally diffused metal oxide semiconductor，簡稱LDMOS)，而該低 側的元件可包含一個平面垂直擴散的金屬氧化物半導體 (Vertical diffused metal oxide semiconductor ，簡稱VDMOS)。該電壓轉換器可進一步包含在一個不同 的晶粒上之一個控制器電路，其可電耦接至該功率晶粒 並且與該功率晶粒共同封裝。 [0004] 在中華民國新型專利公告第520 1 07號中，則揭露一種單 相降壓型直流電源轉換器整合式封裝構造，其中該電源 表單編號A0101 第3頁/共19頁 M424596 轉換器包括有穩壓用兩個串聯之垂直式功率場效電晶體 ;其中，連接於各該等電晶體汲極之各導線架的複數汲 極接腳，係以各該導線架之金屬導電基材採内部連結形 成，而擴大汲極在各該導線架上之汲極接腳區域。並且 ，以連接於其中之一電晶體源極導線架接腳之金屬導電 基材，採内部連結串接另一導線架上用於連接另一電晶 體汲極之擴大汲極接腳區域。如此，不但使功率場效電 晶體提昇散熱效果，降低焊接接腳阻抗值，更可省略電 晶體間串接，及部分導線架與外部接腳連結之金屬線。 [0005] 然而，上述將兩個功率場效電晶體以平面式鋪設的技術 ，使得該電壓（或電源）轉換器的面積無法有效的縮減， 進而無法減少晶粒底基的使用，應用於較小的模組板降 低生產成本。 【新型内容】 [0006] 本新型的主要目的，在於解決習知的電源轉換器，無法 有效縮減元件面積，降低生產成本的問題。 [0007] 為達上述目的，本新型提供一種直流電源降壓型轉換器 的半導體封裝結構，包含有一封裝基底、一控制迴路元 件、一第一金氧半場效電晶體及一第二金氧半場效電晶 .體。該控制迴路元件設置於該封裝基底上，該第一金氧 半場效電晶體設置於該封裝基底上，並與該控制迴路元 件電性連接，而該第二金氧半場效電晶體堆疊於該第一 金氧半場效電晶體遠離該封裝基底的一側，並與該控制 迴路元件電性連接。 [0008] 如此一來，本新型藉由該第二金氡半場效電晶體堆疊於 表單编號A0101 第4頁/共19頁 "亥第一金氧半％效電晶體上方，有效縮減該封裝基底的 使用面積，進而縮小該直流電源降壓型轉換器的尺寸， 不僅降低該直流電源降壓型轉換器的生產成本並可下降 阻抗提升效率，更使該直流電源降壓型轉換器可應用於 更小的模組板上》 【實施方式] [0009]有關本新型的詳細說明及技術内容，現就配合圖式說明 [0010] 請參閱『圖1』所示，為本新型一實施例用於壓降電路的 示意圖，本新型為一種直流電源降壓型轉換器丨的半導體 封裝結構，此種直流電源降壓型轉換器1通常應用於如『 圖1』所示的壓降電路中》 [0011] 凊搭配參閱『圖2A』所示，為本新型第一實施例的等效 電路不意圖，在此實施例中，該直流電源降壓型轉換器J 包含有一控制迴路元件2 〇、一與該控制迴路元件2 〇電性 連接的第一金氧半場效電晶體3〇(M〇SFET)、以及一與該 控制迴路元件20電性連接的第二金氧半場效電晶體 40(MOSFET)， 該第一金氧半場效電晶體30與該第二金氧 半場效電晶體40皆為N型金氧半場效電晶體，且該第一金 氧半场效電晶體3G與該第二金氧半場效電晶體4〇串聯， "玄第-金氧半場效電晶體3 〇還與一外部電源v 之正極電 該第一 之正極電 性連接。 I · 、士 | . V/
5頁/共19頁 M424596 轉換器1的半導體封裝結構包含有一封農基底n)(Lead Frame) '該控制迴路元件2〇、該第—金氣半場效 30及該第二金氧半場效電晶賴。該封裝基㈣周圍間 隔設置複數個導接塾U ’在此實施料，該導接墊Μ 含一第-導接塾llla、-第二導接塾1Ub —第三導接 塾in。、-第四導接塾llld、—第五導接摯uie、一第 六導接墊111 f、一第七導接墊111 e、 乐七等接心iig —第八導接塾uu 共八個。該控制迴路元件2〇連同該第〜錢半場效電晶 體3〇設計為—個單晶片而設置於該封裝基底1()上，在此 實施例中該控制迴路元㈣及該第_金財場效電晶體 3〇與該封裝基底1Q之間經由—黏結材料軸固定，該控 制迴路科20及該卜錢半場效“_並藉由複數 個導㈣各與該導接塾η電性連接，該導糊與該導接 墊11可依實際需求增減之。 [0013] 表單编號A0101 該第-金氧半場效電晶體30與該控制位於同 -平面上相鄰且電性連接，在此實施例t，該第一金氧 半場效電晶義與該控制迴路元件2G為以—金属層電性 連接’該第—錢半場效電晶獅為-水平式金氧半場 效電明體’包含有—第—閘極31、.-第-汲極32以及-第一源極33，該第一㈤極31、該第-没極32及該第-源 極33 6位於同一水平面上，該第一閘極31及該第一汲極 32與該控制迴路元件2G以-金屬層電性連接，該第-沒 極32還藉由該導線5〇電性連接至該第-導接整111a上， 進而與該外部電源%之正極電性連接，該第一源極33位 於6亥第—金氧半場效電晶體30遠離該封裝基底1〇的一第 ，藉由該導線50電性連接至該第六導接墊lllf 第6頁/共19頁 [0014]M424596 •上0 該第二金氧半場效電晶體4Q以—導電_結堆疊於該第 -金氧羊場效電晶體30的該第—頂部34，在此：導°電膠 為一«，該第二金氧半場效電晶體4G具有—第二頂部 44及-相對該第二頂部44的第二底部仏，該第二:部^ 遠離該第-金氧半場效電晶體3G，該第二底部45愈該第 -頂部34相鄰，在此實施例中，該第二金氧半場效電^日 體4。為-垂直式金氧半場效電晶體，包含有1二閘： 41 第 [0015] .源極43以及-第二沒極42，該第二間極仙 於該第二頂部44，經由該導線5Q與該控制迴路元件2〇電 性連接’該第二源極43同樣位於該第二頂部44，經由該 導線5〇與該第二導接墊Ulb電性連接，並進—步與該^卜 P電源vc電座連接（在此為接地〉，而該第二及極“則位 於該第二底部45 ’經由塗佈於該第—頂部34及該第二底 部45之間的該導電膠，與該第—源㈣電性連接。… 請搭配參閱『圖匕及『圖3A』所示，『圖3a』為本新型 第二實施_等效電路㈣圖，在此實施财，與第一 實施例相較之下’其特徵在於該第—金氧半場效電晶體 30為P型金氧半場效電晶體，而該第二金氧半場效電晶體 ㈣N型金氧半場效電晶體，該第—閘極31與該控制迴路 凡件2◦電性連接’該第—祕32與該第二汲極42電性連 接，該第—源極33键連接至該外部電源\之正極，該 第二閘純與該控制迴路元件2Q電性連接，G而該第二源 極43則電性連接至該外部電源接地。 _]請搭配參閱『圖3B』及『圖3C』所示，『 表單編號删i 第7頁/共19頁 圖3B』為本新 M424596 型第二實施例的封裝結構示意圖，『圖3C』為本新型第 二實施例的封裝結構剖面示意圖，在此要說明的是，該 第一金氧半場效電晶體30為水平式金氧半場效電晶體， 並為P型金氧半場效電晶體，而該第二金氧半場效電晶體 40為垂直式金氧半場效電晶體，堆疊於該第r-金氧半場 效電晶體30之上，並為N型金氧半場效電晶體。 [0017] 另外，要補充說明的是，該第二實施例中的該第一金氧 半場效電晶體30也可為N型金氧半場效場電晶體，而該第-二金氧半場效電晶體40則改為P型金氧半場效電晶體*並 同樣使為垂直式金氧半場效電晶體的該第二金氧半場效 電晶體40堆疊於為水平式金氧半場效電晶體的該第一金 氧半場效電晶體30之上。 [0018] 综上所述，由於本新型藉由該第二金氧半場效電晶體堆 疊於該第一金氧半場效電晶體之上，有效縮減該封裝基 底的使用面積，進而縮小該直流電源降壓型轉換器的尺 寸，不僅降低該直流電源降壓型轉換器的生產成本，更 使該直流電源降壓型轉換器可應用於更小的模組板上， 再者，本發明將該垂直式金氧半場效電晶體與該水斗式 金氧半場效電晶體堆疊串聯*與習知使用兩個金氧半場 效電晶體平面式的_聯架構相比，使兩個金氧半場效電 晶體之間不需另以金屬線連接，進一步降低該直流電源 降壓型轉換器整體的導通電阻，且垂直式金氧半場效電 晶體導通電阻比水平式金氧半場效電晶體小超過一倍以 上，固可大幅提升該直流電源降壓型轉換器的效能，因 此本新型極具進步性及符合申請新型專利的要件，爰依 表單編號A0101 第8頁/共19頁 法提出申請，祈鈞局早日賜准專利，實感德便。 [0019] 以上已將本新型做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本 新型的一較佳實施例而已，當不能限定本新型實施的範 圍。即凡依本新型申請範圍所作的均等變化與修飾等， 皆應仍屬本新型的專利涵蓋範圍内。 【圖式簡單說明】 [0020] 圖1，為本新型一實施例用於壓降電路的示意圖。 [0021] 圖2A，為本新型第一實施例的等效電路示意圖。 [0022] 圖2B，為本新型第一實施例的封裝結構示意圖。 [0023] 圖2C，為本新型第一實施例的封裝結構剖面示意圖。 [0024] 圖3A，為本新型第二實施例的等效電路示意圖。 [0025] 圖3B，為本新型第二實施例的封裝結構示意圖。 [0026] 圖3C，為本新型第二實施例的封裝結構剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 [0027] 1 :直流電源降壓型轉換器 [0028] 10 :封裝基底 [0029] 11 :導接墊 [0030] 111a〜lllh :第一導接墊〜第八導接墊 [0031] 20 :控制迴路元件 [0032] 30 :第一金氧半場效電晶體 [0033] 31 :第一閘極 表單編號A0101 第9頁/共19頁 M424596 [0034] 32 ： 第一 汲極 [0035] 33 ： 第一 源極 [0036] 34 ： 第一 頂部 [0037] 40 ： 第二 金氧半場效電晶體 [0038] 41 ： 第二 閘極 [0039] 42 ： 第二 汲極 [0040] 43 ： 第二 源極 [0041] 44 ： 第二 頂部 [0042] 45 ： 第二 底部 [0043] 50 ： 導線 表單编號A0101 第10頁/共19頁