功率半导体组件和模块制造技术

提供了功率半导体组件和模块。提供了用于组装功率半导体的方法和装置。一种设备包括印刷电路板、散热器和半导体芯片封装。所述半导体芯片封装位于所述印刷电路板和所述散热器之间。所述半导体芯片封装的发热表面被定向使得所述发热表面面向所述散热器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供了功率半导体组件和模块。提供了用于组装功率半导体的方法和装置。一种设备包括印刷电路板、散热器和半导体芯片封装。所述半导体芯片封装位于所述印刷电路板和所述散热器之间。所述半导体芯片封装的发热表面被定向使得所述发热表面面向所述散热器。【专利说明】功率半导体组件和模块
本专利技术一般地涉及半导体设备。特别地，本专利技术的实施例涉及用于使用隔离物 (spacer)来组装功率半导体设备的方法和装置。
技术介绍
在半导体芯片封装的组件中，值得期望的是以满足消费者单独需求的方式生产半 导体芯片封装。工业消费者期望将半导体封装高效地附着到如印刷电路板（PCB)的板。 在半导体芯片封装中，半导体芯片被嵌入或容纳在芯片封装内并且半导体芯片的 接触垫片被连接到芯片封装的外部接触元件。值得期望的是生产半导体芯片封装，以使得 其外部接触元件允许有关于将半导体芯片封装附着到板的更高灵活度。也值得期望的是增 大半导体芯片封装的模块化适用性，以及特别地，将另外的设备连接到半导体芯片封装的 可能性。 半导体芯片封装可以在各种应用中被使用。这些应用可以包括由基于芯片的功率 半导体元件所实现的功率应用，所述基于芯片的功率半导体元件诸如功率晶体管、功率二 极管和其它元件。这样的应用可以在不同的设备中被采用，所述不同的设备诸如用于个人 计算机部件的电源、电子照明设备、基于电池的设备和许多其它类型的设备。在使用这些功 率元件的情况下，可以值得期望的是将半导体芯片封装连接到诸如散热器的导热设备。如 果所述散热器不以所期望的方式耗散热，则被连接到所述半导体芯片封装的部件或所述半 导体芯片其本身可能被损坏。 此外，一些当前所使用的组装半导体芯片封装的方法、诸如减少热耗散的功率模 块是昂贵的并且可能增大制造过程的复杂度。因此，有对于在组装功率半导体封装中成本 有效解决方案的一般需求，使得所制造的封装的温度和温度梯度这两者都被最小化。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，一种设备包括印刷电路板、散热器和半导体芯片封装。所述 半导体芯片封装位于所述印刷电路板和所述散热器之间。所述半导体芯片封装的发热表面 被定向使得所述发热表面面向所述散热器。 根据本专利技术的另一个实施例，一种设备包括印刷电路板、外壳、半导体芯片封装和 缓冲垫片。所述半导体芯片封装位于所述印刷电路板和所述外壳之间。所述缓冲垫片位于 所述印刷电路板和所述半导体芯片封装之间。所述缓冲垫片被配置以将所述半导体芯片封 装压力安装（pressure mount)在所述外壳和所述印刷电路板之间。 根据本专利技术的又一个实施例，一种功率半导体组件包括半导体芯片封装、多个引 脚和缓冲垫片。所述半导体芯片封装具有功率半导体芯片并且包括外部接触引线。所述缓 冲垫片位于所述半导体芯片封装的顶表面之上。所述缓冲垫片由柔性、耐热材料形成。 根据本专利技术的再另一个实施例，呈现了一种用于组装功率半导体的方法。提供了 一种组件，其包括具有多个引脚的半导体芯片封装和缓冲垫片。所述半导体芯片封装被定 向使得所述半导体芯片封装的产热表面背向所述缓冲垫片。所述多个引脚中的引脚被弯 曲。所述缓冲垫片被放置在印刷电路板的表面之上。所述引脚被焊接到所述印刷电路板。 【专利附图】【附图说明】 为了更完整地理解本专利技术和其优点，现在参考连同附图所进行的以下描述，其 中： 图1A是具有被连接到散热器的半导体芯片封装的设备的实施例的图示； 图1B是具有被连接到散热器的半导体芯片封装的设备的实施例的端视图的图示； 图1C是具有被连接到散热器的半导体芯片封装的设备的实施例的底视图的图示； 图2A是具有利用隔离物被连接到外壳的半导体芯片封装的设备的实施例的图示； 图2B是具有利用隔离物被连接到外壳的半导体芯片封装的设备的实施例的端视图的 图示； 图2C是具有利用隔离物被连接到外壳的半导体芯片封装的设备的实施例的底视图的 图示； 图3是具有隔离物的功率半导体组件的实施例的图示； 图4A-4E是用于组装功率半导体与隔离物的方法的图示； 图5是利用隔离物被连接到散热器的半导体芯片封装的实施例的端视图的图示； 图6是具有弯曲引脚的功率半导体组件的实施例的图示； 图7是具有用于弯曲引脚的另一配置的功率半导体组件的实施例的图示； 图8是具有用于弯曲引脚的又一配置的功率半导体组件的实施例的图示； 图9是具有用于弯曲引脚的再另一个配置的功率半导体组件的实施例的图示； 图10是具有用于弯曲引脚的又一配置的功率半导体组件的实施例的图示； 图11是被连接到外壳的两个功率半导体组件的实施例的图示； 图12是利用共用隔离物被连接到外壳的两个功率半导体组件的实施例的图示； 图13A是具有利用隔离物被连接到散热器的半导体芯片封装的设备的实施例的图示； 图13B是利用隔离物被连接到散热器的半导体芯片封装的端视图的实施例的图示； 图14是功率半导体芯片封装的实施例的图示； 图15是另一个功率半导体芯片封装的实施例的图示；和 图16是又一个功率半导体芯片封装的实施例的图示。 【具体实施方式】 以下详细讨论各种实施例的制成和使用。然而，应当意识到的是，本专利技术提供可以 在各种各样的特定上下文中被体现的许多可应用的专利技术概念。所讨论的特定实施例仅仅是 说明制成和使用本专利技术的特定方式并且不限制本专利技术的范围。 在各种实施例中，本专利技术教导组装半导体芯片封装，使得所述半导体芯片封装的 发热侧被定向在散热器的方向上。各种实施例使用将半导体芯片封装压力安装到散热器的 新间隔结构，从而消除对于将半导体芯片封装连接到散热器的螺钉或其它紧固件的需求。 另外，各种实施例提供将半导体芯片封装与其它表面安装部分同时焊接到印刷电路板的能 力。结果，各种实施例提供这样的设备，其增长印刷电路板的寿命以及减小制造这样的设备 的成本和时间。 首先转到图1，设备10包括印刷电路板12、散热器14和半导体芯片封装16。在该 示例中，印刷电路板12利用紧固件18被固定到散热器14。紧固件18可以是螺钉或其它合 适类型的紧固件。在该所描绘的示例中，散热器14可以是辐射器、外壳或用于耗散由半导 体芯片封装16所生成的热的一些其它合适部件。 如所示出的，半导体芯片封装16位于印刷电路板12和散热器14之间。在这种情 况下，半导体芯片封装16包括半导体芯片或管芯，以及用于该芯片的适当封装。这些芯片 通常被封装在陶瓷或塑料体内，用以保护不受物理损坏和腐蚀。所述封装也支持连接到所 述设备所需要的电接触。取决于正被封装的芯片的类型和预期用途，许多不同类型的封装 是可用的。多于一个的芯片可以被包括在半导体芯片封装中。 半导体芯片封装16可以是提供用于在设备10中使用的所期望特性的任何半导体 芯片封装。例如，半导体芯片封装16可以是功率半导体封装，诸如场效应晶体管（FET)、绝 缘栅双极晶体管（IGBT)、二极管或一些其它合适类型的功率半导体。 在这些示例中，不使半导体芯片封装16被直接焊接在印刷电路板12上。相反地， 期望在半导体芯片封装16和印刷电路板12之间有间隔。然而，在一些示例中，该间隔可以 不存在并且可以比在该图中所示出的更接近于印刷电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：印刷电路板；散热器；和位于所述印刷电路板和所述散热器之间的半导体芯片封装，其中所述半导体芯片封装的发热表面被定向使得所述发热表面面向所述散热器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A卡尔莱蒂，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE