包括具有集成夹具和固定元件的半导体封装件的电子模块制造技术

本发明专利技术公开了电子模块(10；90)，其包括半导体封装件(1；91)以及连接到半导体封装件(1；91)并且连接到或包括至少一个固定元件(3；92.1)的夹具(2；92)，所述至少一个固定元件(3；92.1)被配置为与外部散热器进行连接。

【技术实现步骤摘要】
包括具有集成夹具和固定元件的半导体封装件的电子模块
本公开涉及电子模块，尤其涉及电子功率模块以及用于制造电子模块的方法。电子模块可以包括具有用于将半导体封装件连接到外部散热器的集成夹具和固定元件的半导体封装件。
技术介绍
在操作期间，包括半导体管芯的电子模块可能产生可能必须通过一个或多个指定的热路径进行散热的热量。通常使用螺钉或夹具或它们的组合将半导体功率封装件安装到散热器上。通常利用集成到封装件中的具有箔或绝缘层的形式的弹性绝缘层将封装件与散热器隔离。这种绝缘层的热产生量高度地取决于来自螺钉或夹具的安装压力。尽管夹具具有有限的压力范围，但是螺钉组装会导致不均匀的安装压力分布。当使用螺钉和垫圈时，在封装件安装孔周围而不是在半导体管芯上方的区域中，安装压力较高。散热与在完整的产品寿命内在整个绝缘层上的安装压力密切相关。因此，在将半导体封装件安装到散热器的最佳方式之后存在一种需求。为了提高电子模块的散热能力，可能期望减小半导体管芯与散热装置之间的热阻。
技术实现思路
本公开的第一方面涉及电子模块，该电子模块包括半导体封装件、夹具，该夹具连接到半导体封装件并且连接到至少一个固定元件或包括至少一个固定元件。本公开的第二方面涉及用于制造电子模块的方法，该方法包括：提供包括管芯焊盘的引线框架；将半导体管芯附接到管芯焊盘；提供夹具；以及利用包封物包封管芯焊盘、半导体管芯和的夹具。附图说明包括附图以提供对实施例的进一步理解，并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出了实施例并且与说明书一起用于解释实施例的原理。其他实施例和实施例的许多预期的优点将会更易于被领会，因为通过参考以下具体实施方式，这些实施例和优点将变得更好理解。附图的要素不必相对于彼此成比例。相似的附图标记指示对应的类似部分。图1包括图1A和图1B，并且示出了电子模块的示例的示意性的截面侧视图(A)和透视图(B)，在示例中，夹具在半导体封装件的下方延伸并且因此实现了对施加到半导体封装件的TIM层的额外的保护功能。图2包括图2A和图2B，并且示出了与图1的示例类似的电子模块的示例的示意性的截面侧视图(A)和透视图(B)，但是在示例中，夹具没有在半导体封装件的下方延伸。图3示出了安装到散热器上的根据图1的电子模块的组件的示意性的截面侧视图表示，其中在夹具与散热器之间提供了TIM层。图4示出了安装到散热器上的根据图1的电子模块的组件的示意性的截面侧视图表示，其中在夹具与散热器之间提供了相变层。图5包括图5A至图5C，并且示出了电子模块的示例的截面侧视图(A)、安装到散热器上的电子模块的侧视图(B)以及图5B的俯视图(C)，在电子模块的示例中，半导体封装件包括通孔并且夹具包括通孔并且固定元件穿过两个通孔延伸并且因此将半导体封装件连接到夹具。图6包括图6A至图6C，并且示出了其中夹具被构造为将多个半导体封装件安装到散热器的电子模块的透视图，其中(A)是三个封装件成一行，(B)是六个封装件并且其中三个封装件在两个相对侧上，并且(C)是六个封装件成一行。图7包括图7A和图7B，并且示出了电子模块的示例的示意性的透视图(A)和侧视图(B)，在示例中，夹具包括设置在半导体封装件上方的中心部分、以及基本上沿着半导体封装件的侧面对称地延伸的两个其他部分。图8包括图8A和图8B，并且示出了具有嵌入式夹具的电子模块的示意性的截面侧视图表示(A)和电子模块的左下部切口的示意性的截面侧视图表示(B)。图9包括图9A至图9C，并且示出了具有包括集成固定元件的嵌入式夹具的电子模块的示意性的截面侧视图表示，其中夹具的一部分被完全地嵌入(A)、被部分地嵌入(B)、被完全地嵌入并且还包括管芯正面互连(C)。图10示出了具有包括集成固定元件和保护特征的夹具的电子模块的示意性的截面侧视图表示。图11示出了用于制造电子模块的方法的示例的流程图。具体实施方式在以下具体实施方式中，参考附图，附图形成了具体实施方式的一部分，并且在附图中以说明的方式示出了可以实践本公开的特定的实施例。在这点上，参考所描述的附图的取向来使用诸如“顶部”、“底部”、“前面”、“后面”、“前端”、“末尾”等方向性术语。因为可以以许多不同的取向放置实施例的部件，所以方向性术语被用于说明的目的，而绝非是限制性的。应当理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构的或逻辑的改变。因此，以下具体实施方式不应从限制的意义上理解，并且本公开的范围由所附的权利要求所限定。应当理解，除非另外特别指出，否则本文所述的各种示例性实施例的特征可以彼此组合。正如在本说明书中所采用的，术语“键合”、“附接”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”并不意味着元件或层必须直接接触在一起；在“键合”、“附接”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”的元件之间可以分别提供中间元件或层。然而，根据本公开，上述术语还可以可选地具有元件或层直接接触在一起的特定含义，即在“键合”、“附接”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”的元件之间不分别提供中间元件或层。此外，关于形成在或位于表面“之上”的零件、元件或材料层所使用的词语“之上”在本文中可以用来表示该零件、元件或材料层“间接地”位于(例如放置于、形成于、沉积于等)隐含表面上，其中一个或多个额外的零件、元件或层布置在隐含表面与零件、元件或材料层之间。然而，关于形成在或位于表面“之上”的零件、元件或材料层所使用的词语“之上”也还可以可选地具有零件、元件或材料层“直接地”位于(例如，放置于、形成于、沉积于等)隐含表面上(例如直接与隐含表面接触)的特定含义。下文描述了包含半导体管芯的器件或半导体封装件。半导体管芯可以是不同类型的，可以通过不同技术来制造，并且可以包括例如集成电路、集成电光电路或集成机电电路和/或无源器件。半导体管芯可以例如被设计为逻辑集成电路、模拟集成电路、混合信号集成电路、功率集成电路、存储器电路或集成无源器件。它们可以包括控制电路、微处理器或微机电部件。此外，它们可以被配置为功率半导体管芯，诸如功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、JFET(结栅场效应晶体管)、功率双极型晶体管或功率二极管。特别地，可以涉及具有垂直结构的半导体管芯，也就是说，半导体管芯可以被制造为使得电流可以在垂直于半导体管芯的主面的方向上流动。具有垂直结构的半导体管芯尤其可以在其两个主面上(即在其顶侧和底侧上)具有接触元件。特别地，功率半导体管芯可以具有垂直结构。举例来说，功率MOSFET的源电极和栅电极可以位于一个主面上，而功率MOSFET的漏电极布置在另一主面上。而且，以下描述的电子模块可以包括集成电路以控制其他半导体管芯的集成电路，例如功率半导体管芯的集成电路。可以基于特定的半导体材料(例如，Si、SiC、SiGe、GaAs、GaN、AlGaAs)来制造半导体管芯，但是也可以基于任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子模块(10；90)，包括：/n半导体封装件(1；91)；以及/n夹具(2；92)，其连接到所述半导体封装件(1；91)并且连接到至少一个固定元件(3；92.1)或包括所述至少一个固定元件(3；92.1)，所述至少一个固定元件(3；92.1)被配置为与外部散热器进行连接。/n

【技术特征摘要】
20190315 EP 19163200.91.一种电子模块(10；90)，包括：
半导体封装件(1；91)；以及
夹具(2；92)，其连接到所述半导体封装件(1；91)并且连接到至少一个固定元件(3；92.1)或包括所述至少一个固定元件(3；92.1)，所述至少一个固定元件(3；92.1)被配置为与外部散热器进行连接。


2.根据权利要求1所述的电子模块(10)，其中，所述固定元件(3)包括螺钉，特别是外加螺钉。


3.根据权利要求1所述的电子模块(90)，其中，所述固定元件(92.1)与所述夹具(92)一体形成。


4.根据前述任一权利要求所述的电子模块(10)，其中，所述夹具(2)包括至少一个通孔(2.4、2.5)，所述固定元件(3)插入所述至少一个通孔(2.4、2.5)中。


5.根据权利要求4所述的电子模块(50)，其中，所述夹具(52)包括一个通孔，所述螺钉(53)插入所述一个通孔中。


6.根据权利要求5所述的电子模块(50)，其中，所述半导体封装件(55)包括通孔，并且所述螺钉(53)插入所述夹具(52)的所述通孔和所述半导体封装件的所述通孔中。


7.根据权利要求4所述的电子模块(10)，其中，所述夹具(2)包括两个通孔(2.4、2.5)，所述螺钉(3)插入所述两个通孔(2.4、2.5)中。

【专利技术属性】
技术研发人员：E·菲尔古特，P·艾布尔，H·格罗宁格，M·格鲁贝尔，C·卡斯特兰，P·森，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT