功率半导体模块以及用于制造功率半导体模块的方法技术

一种功率半导体模块包括：功率半导体芯片；电耦合到功率半导体芯片的外部接触部，所述外部接触部被配置成能够载送交流电流，并且所述外部接触部包括开口；以及电流传感器组件，所述电流传感器组件包括电流传感器，并且至少部分地布置在所述开口中，其中，所述电流传感器被配置成能够测量交流电流。传感器被配置成能够测量交流电流。传感器被配置成能够测量交流电流。

【技术实现步骤摘要】
功率半导体模块以及用于制造功率半导体模块的方法


[0001]本公开总体上涉及一种功率半导体模块以及一种用于制造功率半导体模块的方法。

技术介绍

[0002]功率半导体模块可以被配置成能够以高电流和/或高电压操作。诸如电流传感器之类的传感器可以用于测量功率半导体模块的电性能，并且可以基于该测量结果来调整控制设置。为了在窄的性能公差内操作功率半导体模块，测量必须满足高精度要求。此外，传感器的安装可能会大大增加功率半导体模块的整体制造成本。改进的功率半导体模块和用于制造功率半导体模块的改进方法可以帮助解决这些和其它问题。
[0003]本专利技术所基于的问题通过独立权利要求的特征解决。在从属权利要求中描述了进一步的有利示例。

技术实现思路

[0004]各个方面涉及一种功率半导体模块，包括：功率半导体芯片；电耦合到功率半导体芯片的外部接触部，所述外部接触部被配置成能够载送交流电流，并且所述外部接触部包括开口；以及电流传感器组件，所述电流传感器组件包括电流传感器，并且至少部分地布置在所述开口中，其中，所述电流传感器被配置成能够测量交流电流。
[0005]各个方面涉及一种用于制造功率半导体模块的方法，该方法包括：提供功率半导体芯片和电耦合到功率半导体芯片的外部接触部，所述外部接触部被配置成能够载送交流电流；在外部接触部中提供开口，并将包括电流传感器的电流传感器组件至少部分地布置在所述开口中，其中，电流传感器被配置成能够测量交流电流。
附图说明
[0006]附图示出了示例，并且与相应的描述一起用于解释本公开的原理。通过参考下面的详细描述，将更好地理解本公开的其它示例和许多预期的优点。附图的元件不是必须相对于彼此成比例。相同的附图标记表示对应的相似部件。
[0007]图1A和1B示出了包括电流传感器组件的功率半导体模块的侧视图和顶视图。
[0008]图2示出了另一功率半导体模块的侧视图，该功率半导体模块附加地包括第一载体和第二载体。
[0009]图3示出了外部接触部和电流传感器组件的透视图，该电流传感器组件至少部分地布置在外部接触部中的开口内。
[0010]图4示出了另一功率半导体模块的细节透视图，其中，电流传感器组件被第一包封材料包封。
[0011]图5示出了另一功率半导体模块的细节透视图，其中，电流传感器组件被与第一包封材料不同的第二包封材料包封。
[0012]图6示出了在第二载体被布置在第一载体之上之前的制造阶段中的另一功率半导体模块的侧视图。
[0013]图7是用于制造功率半导体模块的方法的流程图。
具体实施方式
[0014]在下面的描述中，可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。应当理解，这些术语可以用来表示两个元件相互协作或相互作用，而不管它们是直接物理接触还是电接触，或者它们不是彼此直接接触。可以在“结合的”、“附接的”或“连接的”元件之间设置居间元件或居间层。然而，“结合的”、“附接的”或“连接的”元件也可以彼此直接接触。
[0015]以下描述的功率半导体模块的示例可以使用各种类型的半导体芯片或包括在半导体芯片中的电路，例如，AC/DC或DC/DC转换器电路、功率MOS晶体管、功率肖特基二极管、JFET(结栅场效应晶体管)、功率双极晶体管、逻辑集成电路、模拟集成电路、传感器电路、功率集成电路等等。这些示例还可以使用包括MOSFET晶体管结构或垂直晶体管结构、例如IGBT(绝缘栅双极晶体管，Insulated Gate Bipolar Transistor)结构或总体而言的至少一个电接触焊盘布置在半导体芯片的第一主面上并且至少一个其它电接触焊盘布置在半导体芯片的与半导体芯片的第一主面相反的第二主面上的晶体管结构的半导体芯片。
[0016]图1A示出了功率半导体模块100，该功率半导体模块100包括功率半导体芯片110、外部接触部120和电流传感器组件130。外部接触部120电耦合到功率半导体芯片110。外部接触部120被配置成能够载送交流电流。外部接触部120还包括开口140。电流传感器组件130包括被配置成能够测量交流电流的电流传感器150，并且电流传感器组件至少部分地布置在开口140中。
[0017]功率半导体芯片110可以被配置成能够以高电流和/或高电压操作。功率半导体芯片110和/或外部接触部120可以布置在载体，例如，诸如直接铜接合(DCB)载体、直接铝接合(DAB)载体、活性金属钎焊(AMB)载体、引线框架等的被配置成可以以高电流和/或高电压操作的载体上。
[0018]根据一个示例，功率半导体模块100可以包括多于一个的半导体芯片，例如多于一个的功率半导体芯片110。多于一个的半导体芯片可以形成特殊的电路，例如半桥电路、逆变器电路等。多于一个的半导体芯片中的单个或多于一个的半导体芯片中的多个可以电耦合到外部接触部120。
[0019]外部接触部120可以被配置成能够提供功率半导体芯片110与功率半导体模块100的外部之间的电连接。外部接触部120可以例如是耦合到功率半导体芯片110的功率电极，例如耦合到源电极、漏电极、发射电极或集电极的功率接触部。
[0020]功率半导体模块100可以包括多于一个的外部接触部120。例如，功率半导体芯片110的每个功率电极可以耦合到单独的外部(功率)接触部120。此外，功率半导体芯片110的每个控制电极(例如栅电极)可以耦合到单独的外部(控制)接触部。
[0021]根据一个示例，功率半导体模块100至少包括被配置成能够承载正供电电压(V
DD
)的第一外部接触部120、被配置成能够承载负供电电压(V
SS
)的第二外部接触部120和被配置为相位接触部的第三外部接触部120。每个外部接触部120可以包括开口140和布置在相应的开口140中的电流传感器组件130。然而，也可能仅外部接触部中的一些或仅一个包括开
口140和相关的电流传感器组件130。
[0022]根据一个示例，外部接触部120可以经由诸如接合导线或带的电连接器和/或经由上述载体耦合到功率半导体芯片110。根据一个示例，外部接触部120是引线框架的一部分。
[0023]外部接触部120可以具有任何合适的尺寸，例如，0.5cm或更大，1cm或更大，1.5cm或更大，或者2cm或更大的长度l1。外部接触部120可具有1cm或更大，1.4cm或更大，或者2cm或更大的宽度w1。外部接触部120可以具有0.8mm或更大，1mm或更大，或者1.2mm或更大的厚度t。
[0024]图1B示出了功率半导体模块100的顶视图。如图1B所示，开口140可以具有大致矩形的轮廓。但是，任何其它合适的轮廓都是可能的，例如方形轮廓、圆形轮廓或椭圆形轮廓。
[0025]开口140可以布置在外部接触部120中的任何合适的位置，例如，布置在外部接触部120的中心处，或布置在外部接触部120的内半部或外半部处。开口140可具有任何合适的尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体模块(100、200、400、500、600)，包括：功率半导体芯片(110)，电耦合到功率半导体芯片(110)的外部接触部(120)，所述外部接触部(120)被配置成能够载送交流电流，并且所述外部接触部(120)包括开口(140)，以及电流传感器组件(130)，其包括电流传感器(150)并且至少部分地布置在开口(140)中，其中，所述电流传感器(150)被配置成能够测量交流电流。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块(100、200、400、500、600)，其中，所述电流传感器组件(130)大致垂直于外部接触部(120)布置。3.根据权利要求1或2所述的功率半导体模块(100、200、400、500、600)，其中，所述外部接触部(120)布置在一个平面中，所述电流传感器组件(130)包括至少两个分别布置在所述平面上方和下方的传感器元件。4.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块(100、200、400、500、600)，其中，所述功率半导体模块(100、200、400、500、600)还包括：第一载体(210)，其中，所述功率半导体芯片(110)和外部接触部(120)布置在第一载体(210)上，以及第二载体(220)，其包括驱动器电路(240)，所述驱动器电路(240)被配置成能够驱动功率半导体芯片(110)，其中，所述电流传感器组件(130)基本上布置在第一载体(210)与第二载体(220)之间。5.根据权利要求4所述的功率半导体模块(100、200、400、500、600)，其中，所述电流传感器组件(130)通过焊接或压配合连接方式耦合到第二载体(220)。6.根据权利要求4或5所述的功率半导体模块(100、200、400、500、600)，其中，所述电流传感器组件(130)包括导电载体(132)，所述导电载体(132)承载所述电流传感器(150)和至少一个无源电构件(133)。7.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块(100、200、400、500、600)，其中，所述功率半导体模块(100、200、400、500、600)还包括：第一载体(210)，其中，功率半导体芯片(110)安装在所述第一载体(210)上，以及包封材料(230)，其包封第一载体(210)的至少一部分和电流传感器组件(130)。8.根据权利要求1至6中任一项所述的功率半导体模块(100、200、400、500、600)，其中，所述功率半导体模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
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：