用于表面安装的功率器件、安装式电子设备和电路装置制造方法及图纸

本公开涉及一种用于表面安装的功率器件、安装式电子设备和电路装置。用于表面安装的功率器件具有引线框架，引线框架包括管芯附接支撑件以及至少一个第一引线和一个第二引线。半导体材料的管芯被键合到管芯附接支撑件，并且绝缘材料和平行六面体形状的封装件包围管芯并且至少部分地包围管芯附接支撑件并且具有封装件高度。第一引线和第二引线具有在封装件外部、从封装件的两个相对侧表面延伸的外部部分。引线的外部部分具有大于封装件高度的引线高度，贯穿封装件高度延伸并且具有从第一基部突出的相应部分。突出的相应部分。突出的相应部分。

【技术实现步骤摘要】
用于表面安装的功率器件、安装式电子设备和电路装置


[0001]本公开涉及用于表面安装的封装后的可堆叠电子功率器件和电路装置，电路装置包括封装后的相互堆叠的多个电子功率器件。

技术介绍

[0002]例如，以下器件可以利用可快速切换的电流在高电压(甚至高达1700V)下操作：诸如碳化硅器件或硅器件、或者例如无论是桥(半桥或全桥)配置中，还是在AC开关配置中的MOSFET、超结型MOSFET、IGBT等、PFC(功率因数校正)电路、SMPS(开关模式电源)器件。
[0003]针对这样的电子功率器件，已设计了使得能够进行高散热的特定封装件。这些封装件通常通过具有平行六面体形状的刚性绝缘体(例如，树脂)以及布置在管芯之间的耗散结构而形成，刚性绝缘体嵌入集成了(多个)电子组件的管芯，耗散结构面向封装件表面并且通常占据平行六面体形状的主基部的大部分。耗散结构有时由金属的支撑结构(被称为“引线框架”)形成，支撑结构承载管芯并且具有用于外部连接的多个引线。通常，在该情况下，引线框架具有直接面向外部的表面。
[0004]例如，在包括MOSFET或IGBT的封装后的器件的情况下，集成了MOSFET的管芯通常在自己的第一主表面上具有漏极接触焊盘并且在第二主表面上具有至少两个接触焊盘(分别是源极焊盘和栅极焊盘)，第二主表面与第一表面相对。晶体管接触焊盘(通常是漏极焊盘)被固定到引线框架的支撑部分。其他接触焊盘(通常是栅极和源极焊盘)通过键合线或夹具被耦合到其他引线。该标准封装件通常设想在耗散结构的同一侧上布置引线，并且因此通常使得能够向下耗散。
[0005]归因于引线框架的支撑部分和引线的适当配置，本申请人进一步开发了使得能够向上冷却的封装件。具体地，该解决方案设想了由DBC(直接键合的铜)多层形成的引线框架，该引线框使得能够并排布置两个或多个管芯，每个管芯利用其自身的漏极焊盘而被耦合到DBC支撑多层的传导层之一的不同部分，不同部分与相邻部分电绝缘。漏极引线被固定到传导层的各个部分，其他接触焊盘(源极和漏极焊盘)被连接到它们自己的引线。当提供许多管芯时，由于其并排布置，允许形成不同电路拓扑和组件的该解决方案，该解决方案通常利用了大面积。
[0006]于2019年8月1日以本申请人的名称提交的意大利专利申请号102019000013743描述了一种封装后的电子功率器件，其允许使用电绝缘和导热多层支撑件在不同层级上布置各种管芯。
[0007]然而，上述解决方案对于具有桥式连接的器件非常有效，但是在电路更简单的情况下或者在需要高功率时(因此需要耗散高热量)在某种程度上是复杂的。

技术实现思路

[0008]在各种实施例中，本公开提供了克服现有技术局限的器件。
[0009]根据本公开，提供了可堆叠封装后的用于表面安装的电子功率器件和电路装置。
[0010]在至少一个实施例中，提供了用于表面安装的功率器件，功率器件包括引线框架，引线框架包括管芯附接支撑件、第一引线和第二引线。半导体材料的管芯被键合到管芯附接支撑件。包括具有平行六面体形状的绝缘材料的封装件。封装件具有第一侧表面、第二侧表面、第一基部和第二基部，并且第一侧表面和第二侧表面限定了封装件高度。封装件包围管芯并且至少部分地包围管芯附接支撑件。第一引线和第二引线具有在封装件外部、分别从封装件的第一侧表面和第二侧表面延伸的外部部分。引线的外部部分具有引线高度并且具有从第一基部突出的相应部分，引线高度大于封装件高度并且贯穿封装件高度延伸。
[0011]在至少一个实施例中，提供了包括功率器件的封装后的电子器件。功率器件包括引线框架，引线框架包括管芯附接支撑件、第一引线和第二引线。半导体材料的管芯被键合到管芯附接支撑件。包括具有平行六面体形状的绝缘材料封装件。封装件具有第一侧表面、第二侧表面、第一基部和第二基部，并且第一侧表面和第二侧表面限定了封装件高度。封装件包围管芯并且至少部分地包围管芯附接支撑件。绝缘衬底具有第一面和第二面。第一散热器与封装件的第二基部接触。第一引线和第二引线具有在封装件外部、分别从封装件的第一侧表面和第二侧表面延伸的外部部分。引线的外部部分具有引线高度并且具有从第一基部突出的相应部分，引线高度大于封装件高度并且贯穿封装件高度延伸。功率器件被键合到绝缘衬底的第一面，其中封装件的第一基部面向衬底，并且功率器件的引线的外部部分与衬底的第一面接触。
[0012]在至少一个实施例中，提供了电路装置，电路装置包括衬底和第一多个功率器件。第一多个功率器件中的每一个包括引线框架，引线框架包括管芯附接支撑件、第一引线和第二引线。半导体材料的管芯被键合到管芯附接支撑件。包括具有平行六面体形状的绝缘材料封装件。封装件具有第一侧表面、第二侧表面、第一基部和第二基部，并且第一侧表面和第二侧表面限定了封装件高度。封装件包围管芯并且至少部分地包围管芯附接支撑件。功率器件还包括导热材料的散热器。第一引线和第二引线具有在封装件外部、分别从封装件的第一侧表面和第二侧表面延伸的外部部分。引线的外部部分具有引线高度并且具有从第一基部突出的相应部分，引线高度大于封装件高度并且贯穿封装件高度延伸。第一多个功率器件中的第一功率器件被键合到衬底的第一面，并且第一多个功率器件中的功率器件被堆叠来形成堆叠功率器件的第一堆叠。第一堆叠的每个功率器件的第一引线和第二引线的外部部分被布置在彼此的顶部上，并且被分别键合到布置在第一堆叠中的底部处的功率器件的第一引线和第二引线的外部部分。第一散热器被布置在第一堆叠中的堆叠功率器件之间。
[0013]通过使用根据本公开的实施例，可以至少部分地解决或缓解上述问题的至少一部分，并且实现相应的技术效果。例如，可以实现高的热耗散性能。
附图说明
[0014]为了更好地理解本公开，现在参考附图、纯粹通过非限制性示例来描述其一些实施例，其中：
[0015]图1是根据本技术的封装后的功率器件的透视图；
[0016]图2至图6分别是图1的功率器件的俯视图、仰视图、正视图、左侧视图和右侧视图；
[0017]图7是图1的功率器件的部分模体侧视图；
[0018]图7A示出了图7的侧视图的变型；
[0019]图8是图1的器件在没有封装件的情况下的透视图；
[0020]图9是在配置中，图1的功率器件被安装在支撑件上的透视图；
[0021]图10是图1的功率器件被安装在支撑件上并且具有后散热器的侧视图；
[0022]图11是图10的安装配置的部分模体透视图；
[0023]图12是在另一配置中，图1的功率器件被安装在支撑件上的透视图；
[0024]图13是图12的安装后的具有后散热器的功率器件的侧视图；
[0025]图14和图15分别是根据不同实施例的封装后的功率器件的透视图和仰视图；
[0026]图16是图14和图15的功率器件在封装之前，沿图15的线XVI
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XVI截取的截面图；
[0027]图17至图18分别是图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于表面安装的功率器件，其特征在于，包括：引线框架，包括管芯附接支撑件、第一引线和第二引线；半导体材料的管芯，被键合到所述管芯附接支撑件；以及绝缘材料的封装件，具有平行六面体形状，所述封装件具有第一侧表面、第二侧表面、第一基部和第二基部，并且所述第一侧表面和所述第二侧表面限定封装件高度，所述封装件包围所述管芯并且至少部分地包围所述管芯附接支撑件，其中所述第一引线和所述第二引线具有在所述封装件外部、分别从所述封装件的所述第一侧表面和所述第二侧表面延伸的外部部分，所述引线的所述外部部分具有大于所述封装件高度的引线高度，贯穿所述封装件高度延伸，并且具有从所述第一基部突出的相应部分。2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第一侧表面和所述第二侧表面彼此相对并且不连续。3.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件包括三端子器件，所述三端子器件包括第一端子、第二端子和第三端子，其中所述第一端子被耦合到所述第一引线，所述第二端子被耦合到所述第二引线，并且所述第三端子被耦合到具有自己的外部部分的第三引线，所述第二引线的所述外部部分形成杆，所述杆基本垂直于所述第一基部延伸且延伸到所述封装件的所述第二基部、并且基本平行于所述第二侧表面且沿所述第二侧表面延伸，并且所述第一引线和所述第三引线的所述外部部分由从所述第一侧表面突出的、垂直于所述封装件的所述第一基部和所述第二基部的、彼此间隔一定距离的薄片形成。4.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述管芯附接支撑件被电耦合到所述第二引线的所述外部部分，并且具有与所述封装件的所述第二基部齐平的第一表面以及耦合到所述管芯的第二表面，并且所述封装件占据所述管芯和所述第一基部之间的间隙。5.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，还包括第一多层耗散区域，所述第一多层耗散区域具有耦合到所述管芯的第一面的第一表面以及与所述封装件的所述第一基部齐平的第二表面，其中所述管芯附接支撑件被电耦合到所述第二引线的所述外部部分，并且具有与所述封装件的所述第二基部齐平的第一表面以及耦合到所述管芯的第二面的第二表面。6.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，还包括传导材料的非绝缘耗散区域，所述非绝缘耗散区域具有耦合到所述管芯的第一面并且耦合到所述第一引线的第一表面，以及与所述封装件的所述第一基部齐平延伸的第二表面，并且其中所述管芯附接支撑件被电耦合到所述第二引线的所述外部部分，并且具有与所述封装件的所述第二基部齐平的第一表面以及与所述管芯的第二面耦合的第二表面。7.根据权利要求6所述的功率器件，其特征在于，所述非绝缘耗散区域的所述第二表面具有比所述非绝缘耗散区域的所述第一表面更小的面积，并且所述非绝缘耗散区域的所述第二表面与所述第一表面相比在距所述第二引线的更大距离处延伸。8.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，还包括第一多层耗散区域和第二多层耗散区域，所述第一多层耗散区域具有耦合到所述管芯的第一面并且耦合到所述第一引线的第一表面，以及与所述封装件的所述第一基部齐平的第二表面，所述第二多层耗散区域具有耦合到所述管芯的第二面并且耦合到所述第二引线的第一表面，以及耦合到所述管芯
附接支撑件的第二表面，并且所述管芯附接支撑件从所述第二引线的所述外部部分电解耦。9.一种安装式电子设备，其特征在于，包括：功率器件，包括：引线框架，包括管芯附接支撑件、第一引线和第二引线；半导体材料的管芯，被键合到所述管芯附接支撑件；绝缘材料的封装件，具有平行六面体形状，所述封装件具有第一侧表面、第二侧表面、第一基部和第二基部，并且所述第一侧表面和所述第二侧表面限定封装件高度，所述封装件包围所述管芯并且至少部分地包围所述管芯附接支撑件；绝缘衬底，具有第一面和第二面；以及第一散热器，与所述封装件的所述第二基部接触，其中：所述第一引线和所述第二引线具有在所述封装件外部、分别从所述封装件的所述第一侧表面和所述第二侧表面延伸的外部部分，所述引线的所述外部部分具有大于所述封装件高度的引线高度，贯穿所述封装件高度延伸，并且具有从所述第一基部突出的相应部分；所述功率器件被键合到所述绝缘衬底的所述第一面，其中所述封装件的所述第一基部面向所述衬底，并且所述功率器件的所述引线的所述外部部分与所述衬底的所述第一面接触。10.根据权利要求9所述的安装式电子设备，其特征在于，还包括：第二散热器，在所述封装件的所述第一基部和所述衬底的所述第一面之间并与所述封装件的所述第一基部和所述衬底的所述第一面接触，所述第二散热器基本平行于所述第一散热器并且与所述第一散热器垂直对准；以及横切壁，基本垂直于所述第一散热器和所述第二散热器，并且横向于所述功率器件延伸，与所述第一散热器和所述第二散热器接触。11.根据权利要求10所述的安装式电子设备，其特征在于，还包括：第三散热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：