用于电力电子的封装制造技术

一种用于电力电子的封装，包括电源基板、多个功率半导体晶片和开尔文连接触点。功率半导体晶片中的每一个均位于电源基板上，并且包括第一功率开关垫、第二功率开关垫、控制垫、半导体结构和开尔文连接垫。半导体结构位于第一功率开关垫、第二功率开关垫和控制垫之间，并且被配置为使得在第一功率开关垫和第二功率开关垫之间的功率开关路径的电阻是基于在控制垫处提供的控制信号。开尔文连接垫耦合到所述功率开关路径。开尔文连接触点经由电源基板上的开尔文导电迹线耦合到每个功率半导体晶片的开尔文连接垫。片的开尔文连接垫。片的开尔文连接垫。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电力电子的封装


[0001]本公开涉及用于电力电子的封装，并且具体地，涉及其中包括两个或多个并联的功率半导体晶片的用于电力电子的封装。

技术介绍

[0002]图1示出了用于电力电子的传统分立封装10的俯视图。传统的分立封装10是引线框架封装，包括电源基板12、第一功率开关触点14、第二功率开关触点16、控制触点18和开尔文连接触点20。第一功率开关触点14、第二功率开关触点16、控制触点18和开尔文连接触点20形成传统分立封装10的引线框架阵列的一部分。电源基板12包括功率开关导电迹线22和控制迹线24，其每一个通过一部分绝缘材料彼此分开，使得功率开关导电迹线22与控制迹线24电气隔离。多个功率半导体晶片26设置在功率开关导电迹线22上，使得在每个功率半导体晶片26的背面上的第一功率开关垫28电耦合到功率开关导电迹线22。在与背面相对的每一个功率半导体晶片26的顶部上，功率半导体晶片26包括第二功率开关垫30(其划分为两部分)和控制垫32。
[0003]每一个功率半导体晶片26是并联耦合以形成单个开关位置的晶体管。因此，每一个功率半导体晶片26包括位于第一功率开关垫28、第二功率开关垫30和控制垫32之间的半导体结构，其被配置为使得在第一功率开关垫28和第二功率开关垫30之间的功率开关路径的电阻是基于在控制垫32处提供的控制信号。第一功率开关触点14耦合到第一功率开关导电迹线22，使得第一功率开关触点14耦合到功率半导体晶片26中的每一个的第一功率开关垫28。第二功率开关触点16耦合到功率半导体晶片26中的每一个的第二功率开关垫30。控制触点18耦合到第二功率开关触点16。控制迹线24又通过一个或多个引线键合34耦合到功率半导体晶片26中的每一个的控制垫32，使得控制触点18耦合到功率半导体晶片26中的每一个的控制垫32。在第一功率开关触点14和第二功率开关触点16之间形成功率开关回路。在控制触点18和开尔文连接触点20之间形成信号回路。在控制触点18和开尔文连接触点20之间(即，跨越信号回路)提供控制信号，以便控制第一功率开关触点14和第二功率开关触点16之间(即，跨越功率开关回路)的电阻。
[0004]值得注意的是，第二功率开关触点16和开尔文连接触点20不单独耦合到功率半导体晶片26。即，第二功率开关触点16和开尔文连接触点20首先彼此耦合，然后耦合到功率半导体晶片26中的每一个的第二功率开关垫30。结果，在第二功率开关触点16耦合到开尔文连接触点20的点与组合的第二功率开关触点16和开尔文连接触点20耦合到功率半导体晶片26中的每一个的点之间存在一定量的金属。这种金属有相关联的阻抗，它会在功率开关回路和信号回路之间引入耦合。
[0005]功率开关回路和信号回路之间的耦合导致回路之间的反馈，这导致诸如降低开关质量、降低开关速度、增加损耗和可能破坏功率半导体晶片26的重大问题。鉴于上述情况，需要改进用于电力电子的分立电力封装。

技术实现思路

[0006]在一个实施例中，一种用于电力电子的封装，包括电源基板、多个功率半导体晶片和开尔文连接触点。功率半导体晶片中的每一个位于电源基板上，并且包括第一功率开关垫、第二功率开关垫、控制垫、半导体结构和开尔文连接垫。半导体结构位于第一功率开关垫、第二功率开关垫和控制垫之间，并且被配置为使得在第一功率开关垫和第二功率开关垫之间的功率开关路径的电阻是基于在控制垫处提供的控制信号。开尔文连接垫耦合到功率半导体晶片上的第二功率开关垫。开尔文连接触点经由电源基板上的开尔文导电迹线耦合到每个功率半导体晶片的开尔文连接垫。经由电源基板上的导电迹线将功率半导体晶片中的每一个的开尔文连接垫连接到开尔文连接触点，显著简化了分立封装的布局，并减少了开尔文连接触点与功率半导体晶片之间的连接长度，从而提高了分立封装的性能。
[0007]本领域技术人员在结合附图阅读以下优选实施例的详细描述后，将理解本公开的范围并认识到其额外方面。
附图说明
[0008]包含在本说明书中并构成其一部分的附图说明了本专利技术的几个方面，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0009]图1示出了用于电力电子的传统分立封装的俯视示意图。
[0010]图2示出了根据本公开的一个实施例的用于电力电子的分立封装的俯视的示意图。
[0011]图3示出了根据本公开的一个实施例的用于电力电子的分立封装的俯视的示意图。
[0012]图4示出了根据本公开的一个实施例的用于电力电子的分立封装的俯视的示意图。
[0013]图5示出了根据本公开的一个实施例的用于电力电子的分立封装的俯视的示意图。
[0014]图6示出了根据本公开的一个实施例的用于电力电子的分立封装的俯视的示意图。
[0015]图7示出了根据本公开的一个实施例的用于电力电子的分立封装的俯视的示意图。
[0016]图8示出了根据本公开的一个实施例的用于电力电子的分立封装的俯视的示意图。
具体实施方式
[0017]下面阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实践这些实施例的必要信息，并且示出了实践这些实施例的最佳模式。在根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解本公开的概念，并且将认识到在本文没有特别提及的这些概念的应用。应当理解，这些概念和应用落在本公开和所附权利要求的范围内。
[0018]应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等可以在此用于描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语只是用来区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离
本公开的范围的情况下，第一元件可以称为第二元件，并且类似地，第二元件可以称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。
[0019]应当理解，当诸如层、区域或衬底等元件称为在另一元件上或延伸到另一元件上时，可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接在另一元件上”或“直接延伸到另一元件上”时，不存在中间元件。同样，应该理解，当诸如层、区域或衬底等元件称为在另一元件“之上”或在另一元件“之上”延伸时，可以直接在另一元件之上或直接在另一元件之上延伸，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接在”另一元件之上或“直接在”另一元件之上延伸时，不存在中间元件。还应当理解，当一个元件称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。
[0020]诸如“下方”或“上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”等相关术语在本文中可以用来描述一个元件、层或区域与图中所示的另一元件、层或区域的关系。应当理解，这些术语和上面讨论的那些术语旨在包括除了附图中描绘的方位之外的设备的不同方位。
[0021]本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。本文所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电力电子的封装，包括：电源基板；在所述电源基板上的至少两个功率半导体晶片，所述至少两个功率半导体晶片中的每一个包括：第一功率开关垫和第二功率开关垫；控制垫；半导体结构，所述半导体结构在所述第一功率开关垫、所述第二功率开关垫和所述控制垫之间，所述半导体结构被配置为使得在所述第一功率开关垫和所述第二功率开关垫之间的功率开关路径的电阻基于在所述控制垫处提供的控制信号；以及开尔文连接垫，所述开尔文连接垫耦合到所述功率半导体晶片上的所述第二功率开关垫；以及开尔文连接触点，所述开尔文连接触点经由所述电源基板上的开尔文导电迹线耦合到所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述开尔文连接垫。2.根据权利要求1所述的封装，其中：所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述开尔文连接垫经由一个或多个引线键合耦合到所述开尔文导电迹线；以及所述开尔文导电迹线经由一个或多个引线键合耦合到所述开尔文连接触点。3.根据权利要求1所述的封装，其中，所述至少两个功率半导体晶片中的每一个是功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)半导体晶片，使得：所述第一功率开关垫耦合到所述半导体结构的漏极区；所述第二功率开关垫和所述开尔文连接垫耦合到所述半导体结构的源极区；以及所述控制垫耦合到所述半导体结构的栅极区。4.根据权利要求1所述的封装，其中，所述至少两个功率半导体晶片中的每一个是功率绝缘栅双极晶体管(IGBT)半导体晶片，使得：所述第一功率开关垫耦合到所述半导体结构的集电极区；所述第二功率开关垫和所述开尔文连接垫耦合到所述半导体结构的发射极区；以及所述控制垫耦合到所述半导体结构的栅极区。5.根据权利要求1所述的封装，其中：所述电源基板为矩形；以及所述开尔文导电迹线包括与所述电源基板的边缘不平行的至少一个边缘。6.根据权利要求5所述的封装，其中：所述至少两个功率半导体晶片中的每一个设置在所述电源基板上的功率开关导电迹线上；所述功率开关导电迹线包括与所述电源基板的边缘不平行的至少一个边缘；以及所述功率开关导电迹线的至少一个边缘平行于所述开尔文导电迹线的至少一个边缘。7.根据权利要求1所述的封装，其中，所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述第二功率开关垫耦合在一起。8.根据权利要求7所述的封装，其中，所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述第二功率开关垫经由一个或多个引线键合耦合。
9.根据权利要求7所述的封装，其中，所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述第二功率开关垫经由引线框架接触结构耦合。10.根据权利要求1所述的封装，进一步包括：第一功率开关触点，所述第一功率开关触点耦合到所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述第一功率开关垫；第二功率开关触点，所述第二功率开关触点耦合到所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述第二功率开关垫；以及控制触点，所述控制触点耦合到所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述控制垫。11.根据权利要求10所述的封装，其中，所述第一功率开关触点、所述第二功率开关触点、所述控制触点和所述开尔文连接触点位于所述封装的同一侧。12.根据权利要求11所述的封装，其中，所述封装是引线框架封装。13.根据权利要求10所述的封装，其中，所述第一功率开关触点、所述第二功率开关触点、所述控制触点和所述开尔文连接触点中的至少一个位于所述封装的不同侧。14.根据权利要求10所述的封装，进一步包括：所述电源基板上的功率开关导电迹线；所述电源基板上的控制迹线，其中：所述至少两个功率半导体晶片设置在所述功率开关导电迹线上，使得所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述第一功率开关垫直接耦合到所述功率开关导电迹线；所述功率开关导电迹线经由一个或多个引线键合耦合到所述第一功率开关触点；所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述控制垫经由一个或多个引线键合耦合到所述控制迹线；所述控制迹线经由一个或多个引线键合耦合到所述控制触点；所述至少两个功率半导体晶片中的每一个的所述开尔文连接垫经由一个或多个引线键合耦合到所述开尔文导电迹线；所述开尔文导电迹线经由一个或多个引...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖斯，
申请(专利权)人：沃孚半导体公司，
类型：发明
国别省市：