一种功率半导体器件及其制作方法和应用技术

本申请提供了一种功率半导体器件及其制作方法和应用。其中，功率半导体器件包括陶瓷基板、包覆体、多个芯片和多个引线框架；陶瓷基板包括陶瓷基片、内金属箔片和外金属箔片，内金属箔片设于陶瓷基片的一侧，外金属箔片设于陶瓷基片与内金属箔片相对的另一侧；包覆体包覆于陶瓷基板，并将外金属箔片远离内金属箔片的一侧暴露于外部空间，芯片位于包覆体内且设于内金属箔片上，多个芯片之间相互间隔，单个芯片未与内金属箔片接触的一侧通过一个引线框架电性连接于内金属箔片。本申请将传统功率半导体器件中的引线接合替换为了引线框架，不仅提升了芯片的散热性能，还降低了热电阻，实现了器件的小型轻量化，从而提高了功率半导体器件的可靠性。器件的可靠性。器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体器件及其制作方法和应用


[0001]本申请涉及电力电子器件
，尤其涉及一种功率半导体器件及其制作方法和应用。

技术介绍

[0002]相关技术中，为了满足高频应用场景中的散热要求，功率半导体器件往往以增大自身体积为代价，从而导致其寄生电感较大，进而导致其在高频应用场景中的过冲电压较大、功率损耗增加，这将无法发挥功率半导体器件的全部性能。随着电力电子技术的不断完善和发展，功率半导体器件对更高的功率密度有狂热地追求，而其封装结构却严重阻碍了功率密度的进一步提升。此外，功率半导体器件除了存在上述弊端以外，还存在诸多其它弊端，比如散热性能不理想、杂散电感较大、爬电距离及电气间隙较小等，这些弊端均是对功率半导体器件的可靠性造成不利影响的主要因素。
[0003]因此，有必要对上述功率半导体器件的结构进行改进。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种功率半导体器件及其制作方法和应用，旨在解决相关技术中功率半导体器件的可靠性较差的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种功率半导体器件，包括陶瓷基板、包覆体、多个芯片和多个引线框架；
[0006]所述陶瓷基板包括陶瓷基片、内金属箔片和外金属箔片；其中，所述内金属箔片设于所述陶瓷基片的一侧，所述外金属箔片设于所述陶瓷基片与所述内金属箔片相对的另一侧；
[0007]所述包覆体包覆于所述陶瓷基板，并将所述外金属箔片远离所述内金属箔片的一侧暴露于外部空间，所述芯片位于所述包覆体内且设于所述内金属箔片上，所述多个芯片之间相互间隔，单个所述芯片未与所述内金属箔片接触的一侧通过一个所述引线框架电性连接于所述内金属箔片。
[0008]本申请实施例第二方面提供了一种功率半导体器件的制作方法，功率半导体器件包括陶瓷基板、包覆体、多个芯片和多个引线框架；其中，所述陶瓷基板包括陶瓷基片、内金属箔片和外金属箔片，所述内金属箔片设于所述陶瓷基片的一侧，所述外金属箔片设于所述陶瓷基片与所述内金属箔片相对的另一侧；
[0009]所述功率半导体器件的制作方法包括：
[0010]将所述多个芯片分别设置在所述内金属箔片上；其中，所述多个芯片之间相互间隔；
[0011]分别将各所述芯片未与所述内金属箔片接触的一侧通过一个所述引线框架电性连接于所述内金属箔片；
[0012]通过塑封工艺对所述陶瓷基板进行塑封；其中，塑封后形成包覆于所述陶瓷基板
的所述包覆体，且所述外金属箔片远离所述内金属箔片的一侧暴露于外部空间，所述芯片及所述引线框架均位于所述包覆体内。
[0013]本申请实施例第三方面提供了一种本申请实施例第一方面所述的功率半导体器件，或由本申请实施例第二方面所述的功率半导体器件的制作方法制作的功率半导体器件在电力电子设备中的应用。
[0014]从上述描述可知，与相关技术相比，本申请的有益效果在于：
[0015]以陶瓷基板(包括陶瓷基片、内金属箔片和外金属箔片)、包覆体、多个芯片和多个引线框架共同构成功率半导体器件，并将芯片设置在包覆体内的内金属箔片上，同时分别将各芯片未与内金属箔片接触的一侧(即芯片与内金属箔片相对的一侧)通过一个引线框架电性连接于内金属箔片。可以理解的是，传统功率半导体器件中芯片与内金属箔片之间的电性连接通过引线接合的方式实现，而本申请中芯片与内金属箔片之间的电性连接通过设置引线框架的方式实现，即本申请将传统功率半导体器件中的引线接合替换为了引线框架，不仅可以满足构成电路的基本需求，还能够通过引线框架进行热传导，一方面提升了芯片的散热性能、满足了大电流的需求，另一方面降低了热电阻、实现了功率半导体器件的小型轻量化，从而提高了功率半导体器件的可靠性。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明相关技术或本申请实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本申请实施例提供的功率半导体器件的结构示意图；
[0018]图2为本申请实施例提供的功率半导体器件的第一种分解示意图；
[0019]图3为本申请实施例提供的图2中A处的局部放大示意图；
[0020]图4为本申请实施例提供的功率半导体器件的第二种分解示意图；
[0021]图5为本申请实施例提供的图4中B处的局部放大示意图；
[0022]图6为本申请实施例提供的功率半导体器件去除包覆体后的结构示意图；
[0023]图7为本申请实施例提供的图6中C处的局部放大示意图；
[0024]图8为本申请实施例提供的图6中D处的局部放大示意图；
[0025]图9为本申请实施例提供的图6中E处的局部放大示意图；
[0026]图10为本申请实施例提供的内金属箔片刻蚀后的分区示意图；
[0027]图11为本申请实施例提供的功率半导体器件去除包覆体后的俯视图；
[0028]图12为本申请实施例提供的功率半导体器件的制作方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本申请的目的、技术方案以及优点更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例以及相应的附图，对本申请进行清楚、完整地描述，其中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解的是，下面所描述的本申请的各个实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，也即基于本申请的各个实
施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，下面所描述的本申请的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0030]电力电子器件(Power Electronic Device)又称为功率半导体器件，其主要应用在由众多功率半导体器件构成的电力电子设备中，以实现电能的变换与控制。目前，功率半导体器件所应用的半导体材料包括两种，分别为SiC(Silicon Carbide，碳化硅)半导体材料和Si(Silicon，硅)半导体材料；其中，SiC作为第三代半导体材料的典型代表，其禁带宽度、临界击穿电场、热导率和载流子饱和漂移速度等特性指标均是Si的三倍有余，因而其已然成为了制作功率半导体器件的绝佳材料。SiC功率半导体器件相较Si功率半导体器件而言，具有诸多优势，比如工作频率及温度高、功率损耗低、耐压等级高等，这也正是近些年来SiC功率半导体器件在新能源汽车领域的发展极其迅猛的原因所在，即是说SiC功率半导体器件可以进一步促进新能源汽车的应用。
[0031]相关技术中，为了满足高频应用场景中的散热要求，SiC功率半导体器件往往以增大体积为代价，从而导致其寄生电感较大，进而导致其在高频应用场景中过冲电压较大、功率损本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板包括陶瓷基片、内金属箔片和外金属箔片；其中，所述内金属箔片设于所述陶瓷基片的一侧，所述外金属箔片设于所述陶瓷基片与所述内金属箔片相对的另一侧；其特征在于，所述功率半导体器件还包括包覆体、多个芯片和多个引线框架；其中，所述包覆体包覆于所述陶瓷基板，并将所述外金属箔片远离所述内金属箔片的一侧暴露于外部空间，所述芯片位于所述包覆体内且设于所述内金属箔片上，所述多个芯片之间相互间隔，单个所述芯片未与所述内金属箔片接触的一侧通过一个所述引线框架电性连接于所述内金属箔片。2.如权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述引线框架包括设于所述芯片未与所述内金属箔片接触的一侧的第一接触部、设于所述内金属箔片上的第二接触部、连接所述第一接触部与所述第二接触部的连接部，所述连接部自所述第一接触部的端部向所述第二接触部的方向弯折延伸。3.如权利要求2所述的功率半导体器件，其特征在于，所述第一接触部相对的两侧远离所述连接部的位置、所述第二接触部远离所述连接部的一端均开设有凹槽。4.如权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，还包括第一主端子和第二主端子；其中，所述第一主端子的一端设于所述内金属箔片、相对的另一端穿出所述包覆体暴露于外部空间，所述第二主端子的一端设于所述内金属箔片、相对的另一端穿出所述包覆体暴露于外部空间，所述第一主端子和所述第二主端子分别位于所述内金属箔片相对的两端。5.如权利要求4所述的功率半导体器件，其特征在于，所述第一主端子和所述第二主端子均包括位于所述包覆体内且设于所述内金属箔片的嵌入部、暴露于外部空间的裸露部、连接所述嵌入部与所述裸露部的衔接部，所述衔接部自所述嵌入部的端部向所述裸露部的方向延伸且穿出所述包覆体，所述嵌入...

【专利技术属性】
技术研发人员：和巍巍，杨柳，
申请(专利权)人：深圳基本半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：