[發(fā)明專利]包括晶體管芯片、二極管芯片和驅(qū)動(dòng)器芯片的半導(dǎo)體模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810063124.2
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN108346651B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.阿倫斯;J.赫格爾;H.托爾維斯滕
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L25/16
• 分類號(hào): H01L25/16;H01L21/56;H01L23/52
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉;申屠偉進(jìn)

本發(fā)明涉及包括晶體管芯片、二極管芯片和驅(qū)動(dòng)器芯片的半導(dǎo)體模塊。所述半導(dǎo)體模塊包括：載體；設(shè)置在該載體上的至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管；設(shè)置在該載體上的至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管；設(shè)置在該載體上的至少一個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片；多個(gè)外部連接器；以及包封層，所述包封層覆蓋所述載體、所述半導(dǎo)體晶體管、所述半導(dǎo)體二極管和所述半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片，其中所述包封層包括電通路連接，用于在所述至少一個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片和所述外部連接器之間、在所述至少一個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片和所述至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管之間以及在所述至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管和所述至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管之間提供電連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及一種半導(dǎo)體模塊、一種集成功率模塊和一種用于制作半導(dǎo)體模塊的方法。

背景技術(shù)

在許多電子系統(tǒng)中，必須采用類似AC/AC轉(zhuǎn)換器、AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器的電壓或電流轉(zhuǎn)換器，或者采用頻率轉(zhuǎn)換器，以便生成要由類似例如馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的電子電路所使用的電流、電壓和/或頻率。如之前所提及的轉(zhuǎn)換器電路典型地包括一個(gè)或多個(gè)半橋電路以及諸如電阻器、電感器和電容器之類的無源器件，其中所述一個(gè)或多個(gè)半橋電路中的每個(gè)都由兩個(gè)半導(dǎo)體功率開關(guān)（諸如例如功率MOSFET器件、特別是絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）器件）和另外的部件（諸如與晶體管器件并聯(lián)連接的二極管）來提供。功率MOSFET器件的開關(guān)可以由一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器器件控制。前面提及的器件的組裝原則上可通過將這些器件作為各個(gè)單獨(dú)的部件安裝在印刷電路板（PCB）上和在所述印刷電路板（PCB）上對這些器件進(jìn)行互連來實(shí)現(xiàn)。然而，存在提供如下集成半導(dǎo)體模塊的總趨勢：所述集成半導(dǎo)體模塊在這些器件之間具有短互連，以便減少開關(guān)損耗和寄生電感。要觀察的另外的方面是這些器件的有效散熱。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開內(nèi)容的第一方面，一種半導(dǎo)體模塊包括：載體；設(shè)置在所述載體上面的至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管；設(shè)置在所述載體上面的至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管；設(shè)置在所述載體上面的至少一個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片；多個(gè)外部連接器以及包封層，所述包封層覆蓋所述載體、所述半導(dǎo)體晶體管、所述半導(dǎo)體二極管和所述半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片，其中所述包封層包括電通路連接（electrical via connection），用于在所述至少一個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片和所述外部連接器之間、在所述至少一個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片和所述至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管之間以及在所述至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管和所述至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管之間提供電連接。

根據(jù)本公開內(nèi)容的第二方面，一種集成功率模塊包括：載體；設(shè)置在所述載體上面的至少一個(gè)功率晶體管；設(shè)置在所述載體上面的至少一個(gè)功率二極管；設(shè)置在所述載體上面的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器芯片；多個(gè)外部連接器以及包封層，所述包封層覆蓋所述功率晶體管和所述功率二極管，其中所述包封層包括用于在所述驅(qū)動(dòng)器芯片和所述外部連接器之間提供電連接的電通路連接。

根據(jù)本公開內(nèi)容的第三方面，一種用于制作半導(dǎo)體模塊的方法包括：提供載體，其中所述載體包括最上面的金屬層和在該金屬層底下的絕緣層，其中該金屬層包括至少一個(gè)金屬部分和至少一個(gè)開口部分，在所述至少一個(gè)開口部分中，該絕緣層被暴露；在該金屬層的金屬部分上設(shè)置至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管和至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管；在該金屬層的開口部分中的絕緣層上設(shè)置至少一個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片；將包封層施加到所述載體、所述半導(dǎo)體晶體管、所述半導(dǎo)體二極管和所述半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片上；將電通路連接形成到所述包封層中；施加多個(gè)外部連接器；以及在所述半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片和所述外部連接器之間、在所述至少一個(gè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器芯片和所述至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管之間以及在所述至少一個(gè)半導(dǎo)體晶體管和所述至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管之間形成電連接。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)以及在考慮附圖時(shí)認(rèn)識(shí)到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

附圖被包含來提供對實(shí)例的進(jìn)一步理解，并且這些附圖被并入本說明書中，而且構(gòu)成本說明書的部分。這些圖圖解說明了實(shí)例，并且與描述一起用于解釋實(shí)例的原理。其他實(shí)例和實(shí)例的許多預(yù)期優(yōu)點(diǎn)將容易被領(lǐng)會(huì)到，因?yàn)檫@些其他實(shí)例和實(shí)例的許多預(yù)期優(yōu)點(diǎn)通過參照以下詳細(xì)描述而變得更好理解。