[發明專利]管芯嵌入

有效

• 申請號: 201810208402.9
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108573880B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: P·帕爾姆
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/31
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;崔卿虎

本文提供了管芯嵌入。一種功率半導體器件封裝件包括嵌入式功率半導體管芯，其中管芯包括位于管芯正面的第一負載端子和位于管芯背面的第二負載端子，并且其中封裝件具有封裝件頂側和封裝件占地側。封裝件包括：布置在封裝件占地側處的第一端子接口和第二端子接口，第一端子接口與第一負載端子電連接；具有主腔體的絕緣核心層，其中管芯設置在主腔體中，并且其中主腔體具有腔體側壁；在腔體側壁處的導電材料；在主腔體中的絕緣結構，絕緣結構嵌入管芯，其中管芯背面面向封裝件頂側；以及在第二負載端子與第二端子接口之間的電連接，電連接經由在腔體側壁處的至少導電材料來形成。

技術領域

本說明書涉及將功率半導體管芯嵌入封裝件中的方法的實施例和包括嵌入式功率半導體管芯的功率半導體器件封裝件的實施例。

背景技術

汽車、消費和工業應用中的現代設備的很多功能(諸如轉換電能并且驅動電動機或電機)依賴于功率半導體器件。

例如，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)和二極管(僅舉幾例)已經被用于各種應用，包括但不限于電源和功率轉換器中的開關。

功率半導體器件通常包括被配置為沿著管芯的兩個負載端子之間的負載電流路徑傳導負載電流的功率半導體管芯。此外，負載電流路徑可以借助于絕緣電極(有時被稱為柵電極)來被控制。例如，在從例如驅動器單元接收到相應的控制信號時，控制電極可以將功率半導體器件設置為導通狀態和阻斷狀態之一。

在功率半導體管芯已經被制造之后，它必須被包括在封裝件中，例如以允許管芯被安裝在應用中(例如，在功率轉換器中)的方式，例如，使得管芯可以耦合到印刷電路板(PCB)。

例如，已知的是，管芯可以安裝在核心層之上并且使用鍵合線，鍵合線提供封裝件的管芯負載端子與端子接口之間的電連接。此外，管芯和鍵合線然后可以被包括在封裝件的殼體內。這種方法也被稱為“芯片和導線”方法。例如，由此，可以提供印刷電路板上的引線鍵合電源管芯(直接銅鍵合，DCB)。

作為替代，管芯可以借助于所謂的“倒裝芯片”技術來安裝在核心層上，這可以避免使用鍵合線。

另一種方法是將管芯完全嵌入核心層內并且使用一側(所謂的“占地(footprint)側”)用于提供與管芯的兩個負載端子的電連接，并且使用另一側(所謂的“頂側”)主要用于散熱。這種方法也被稱為“芯片嵌入”方法。

另外，A.Ostmann等人于2008年9月1至4日在第二屆IEEE電子系統集成技術會議上發表的“Industrial and technical aspects of die embedding technology”(DOI：10.1109/ESTC.2008.4684368)中概述了管芯嵌入方法的一些原理。

發明內容

本說明書的某些方面涉及管芯嵌入技術。

根據一個實施例，提出了一種將功率半導體管芯嵌入封裝件中的方法。管芯包括布置在管芯正面處的第一負載端子和布置在管芯背面處的第二負載端子。封裝件具有封裝件頂側和封裝件占地側，并且包括均布置在封裝件占地側處的第一端子接口和第二端子接口，第一端子接口用于與第一負載端子的電連接。該方法包括：設置絕緣核心層，絕緣核心層具有被配置為將管芯容納在其中的主腔體，其中主腔體具有腔體側壁；在腔體側壁處設置導電材料；將管芯布置在主腔體中，管芯背面面向封裝件頂側，并且在主腔體中設置絕緣結構，其中絕緣結構嵌入管芯；以及經由設置在腔體側壁處的至少導電材料來在第二負載端子與第二端子接口之間提供電連接。