[發明專利]半導體封裝和形成半導體封裝的方法

在審

• 申請號: 202010411001.0
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111952272A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: E·菲爾古特;R·奧特倫巴;I·埃舍爾-珀佩爾;M·格魯貝爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L21/60
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉炳勝

提供了一種半導體封裝。所述半導體封裝可以包括：包括被配置為傳導電流的接觸焊盤的至少一個半導體芯片；導體元件，其中，所述導體元件被布置為與所述接觸焊盤橫向重疊并且與所述接觸焊盤存在距離；至少一個導電間隔體；被配置為使所述至少一個導電間隔體與所述接觸焊盤電及機械連接的第一粘合系統；以及被配置為使所述至少一個導電間隔體與所述導體元件電及機械連接的第二粘合系統；其中，所述導體元件導電連接至夾，是夾的部分，導電連接至引線框架或者是引線框架的部分；并且其中，所述間隔體被配置為使所述接觸焊盤與所述導體元件的橫向重疊部分導電連接。

技術領域

各種實施例大體上涉及半導體封裝和形成半導體封裝的方法。

背景技術

在功率電子產品中，使用相同量的(半導體)空間，或者乃至使用更少的(半導體)空間來提供更多的功率是一種持續的趨勢，因為致密化在成本(芯片縮小)和性能(更短的連接器件的路徑、更高的效率、更低的損耗、更高的開關速度)方面都有優點。尤其是就碳化硅(SiC)技術而言，芯片縮小是實現有成本競爭力的結構的必要條件。

然而，功率器件的不斷提高的縮小和致密化造成了有關要求傳遞到部件之外的熱量的問題。晶體管輪廓(TO)封裝內的SiC器件可以具有有效的底側冷卻，尤其是在使用厚的引線框架(例如，具有大約2mm的厚度)的情況下。盡管如此，(可靠性)短路測試已經揭示因為熱傳遞可能不夠快(例如，其可能需要超過2微秒)，所以功率電子器件的表面溫度可能超過鋁(Al)的熔點，并且可能發生模制化合物斷裂(例如，參見“Short Circuit Ruggednessof New Generation 1.2kV SiC MOSFETs”,B.Kakarla et al.,2018IEEE 6th Workshopon Wide Bandgap Power Devices and Applications(WiPDA))。

雙側冷卻(頂側和底側)可能能夠解決這一問題。盡管底側冷卻是現有技術，但是頂側冷卻存在如下設計規則限制所帶來的一些挑戰：例如，由于電磁場的原因，可能要求提供高達1000μm的邊緣端接。此外，可能需要在源極焊盤周圍留有500μm的余隙，以用于夾焊接。這可能意味著，對于小的(縮小的)芯片尺寸而言，剩余的用于冷卻的源極焊盤面積可能變得非常小，和/或適當的夾可能變得相當昂貴(例如，可能使用用于源極/發射極的互連的間隔體(Mo、AlSiCu等)解決方案)，并且熱機械應力可能到達極限(尤其是如果結被加熱到超過200℃的溫度Tj)。

發明內容

提供了一種半導體封裝。所述半導體封裝可以包括：包括被配置為傳導電流的接觸焊盤的至少一個半導體芯片；導體元件，其中，所述導體元件被布置為與所述接觸焊盤橫向重疊并且與所述接觸焊盤存在距離；至少一個導電間隔體；被配置為使所述至少一個導電間隔體與所述接觸焊盤電及機械連接的第一粘合系統；以及被配置為使所述至少一個導電間隔體與所述導體元件電及機械連接的第二粘合系統；其中，所述導體元件導電連接至夾，是夾的至少部分，所述導體元件導電連接至引線框架或者是引線框架的部分；并且其中，所述間隔體被配置為使所述接觸焊盤與所述導體元件的橫向重疊部分導電連接。

附圖說明

在附圖中，貫穿不同的視圖，相似的附圖標記大體上指代相同的部分。附圖未必是按比例繪制的，相反其重點大體上放在說明本發明的原理上。在下文的說明書中，將參考下面的附圖描述本發明的各種實施例，在附圖中：

圖1示出了根據現有技術的半導體封裝的內部結構的透視圖；

圖2示出了根據各種實施例的半導體封裝的內部結構的透視放大圖；

圖3A示出了根據各種實施例的半導體封裝的內部結構的透視放大圖，并且圖3B示出了圖3A的半導體封裝中所使用的導體元件的詳細的示意圖；

圖4示出了根據各種實施例的半導體封裝的內部結構的透視放大圖；