[發明專利]封裝后的用于表面安裝的可堆疊電子功率器件和電路裝置

在審

• 申請號: 202110410359.6
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113540008A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: C·G·斯特拉;F·V·科波內;F·薩拉莫內
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L23/31
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

本公開涉及一種封裝后的用于表面安裝的可堆疊電子功率器件和電路裝置。用于表面安裝的功率器件具有引線框架，引線框架包括管芯附接支撐件以及至少一個第一引線和一個第二引線。半導體材料的管芯被鍵合到管芯附接支撐件，并且絕緣材料和平行六面體形狀的封裝件包圍管芯并且至少部分地包圍管芯附接支撐件并且具有封裝件高度。第一引線和第二引線具有在封裝件外部、從封裝件的兩個相對側表面延伸的外部部分。引線的外部部分具有大于封裝件高度的引線高度，貫穿封裝件高度延伸并且具有從第一基部突出的相應部分。

技術領域

本公開涉及用于表面安裝的封裝后的可堆疊電子功率器件和電路裝置，電路裝置包括封裝后的相互堆疊的多個電子功率器件。

背景技術

例如，以下器件可以利用可快速切換的電流在高電壓(甚至高達1700V)下操作：諸如碳化硅器件或硅器件、或者例如無論是橋(半橋或全橋)配置中，還是在AC開關配置中的MOSFET、超結型MOSFET、IGBT等、PFC(功率因數校正)電路、SMPS(開關模式電源)器件。

針對這樣的電子功率器件，已設計了使得能夠進行高散熱的特定封裝件。這些封裝件通常通過具有平行六面體形狀的剛性絕緣體(例如，樹脂)以及布置在管芯之間的耗散結構而形成，剛性絕緣體嵌入集成了(多個)電子組件的管芯，耗散結構面向封裝件表面并且通常占據平行六面體形狀的主基部的大部分。耗散結構有時由金屬的支撐結構(被稱為“引線框架”)形成，支撐結構承載管芯并且具有用于外部連接的多個引線。通常，在該情況下，引線框架具有直接面向外部的表面。

例如，在包括MOSFET或IGBT的封裝后的器件的情況下，集成了MOSFET的管芯通常在自己的第一主表面上具有漏極接觸焊盤并且在第二主表面上具有至少兩個接觸焊盤(分別是源極焊盤和柵極焊盤)，第二主表面與第一表面相對。晶體管接觸焊盤(通常是漏極焊盤)被固定到引線框架的支撐部分。其他接觸焊盤(通常是柵極和源極焊盤)通過鍵合線或夾具被耦合到其他引線。該標準封裝件通常設想在耗散結構的同一側上布置引線，并且因此通常使得能夠向下耗散。

歸因于引線框架的支撐部分和引線的適當配置，本申請人進一步開發了使得能夠向上冷卻的封裝件。具體地，該解決方案設想了由DBC(直接鍵合的銅)多層形成的引線框架，該引線框使得能夠并排布置兩個或多個管芯，每個管芯利用其自身的漏極焊盤而被耦合到DBC支撐多層的傳導層之一的不同部分，不同部分與相鄰部分電絕緣。漏極引線被固定到傳導層的各個部分，其他接觸焊盤(源極和漏極焊盤)被連接到它們自己的引線。當提供許多管芯時，由于其并排布置，允許形成不同電路拓撲和組件的該解決方案，該解決方案通常利用了大面積。

于2019年8月1日以本申請人的名稱提交的意大利專利申請號102019000013743描述了一種封裝后的電子功率器件，其允許使用電絕緣和導熱多層支撐件在不同層級上布置各種管芯。

然而，上述解決方案對于具有橋式連接的器件非常有效，但是在電路更簡單的情況下或者在需要高功率時(因此需要耗散高熱量)在某種程度上是復雜的。

發明內容

在各種實施例中，本公開提供了克服現有技術局限的器件。

根據本公開，提供了可堆疊封裝后的用于表面安裝的電子功率器件和電路裝置。

在至少一個實施例中，提供了用于表面安裝的功率器件，功率器件包括引線框架，引線框架包括管芯附接支撐件、第一引線和第二引線。半導體材料的管芯被鍵合到管芯附接支撐件。包括具有平行六面體形狀的絕緣材料的封裝件。封裝件具有第一側表面、第二側表面、第一基部和第二基部，并且第一側表面和第二側表面限定了封裝件高度。封裝件包圍管芯并且至少部分地包圍管芯附接支撐件。第一引線和第二引線具有在封裝件外部、分別從封裝件的第一側表面和第二側表面延伸的外部部分。引線的外部部分具有引線高度并且具有從第一基部突出的相應部分，引線高度大于封裝件高度并且貫穿封裝件高度延伸。