專利名稱：用作h-橋電路的功率半導(dǎo)體模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為H -撟電路的功率半導(dǎo)體模塊，該H -橋電路由兩 個半橋電路組成。為了這個目的，該功率半導(dǎo)體模塊具有四個功率半導(dǎo)體 芯片。
io
背景技術(shù)：
文件US 5, 821, 618公開了一種功率半導(dǎo)體模塊，該功率半導(dǎo)體模塊 具有一絕緣外殼，在該外殼中多個金屬安裝板被排列在一個平面中并且彼 此電絕緣。整流器電橋(rectifier bridge)的半導(dǎo)體開關(guān)被導(dǎo)電地安裝在該 金屬安裝板上。連接引線被電連接到半導(dǎo)體開關(guān)，至少一個連接引線被電 15連接到金屬安裝板。
所述功率半導(dǎo)體模塊具有這些缺點(diǎn)，即多個連接引線作為引線引腳從
所述外殼伸出并遠(yuǎn)離外殼，并且在一端被單獨(dú)地固定在該外殼中，因此存 在這些連接引線在機(jī)械負(fù)載的情況下從外殼脫落的風(fēng)險，其危害該橋電路 的可靠性。
20 再者，在US 5, 821， 618已經(jīng)公知的該H -橋電路的機(jī)械結(jié)構(gòu)需要將 各種各樣的功率半導(dǎo)體芯片裝在一個專門的引線框架上。對于該已知的H-橋電路的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在這種情況下利用安裝在彼此絕緣的引線安裝板上的、 兩個分離的、形式為功率半導(dǎo)體芯片的下側(cè)開關(guān)(low-side switches)和一 對上側(cè)開關(guān)(high-side switches)。為了這目的，該對上側(cè)開關(guān)被安裝在一
25中央引線安裝板上，而該下側(cè)開關(guān)被機(jī)械地和電學(xué)地固定在相對于該中央 引線安裝板橫向設(shè)置的兩個引線安裝板上。通過功率半導(dǎo)體芯片的柵電極 控制該H橋電路，伴隨的結(jié)果是，為了專門應(yīng)用，必須使用額外的外部驅(qū) 動電路，這是不利的。
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供H -橋電路的改進(jìn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其可以成本有 效地生產(chǎn)并可以承受更高的機(jī)械負(fù)荷。而且，本發(fā)明用于使該H -橋電路的 可靠性和該H -橋電路的可用性得到改進(jìn)和擴(kuò)展。
用獨(dú)立的權(quán)利要求的主題的手段實(shí)現(xiàn)這目的。在從屬權(quán)利要求中公開 5 了本發(fā)明的有益的改良。
本發(fā)明提供一種作為H -橋電路的功率半導(dǎo)體模塊，其具有四個功率半 導(dǎo)體芯片和一半導(dǎo)體控制芯片。為了這個目的，這些半導(dǎo)體芯片布置在外 殼中一引線平面的三個互相分離的大面積引線芯片接觸區(qū)域上。為了這個 目的，該引線平面具有設(shè)置在中央的引線芯片接觸區(qū)，在其上布置該半導(dǎo) 10體控制芯片，以及相對于其橫向布置的兩個引線芯片接觸區(qū)，在任何情況 下在這兩個芯片接觸區(qū)上布置作為下側(cè)開關(guān)的n型溝道功率半導(dǎo)體芯片和 作為上側(cè)開關(guān)的P型溝道功率半導(dǎo)體芯片。在這種情況下，所述n型溝道 功率半導(dǎo)體芯片共同電連接到地電勢，P型溝道功率半導(dǎo)體芯片電連接到
分開的電壓源。
15按照本發(fā)明的該功率半導(dǎo)體模塊有下列好處，即，與現(xiàn)有技術(shù)比較， 其結(jié)果大大簡化，因?yàn)榘╪型溝道功率半導(dǎo)體芯片和P型溝道功率半導(dǎo) 體芯片的半橋設(shè)置在各自的橫向引線芯片接觸區(qū)上，并且這兩個半橋由中 央引線芯片接觸區(qū)上的中央半導(dǎo)體控制芯片控制，來實(shí)現(xiàn)全橋功能。同現(xiàn) 有技術(shù)比較，這個額外的半導(dǎo)體控制芯片顯著地提高了功能性和該功率半
20導(dǎo)體模塊的使用可能性。
由于該五個半導(dǎo)體芯片可以安裝在單個弓戰(zhàn)平面上，審臘得以簡化，結(jié)果 是能利用便宜的引線框架。此外，因?yàn)樘峁┝艘源竺娣e和機(jī)械方式固定到外殼 上、且可在不需要IW敏感的弓瞎弓腳的情況下^卜部訪問的大面積弓戰(zhàn)芯片
,,該功率半導(dǎo)^^塊的可靠(4M少在IW性方面顯著地MJl高。
25在一^發(fā)明的^i方案中，為了在該中央半導(dǎo),制芯片和該四個在側(cè) 向設(shè)置的功率半導(dǎo)體芯片之間的控制信號傳輸，在半導(dǎo)體芯片的頂部上的接觸 區(qū)艦單獨(dú)的接合導(dǎo)線^^接。根據(jù)本發(fā)明，繊髙了 H -橋電路的可控性， 并能使該H橋電路的使用范圍變化更大。
除在該功率^，塊內(nèi)部的信號傳輸和向半導(dǎo)^^制芯片外的信號傳輸
30以外，還假設(shè)在功率半導(dǎo)體芯片的頂側(cè)上的大面積接觸區(qū)，ffi3t許多并聯(lián)連接
的接合導(dǎo)線^至IJ，弓踐平面上的大面積弓l線,區(qū)中相應(yīng)的一個。
該多個接合導(dǎo)線使得可能在多個接合導(dǎo)線連接之間分配大面積,區(qū)的電 流負(fù)載，以便在功率半導(dǎo)體芯片的頂側(cè)上和所述弓戰(zhàn)接觸區(qū)，傳導(dǎo)待^^f述大
面積,區(qū)之間切換的電流，而不會發(fā)生熱過載。
5 —種可選的可能性在于，通過接合帶將該功率半導(dǎo)體芯片的頂側(cè)上的大面
積接觸區(qū) 到所述引線平面上相應(yīng)的大面積引線接觸區(qū)。這種接合,決方 案優(yōu)于多個接合導(dǎo)線，結(jié)果是帶臘工藝簡單化，尤其是因?yàn)榻雍蠈?dǎo)線連接的制
作是一系列的操作，這一系列操作可以iKl接合帶組合以形^^個接合步驟。
在產(chǎn)生大面積電g的另一可能性中，有可能使用導(dǎo)體夾，其,導(dǎo)電粘
10合劑導(dǎo)電地3^接到功率半導(dǎo)體芯片的頂側(cè)上的大面積接觸區(qū)和所述弓l線平面上
的大面積,區(qū)。然而，這種解決方案!1^*準(zhǔn)備好了相應(yīng)地 跌制備的導(dǎo)體 夾，隨后可以以制驗(yàn)術(shù)的方式柳它們。該功率半導(dǎo)鵬^m具有引線，
作為底面上的表面安紛卜部接觸^g在一平面內(nèi)。
還有可能在該半導(dǎo)^塊的兩個彼此相對的邊緣側(cè)上提供36個邊
15緣側(cè)接觸。與先有技術(shù)對比，其中各個引線引腳一端固定在一塑料外殼部件 (housing composition)中，以及另一端從該塑料外殼部倂申出，該纖側(cè)接觸 解決方案有下列好處，即鵬纖側(cè)接觸可以承受高得多的tW負(fù)荷，尤其當(dāng) 它們僅僅構(gòu)成遞IJ戶腿側(cè)纖的、該半導(dǎo)鵬塊的底面上的大面積外部接觸的 延伸時。于是，它們被相應(yīng)的大面積外部^MIWfe保雜。
20 相應(yīng)地，該功率半導(dǎo)^^塊的一^^方案具有36個ii^側(cè)J^，具有 側(cè)邊,1到4以及33到36 (它們相對鵬置)的第1出端。第二輸出端 具有側(cè)邊,15到18以及19到22，它們同樣贓該半導(dǎo)條塊的職區(qū)域 中剛好彼此相對。第一電源接線端具有iii^側(cè),29到32和第二電源接線端 具有ii^側(cè)鄉(xiāng)ll到14，臓電源接線端體成電學(xué)上與輸出端絕緣。最后，
25中央弓l線端具有接地端，其電^到ii^側(cè)接觸5到8和23到26。僅僅， 側(cè)撤蟲9、 11、 27和28形^信號外部端子，并S3i相應(yīng)接合導(dǎo)線連接電連 接到半導(dǎo)WS制芯片。
ii型溝道功率半導(dǎo)體芯片和p型溝道功率半導(dǎo)體芯片,Ji^垂直MOS 技術(shù)的TFT晶體管。具有垂直的漂移路徑的這樣的TFT晶體管可用于相對高
30的電源電壓，特別在幾^T伏特左右。
根據(jù)該發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的功率半導(dǎo)體模塊的構(gòu)i^rF側(cè)開關(guān)，所述下側(cè)
開關(guān)ilil鄉(xiāng)極接觸和柵鵬鵬性且導(dǎo)電ife^接到相應(yīng)弓戰(zhàn)芯片接觸區(qū)上的
相應(yīng)輸出端子。結(jié)果是，體在相對側(cè)的它們的漏極是可自由達(dá)到并且可以通 過相應(yīng)的接合帶連接到所鄉(xiāng)的中央弓戰(zhàn)芯片接觸區(qū)域的地電勢，結(jié)果是下側(cè)
5開關(guān)Mil它們可自由達(dá)到的漏極接觸經(jīng)由連接元件并經(jīng)由中央弓l線接觸區(qū),
接到臓接地端。
具有漏極接觸的上側(cè)開關(guān)粘性且導(dǎo)電ife3i接到相應(yīng)的弓踐芯片,區(qū)上的
相應(yīng)的輸出端。因此，上側(cè)開關(guān)的設(shè)置在功率半導(dǎo)體芯片的相對側(cè)上的源電極
和柵電極可自由達(dá)到。當(dāng)所述柵電^M:接合導(dǎo)線連接方式^g到該中央半導(dǎo)
10條制芯片的接觸區(qū)時，源電極的大面積接觸區(qū)域經(jīng)由接合帶、粘性地并導(dǎo)電 it^到相應(yīng)弓踐外部mt的相應(yīng)電源^E端子。
戶，半導(dǎo)體控制芯片的多個接觸區(qū)il^合導(dǎo)線^方式電連接到上側(cè)開 關(guān)的柵極,和該源極接觸，以及連接到下側(cè)開關(guān)的漏極接觸，由此根據(jù)本發(fā) 明的功率半導(dǎo)淋莫塊的應(yīng)用可能性得到顯著地?cái)U(kuò)展。
15 財(cái)卜，該半導(dǎo)體控制芯片的接觸區(qū)ffi^合導(dǎo)^g方式一方面電雜到 地電勢，另一方面電連接到該功率半導(dǎo)鵬塊的信號外部接觸。該功率半導(dǎo)體 模塊可以ffia^f述信號外鵬觸訪問。船卜，該功率半導(dǎo)鵬塊的不同的運(yùn)用 是可以利用的。為了這目的，該功率半導(dǎo)鵬塊的外部纖區(qū)域形成引線框架 的平面構(gòu)造的引線板。
2o ^felk，該功率特#^^有由塑彬卜殼部件艦的外殼，所述功率半 導(dǎo)體芯片、半導(dǎo)體控制芯片、驗(yàn)元件和外部接觸^A其中，而留下在該功率 半導(dǎo)Wi塊的底面和ii^側(cè)上的外部,區(qū)^^^區(qū),自由的。
—種用于妒多個作為H -橋電路的功率半導(dǎo)鵬塊的方法，所述模塊具 有四個功率，體芯片和一半導(dǎo)體控制芯片，具有以下方法步驟。
25 第1包括生產(chǎn)具有多個功率半導(dǎo)^^置的引線框架。在這些功率半 導(dǎo)^^塊錢提供三個大面積弓踐芯片,區(qū)、兩個用于電源端的引線接觸區(qū) 和四個用于控制信號端的弓戰(zhàn)魏區(qū)。在這種情況下，提供第一大面積引線 芯片,區(qū)用于作為下側(cè)開關(guān)的n型溝道功率半導(dǎo)體芯片和作為第一 的上 半橋的上側(cè)開關(guān)的p型溝道功率半導(dǎo)體芯片。第二弓踐芯片激嫗為該H -橋
30電路的第二半橋的功率半導(dǎo)體芯片保留，以及為具有接 的半導(dǎo)條制芯片
^第三中央引線,區(qū)。
在制作這樣的弓l,架之后，該功率半導(dǎo)體芯片和該半導(dǎo)體控制芯片被應(yīng) 用于所提供的引線框架的大面積引線芯片接觸區(qū)。每種情況下在該五個半導(dǎo) 體芯片被固定且定位在該弓l線框架的功率半導(dǎo)^^,置之后，在半導(dǎo)體芯片 5接觸區(qū) 卩弓l線接觸區(qū)之間以及在半導(dǎo)體芯片接觸區(qū)彼此之間自g元件。
最后，所述功率半導(dǎo)體芯片、半導(dǎo)體控制芯片、3i^元件和引線接觸區(qū)然 后被封裝到一塑料外殼部件中，而留下該弓戰(zhàn)框架的弓l線端子的外部繊區(qū)域
是自由的。該引線框架然后能被分成單獨(dú)的功率半導(dǎo)^塊。
這方法有下列好處，艮p，多個功率半導(dǎo)術(shù)莫塊可以在艦弓l線框架和多個
10引線模塊^S的并行方法中同時地生產(chǎn)。這方法1^卜還有下列好處，即為制作
該引,架僅需一^F面金屬板。為了這目的，優(yōu)選構(gòu)造由銅^#銅合金組成 的金屬板。該構(gòu)造可以MfflE印來實(shí)現(xiàn)，其具有批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，或者經(jīng)由濕 鄉(xiāng)刻實(shí)現(xiàn)，在其鵬中，於弓戰(zhàn)板區(qū)域的鵬擁有便于將引線區(qū)域固定在 用于功率半導(dǎo)鵬塊的塑料外殼的底面上的輪廓。構(gòu)造這種金屬棘形成弓l線
i5框架的另一可能性在于干法刻蝕，其可以用等離子^i^的手^ia行。用于 生產(chǎn)引線框架的#(戈方法，在于在輔助載體上電沉積該弓戰(zhàn)框架結(jié)構(gòu)，以及接
著從該輔助載體上分離或除去該引線框架，或者俯鄉(xiāng)助載體本身。
為了將該功率半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體控制芯片應(yīng)用到所提供的大面積弓踐芯 片,區(qū)，戶腿半導(dǎo)體芯片可能是焊接鄉(xiāng)性接合在弓戰(zhàn)芯片,區(qū)上。
20 為了在半導(dǎo)體控制芯片的,區(qū)鄉(xiāng)B弓踐,區(qū)之間、以及在半導(dǎo)鵬制
芯片接觸區(qū)和功率半導(dǎo)體芯片,區(qū)之間裝配連接元件，可利用各種各樣的方 法。最便宜的方法之一可能為包括制造齡導(dǎo)線連接的接合。另一方面，有利
的是，通過多引線接合^i^配接合夾或最終M31接合帶的接合，在功率半 導(dǎo)體芯片接觸區(qū)和弓I線,區(qū)之間制it3^元件。
25 每個所述方法具有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，接合帶裝配是其中可以,連續(xù)制
造接合帶連接的方法，而接合夾裝配關(guān)系到以下事實(shí)，B卩，這類型的接合夾 要為針功率半導(dǎo)鵬^^別律隨和分別鵬當(dāng)?shù)匕惭b。
將引,架分離成賴蟲的功率半導(dǎo)鵬^i^lMH印方法實(shí)現(xiàn)。然而， 也可以用 |』法進(jìn)行分離。
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現(xiàn)在參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的H-橋電路的鉢電路亂
圖2顯示作為功率半導(dǎo)鵬塊的根據(jù)圖1的H -橋電路的示意性結(jié)構(gòu)。
5
具體實(shí)駄式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的H -橋電路42的基本電路圖，其由兩個半橋電路 組成，并Silil半導(dǎo)體控制芯片IC連接以形成可控律啲H橋電路42。為了這 目的，齡半橋電路都具有作為下側(cè)開關(guān)58的n型溝道功率半導(dǎo)體芯片Nl,
io臓芯片體在接地端50和上側(cè)開關(guān)48之間，該上側(cè)開關(guān)48具有連接到第 一電源電壓VS1的p型溝道功率半導(dǎo)體芯片Pl。第一輸出端0UT1在第一下 側(cè)開關(guān)N1和第一上側(cè)開關(guān)P1之間抽出。
在第一半橋的相對側(cè)，第二半橋被設(shè)置為包括第二下側(cè)開關(guān)59,其形成 為第二 n型溝道功率半導(dǎo)體芯片N2并fi^在接地端50和第二上側(cè)開關(guān)49
15之間，紅側(cè)開關(guān)49具有p型溝道功率特體芯片P2，其部雜接到第二電 壓電源VS2。第二輸出端OUT2出現(xiàn)在該下側(cè)開關(guān)59和該上側(cè)開關(guān)49之間。 艦電勢50tM51^81施加到半導(dǎo)鵬制芯片IC。功率半導(dǎo)體芯片N1、 N2、 Pl和P2的柵電^131信號線82、 83、 84和85連接到半導(dǎo)鵬制芯片IC,并 且該半導(dǎo)WS制芯片IC通過信號線86和87連接到電源電壓VS1和VS2。
20 圖2示出了根據(jù)圖1的H -橋電路42作為功率半導(dǎo)W莫塊41的示意結(jié)構(gòu)。 該功率半導(dǎo)鵬塊41 ^^!166和68具有36個邊緣側(cè)接觸1到36，邊緣側(cè) 撤蟲1到18被體在纖側(cè)66上，邊緣側(cè)接觸19 - 36被體在ii^側(cè)68上。 這^Z^側(cè)鄉(xiāng)的一部鄉(xiāng)合以形成大面積引繳卜部鄉(xiāng)71到75，絲該功 率半導(dǎo)#^莫塊41內(nèi)部的引線平面80上形，成用于該H-橋電路的第一，的
25大面積弓戰(zhàn)芯片接觸區(qū)43和用于該H -橋電路的第二半橋的弓l線芯片,區(qū) 44。
在旨瞎形中，下側(cè)開關(guān)58和59以^Si:側(cè)開關(guān)48和49分別^H^M 弓l線芯片接觸區(qū)43和44上。在這種情況下，下側(cè)開關(guān)58和59形成為n型溝 道功率半導(dǎo)體芯片N1和N2，并Jilil^接驗(yàn)^i3^占^^接，S31它們的 30源極和漏極分別導(dǎo)電地固定到大面積弓踐芯片,區(qū)43和44上。與 照，
用作上側(cè)開關(guān)48和49的p型溝道功率半導(dǎo)體芯片Pl和P2，在所有情況下都 ^^它們的漏極接觸區(qū)鵬大面積弓l線芯片接觸區(qū)43和44上。
該兩個大面積弓戰(zhàn)芯片接觸區(qū)43和44分別位于右邊續(xù)側(cè)65和Si^側(cè) 67的，區(qū)域中，并且,有情況下都具有8個邊緣側(cè)接觸，第一輸出0UT1 5可以^Sii^側(cè)65連接至這Ml^側(cè)^，以，二輸出OUT2可以在右邊 緣側(cè)67驗(yàn)至鵬纖測,。為此，纖偵贖觸1到4以及33到36可用 于具有外部,71的第一輸出端OUTl，而邊緣側(cè)接觸15到18和19到22 可用于具有外部,72的第二輸出端OUT2。如已經(jīng)JIS的，功率半導(dǎo)體芯 片Nl和Pl 、以及N2和P2分別地體在相關(guān)的大面積弓戰(zhàn)芯片接觸區(qū)43和 io 44上，并Mi^合帶61到64連接到其它弓戰(zhàn)接觸區(qū)45、 46和47。
該功率半導(dǎo)體芯片N1、 N2、 P1和P2的可自由到達(dá)(freely accessible)頂 側(cè)60具有大面積接觸區(qū)54到57。在這種情況下，第一功率半導(dǎo)體芯片Nl通 過在頂部60上的鄉(xiāng)電極Dl、經(jīng)由接合帶61連接到該中央弓l線芯片接觸區(qū) 45，該接觸區(qū)45的一部分經(jīng)由外部接觸73的邊緣側(cè)接觸5到8和23到26連 15接到地電勢50。第二糊的第二下側(cè)開關(guān)N2也借助于接合帶62、經(jīng)由中央引 線芯片接觸區(qū)45、 Mil在頂部60上的鄉(xiāng)電極D2連接到該地電勢50。
與自照，在第一半橋的第一 P型溝道功率半導(dǎo)體芯片Pl的頂部60上 的源電極S3, i!3i接合帶63和外部接觸74連接至嗨一電源電壓VS1，而第 二 P型溝道功率半導(dǎo)體芯片P2通過在其頂部60上的，電極S4、經(jīng)由接合 20帶64和外部,75連接到第二電源電壓VS2。圖1中示出的驗(yàn)線81到87， 在該功率半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)中由接合導(dǎo)線53來實(shí)現(xiàn)。另外的接合導(dǎo)線連接53
之間。w 、 ^ B 附圖標(biāo)記表<image>image see original document page 13</image>
VS1電源
VS2電源
DlNl的漏極接觸
D2N2的漏極接觸
S3Pl的源極接觸
S4P2的源極接觸
OUT1第一輸出端
OUT2第二輸出端
權(quán)利要求
1、一種具有四個功率半導(dǎo)體芯片(N1、N2、P1、P2)和半導(dǎo)體控制芯片(IC)的、作為H-橋電路(42)的功率半導(dǎo)體模塊，所述半導(dǎo)體芯片被設(shè)置在引線平面(80)的三個互相分離的大面積引線芯片接觸區(qū)(43，44，45)上，所述引線平面具有在中央設(shè)置的引線芯片接觸區(qū)(45)，在其上設(shè)置所述半導(dǎo)體控制芯片(IC)；以及在兩個在側(cè)向設(shè)置的引線芯片接觸區(qū)(43、44)，在其每個上設(shè)置n型溝道功率半導(dǎo)體芯片(N1，N2)作為下側(cè)開關(guān)(58，59)和p型溝道功率半導(dǎo)體芯片(P1，P2)作為上側(cè)開關(guān)(48，49)，并且所述n型溝道功率半導(dǎo)體芯片(N1，N2)共同電連接到地電勢(50)，且所述p型溝道功率半導(dǎo)體芯片(P1，P2)電連接到分開的供電電壓源(VS1，VS2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于所述半導(dǎo)體芯片(Nl， N2, Pl， P2， IC)的頂部(52)上的接觸區(qū)(51)通過各個接合導(dǎo)線(53)電連 接，用于在該中央半導(dǎo)體控制芯片(IC)和所述四個在側(cè)向設(shè)置的功率半導(dǎo)15體芯片(N1， N2， Pl， P2)之間的控制信號傳輸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于 在所述功率半導(dǎo)體芯片(Nl, N2， Pl, P2)的頂部(60)上的大面積接觸區(qū)(54到57)，通過多條平行接合導(dǎo)線連接到所述引線平面(80)上的大 面積引線接觸區(qū)(45到47)中相應(yīng)的一個。 20
4、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于在所述功率半導(dǎo)體芯片(Nl, N2, Pl， P2)的頂部(60)上的大面積 接觸區(qū)(54到57)，通過接合帶(61到64)連接到所述引線平面(80)上的相應(yīng) 的大面積引線接觸區(qū)(45到47)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于25 在所述功率半導(dǎo)體芯片(Nl， N2， Pl ， P2)的頂部(60)上的大面積 接觸區(qū)(54到57),通過導(dǎo)體夾連接到所述引線平面(80)上的相應(yīng)的大面積 弓戰(zhàn)接觸區(qū)(45到47)。
6、 根據(jù)在前的權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo),塊，特征在于 該功率半導(dǎo)體模塊具有設(shè)置在一平面(80)上的引線作為該功率半導(dǎo)體30模塊(41)底面上的可表面安裝外部接觸(71到79),其并入邊緣側(cè)(66到68) 的邊緣側(cè)接觸(l-36)中。
7、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于該功率半導(dǎo)體 模塊(41)包括36個邊緣側(cè)接觸(1到36);第一輸出端(OUTl)，其包括邊 緣惻接觸1到4和33到36;第二輸出端(OUT2),其包括邊緣側(cè)接觸15到 5 18和19到22;第一電源接線端(VS1),其包括邊緣側(cè)接觸29到32;第二 電源接線端(VS2),其包括邊緣側(cè)接觸11到14;以及接地端(50)，其包括 邊緣側(cè)接觸5到8和23到26,而邊緣側(cè)接觸9、 11、 27和28是信號外部 端子。
8、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于該功率半導(dǎo)體 io (41)包括FET晶體管作為功率半導(dǎo)體芯片(N1， N2, Pl, P2)。
9、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于所述下側(cè)開關(guān) (58， 59)通過它們的源極接觸和柵極接觸分別粘性且導(dǎo)電地連接到相應(yīng)引 線芯片接觸區(qū)(43和44)上的輸出端(OUTl和OUT2)。
10、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于所述下側(cè)開 15關(guān)(58， 59)通過它們的漏極接觸(D1， D2)、經(jīng)由連接元件(61， 62)和經(jīng)由所述中央引線芯片接觸區(qū)(45)電連接到接地端(50)。
11、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于所述上側(cè)開 關(guān)(48, 49)通過它們的漏極接觸分別粘性且導(dǎo)電地連接到相應(yīng)弓I線芯片接 觸區(qū)(43和44)上的輸出端(0UT1和OUT2)。
12、根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于所述上側(cè)開關(guān)(48， 49)通過它們的源極接觸(S3， S4)、經(jīng)由連接元#( 63， 64)，分 別粘性且導(dǎo)電地連接到相應(yīng)引線外部接觸(73和75)上的電源電壓端(VS1和 VS2)。
13、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)模塊，特征在于該半導(dǎo)體控制 25芯片(IC)的接觸區(qū)(51)通過接合導(dǎo)線連接(53)連接到所述上側(cè)開關(guān)的柵極接觸和源極接觸，以及連接到所述下側(cè)開關(guān)的漏極接觸。
14、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于該半導(dǎo)體控 制芯片(IC)的接觸區(qū)(51)通過接合導(dǎo)線連接(53)連接到該功率半導(dǎo)體模塊 (41)的信號外部接觸(76到79)。
15、根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于該功率半導(dǎo) 體模塊(41)的所述外部接觸(71到79)是引線框的平面結(jié)構(gòu)的引線板。
16、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一的功率半導(dǎo)體模塊，特征在于該功率半導(dǎo) 體模塊(41)包括由塑料外殼部件組成的外殼，所述功率半導(dǎo)體芯片(Nl， N2, Pl， P2)、半導(dǎo)體控制芯片(IC)、連接元#(53, 61到64)和外部接5觸(71到79)嵌入其中，而留下該功率半導(dǎo)體模塊(41)的底面和邊緣側(cè)(65 到68)上的外部和邊緣接觸區(qū)域(1至36)是自由的。
17、 一種制造多個作為H-橋電路(42)的功率半導(dǎo)體模塊(41)的方法， 所述功率半導(dǎo)體模塊(41)具有四個功率半導(dǎo)體芯片(N1， N2, Pl， P2) 和半導(dǎo)體控制芯片(IC),該方法具有以下方法步驟io -制作具有多個功率半導(dǎo)體模塊位置的引線框架，三個大面積引線芯片 接觸區(qū)(43到4》和用于電源端(VS1 ， VS2)的兩個引線接觸區(qū)(46， 4乃以 及用于控制信號端的四個引線接觸區(qū)(76到79)被設(shè)置在這些功率半導(dǎo)#^ 塊位置，第一大面積引線芯片接觸區(qū)(43)提供用于第一半橋的作為下側(cè)開 關(guān)(58)的n型溝道功率半導(dǎo)體芯片(Nl)和作為上側(cè)開關(guān)(48)的P溝道功15率半導(dǎo)體芯片(Pl)，以及第二引線芯片接觸區(qū)(44)提供用于該H-橋電路的 第二半橋的功率半導(dǎo)體芯片(N2， P2),并且第三引線接觸區(qū)(45)提供用于 具有接地端(55)的半導(dǎo)體控制芯片(IC);-將所述功率半導(dǎo)體(Nl ， N2， Pl, P2)和半導(dǎo)體控制芯片(IC)應(yīng)用 于所提供的弓戰(zhàn)框架的大面積弓戰(zhàn)接觸區(qū)(43， 44);M -在所述半導(dǎo)體芯片(Nl， N2， Pl， P2， IC)的接觸區(qū)(51, 54-57) 和所述引線接觸區(qū)(46， 47)之間，以及在所述半導(dǎo)體芯片(N1, N2， Pl、 P2， IC)彼此之間的接觸區(qū)(51)之間，裝配連接元件(53， 61到64);-將所述功率半導(dǎo)體芯片(Nl， N2， Pl， P2)和所述連接元^(53， 61 到64)，以及該引線接觸區(qū)(43到47)封裝到塑料外殼部件中，同時，述25弓l線框架的引線端的外部接觸區(qū)域保持自由；-將該引線框架分離成單獨(dú)的功率半導(dǎo)#^塊(41)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，特征在于結(jié)構(gòu)化優(yōu)選為平面銅板的金屬 板，來制造引線框架。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，特征在于壓印該平面金屬板來進(jìn)行結(jié)構(gòu)30 化。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，特征在于對該平面金屬板進(jìn)行濕法或干 法蝕刻，以進(jìn)行結(jié)構(gòu)化。
21、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，特征在于為了制造引線框架，在輔助載 體上電沉積該弓I線框架結(jié)構(gòu)，并且隨后將該弓I線框架結(jié)構(gòu)從該輔助載體分
22、 根據(jù)權(quán)利要求17到21之一的方法，特征在于，在將所述功率半 導(dǎo)體芯片(Nl, N2， Pl P2)和半導(dǎo)體控制芯片(IC)應(yīng)用到所提供的大面積 引線芯片接觸區(qū)(43至45)的過程中，所述芯片被焊接或粘性接合在所述 弓戰(zhàn)接觸區(qū)(43到45)上。io
23、根據(jù)權(quán)利要求17到22之一的方法，特征在于，在該半導(dǎo)體控制 芯片(IC)的接觸區(qū)(51)和所述引線接觸區(qū)(45)之間、以及在該半導(dǎo)體控制 芯片(IC)的接觸區(qū)(51)和所述功率半導(dǎo)體芯片(N1， N2, Pl, P2)的接觸 區(qū)(51)之間裝配連接元件(53)的鵬中，制作接合導(dǎo)線連接(53)。
24、 根據(jù)權(quán)利要求17到23之一的方法，特征在于15 在所述功率半導(dǎo)體芯片(N1， N2， Pl ， P2)的接觸區(qū)(54至57)和 所述引線接觸區(qū)(45到47)之間裝配連接元件(61到64)的過程中，釆用多個 接合導(dǎo)線連接或接合夾，優(yōu)選接合帶(61到64)。
25、 根據(jù)權(quán)利要求17到24之一的方法，特征在于采用壓印方法將該 引線框架分離成單獨(dú)的功率半導(dǎo)體模塊(41)。20
26、根據(jù)權(quán)利要求17的方法，特征在于釆用蝕刻法將該引線框架分離 成單獨(dú)的功率半導(dǎo)體模塊(41)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有四個功率半導(dǎo)體芯片(N1，N2，P1，P2)和一半導(dǎo)體控制芯片(IC)的作為H橋電路(42)的功率半導(dǎo)體模塊(41)，及制造該功率半導(dǎo)體模塊(41)的方法。半導(dǎo)體芯片(N1，N2，P1，P2，IC)設(shè)置在一引線平面(80)的三個互相分離的大面積引線芯片接觸區(qū)(43到45)上。半導(dǎo)體控制芯片(IC)設(shè)置于在中央設(shè)置的引線芯片接觸區(qū)(45)上。作為下側(cè)開關(guān)(58，59)的n型溝道功率半導(dǎo)體芯片(N1，N2)以及作為上側(cè)開關(guān)(48，49)的P型溝道功率半導(dǎo)體芯片(P1，P2)在任何情況下都被設(shè)置在兩個側(cè)向設(shè)置的引線芯片接觸區(qū)(43，44)上。n型溝道功率半導(dǎo)體芯片(N1，N2)共同處于地電勢(50)且P型溝道功率半導(dǎo)體芯片(P1，P2)電連接到分開的電源電壓(VS1，VS2)。
文檔編號H01L21/60GK101114642SQ200710129219
公開日2008年1月30日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
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