本公開總體上涉及半導(dǎo)體裝置。更特別地,本公開涉及提供半導(dǎo)體裝置的改進(jìn)的熱和電性能的多個(gè)方面。
背景技術(shù):
半導(dǎo)體裝置可包括半導(dǎo)體芯片、包封本體以及電耦接至所述半導(dǎo)體芯片并從所述包封本體突出出來的電接觸元件。例如,半導(dǎo)體裝置可形成為通孔式裝置,其中,電接觸元件可形成為將插入通孔插座中的接觸引腳。替代地,半導(dǎo)體裝置也可形成為表面貼裝裝置,其中,電接觸元件可具有可附接至接觸表面的平坦的共面的下表面。設(shè)計(jì)半導(dǎo)體裝置可考慮到在裝置的運(yùn)行期間熱和電磁干擾的發(fā)生。必須不斷改善半導(dǎo)體裝置。特別地,改善半導(dǎo)體裝置的熱和電性能是令人期望的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面,提供了一種裝置,包括:載體;布置在所述載體的第一表面之上的半導(dǎo)體芯片;包封本體,所述包封本體包括六個(gè)側(cè)表面并且包封所述半導(dǎo)體芯片,其中,所述載體的與它的所述第一表面相反的第二表面從所述包封本體暴露;電接觸元件,所述電接觸元件電耦接至所述半導(dǎo)體芯片,并且僅穿過所述包封本體的在它的所有所述側(cè)表面中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面從所述包封本體突出出來;以及布置在所述載體的暴露的第二表面之上的電絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述電絕緣層包括二氧化硅、氟摻雜的二氧化硅、碳摻雜的二氧化硅、聚合物電介質(zhì)、氮化物、金屬氧化物中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述電絕緣層具有50微米至500微米的范圍內(nèi)的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述電絕緣層的背向所述載體的表面是暴露的。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述電絕緣層的暴露的表面被配置為耦接至散熱器。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述載體包括引線框架的芯片焊盤,所述電接觸元件包括所述引線框架的引線。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述電接觸元件的從所述包封本體突出出來的部分在朝所述裝置的安裝水平面的方向上彎曲。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述裝置被配置為使用表面貼裝技術(shù)或通孔技術(shù)安裝在接觸表面上。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面,提供了一種裝置,包括:載體;布置在所述載體的第一表面之上的第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片;包封本體,所述包封本體包括六個(gè)側(cè)表面并且包封所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片,其中,所述載體的與它的所述第一表面相反的第二表面從所述包封本體暴露;以及電接觸元件,所述電接觸元件電耦接至所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片中的至少一個(gè),并且僅穿過所述包封本體的在它的所有所述側(cè)表面中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面從所述包封本體突出出來。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,還包括:布置在所述載體的暴露的第二表面之上的電絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述電接觸元件包括:第一電接觸元件,所述第一電接觸元件布置在所述兩個(gè)相反的側(cè)表面中的第一側(cè)表面處并且與所述載體電絕緣;以及第二電接觸元件,所述第二電接觸元件布置在所述兩個(gè)相反的側(cè)表面中的第二側(cè)表面處并且與所述載體電絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述載體將所述第一半導(dǎo)體芯片與所述第二半導(dǎo)體芯片電耦接。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第一半導(dǎo)體芯片包括第一功率晶體管,所述第二半導(dǎo)體芯片包括第二功率晶體管,其中,所述載體將所述第一功率晶體管的第一漏極電極與所述第二功率晶體管的第二漏極電極電耦接。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第一電接觸元件電耦接至所述第一功率晶體管的第一源極電極和第一柵極電極,所述第二電接觸元件電耦接至所述第二功率晶體管的第二源極電極和第二柵極電極。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述載體包括第一子載體以及與所述第一子載體電絕緣的第二子載體。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第一半導(dǎo)體芯片包括布置在所述第一子載體之上的第一功率晶體管,所述第二半導(dǎo)體芯片包括布置在所述第二子載體之上的第二功率晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述電接觸元件包括:布置在所述兩個(gè)相反的側(cè)表面中的第一側(cè)表面處的第一電接觸元件,其中,所述第一電接觸元件包括電耦接至所述載體的電接觸元件以及與所述載體電絕緣的電接觸元件;以及布置在所述兩個(gè)相反的側(cè)表面中的第二側(cè)表面處的第二電接觸元件,其中,所述第二電接觸元件包括電耦接至所述載體的電接觸元件以及與所述載體電絕緣的電接觸元件。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第一電接觸元件電耦接至所述第一功率晶體管的第一源極電極、第一柵極電極和第一漏極電極,所述第二電接觸元件電耦接至所述第二功率晶體管的第二源極電極、第二柵極電極和第二漏極電極。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第一半導(dǎo)體芯片包括布置在所述第一子載體之上的功率晶體管,所述第二半導(dǎo)體芯片包括布置在所述第二子載體之上的二極管。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述電接觸元件包括:布置在所述兩個(gè)相反的側(cè)表面中的第一側(cè)表面處的第一電接觸元件,其中,所述第一電接觸元件電耦接至所述功率晶體管的源極電極和柵極電極;以及布置在所述兩個(gè)相反的側(cè)表面中的第二側(cè)表面處的第二電接觸元件,其中,所述第二電接觸元件電耦接至所述二極管的陽極和陰極。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面,提供了一種裝置,包括:載體;布置在所述載體的第一表面之上的第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片;包封本體,所述包封本體包括六個(gè)側(cè)表面并且包封所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片,其中,所述載體的與它的所述第一表面相反的第二表面從所述包封本體暴露;電接觸元件,所述電接觸元件電耦接至所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片,并且僅穿過所述包封本體的在它的所有所述側(cè)表面中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面從所述包封本體突出出來,其中,所述電接觸元件的從所述包封本體突出出來的部分在朝所述裝置的安裝水平面的方向上彎曲;以及布置在所述載體的暴露的第二表面之上的電絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面,提供了一種裝置,包括:載體;布置在所述載體的第一表面之上的半導(dǎo)體芯片;包封本體,所述包封本體包括六個(gè)側(cè)表面并且包封所述半導(dǎo)體芯片,其中,所述載體的與它的所述第一表面相反的第二表面從所述包封本體暴露;電接觸元件,所述電接觸元件電耦接至所述半導(dǎo)體芯片,并且僅穿過所述包封本體的在它的所有所述側(cè)表面中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面從所述包封本體突出出來;沉積在所述電接觸元件中的至少一個(gè)之上的第一材料;以及與所述第一材料不同的并且沉積在所述載體的暴露的第二表面之上的第二材料。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第一材料包括錫和錫合金中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第二材料是不可潤(rùn)濕的焊料。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第二材料包括金屬氧化物、酰亞胺、氮化物中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第二材料包括具有大于260℃的熔化溫度的金屬和金屬合金中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式,所述第二材料包括鎳、鎳磷、金、銀中的至少一種。
附圖說明
附圖被包括以提供對(duì)各方面的進(jìn)一步理解,并且被并入并構(gòu)成本說明書的一部分。所述附圖示出各方面并同描述一起起到解釋各方面的原理的作用。當(dāng)通過參照下文的詳細(xì)描述更好地理解其他方面和各方面的許多預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)時(shí),它們將被容易地領(lǐng)會(huì)。附圖中的各元件不一定相對(duì)彼此按比例繪制。相似的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的類似部分。
圖1包括圖1a和圖1b,其中,圖1a示意性地示出依照本公開的裝置100的俯視圖,圖1b示出裝置100的側(cè)剖視圖。
圖2示意性地示出依照本公開的裝置200的側(cè)剖視圖。
圖3示意性地示出依照本公開的裝置300的側(cè)剖視圖。
圖4包括圖4a和圖4b,其中,圖4a示意性地示出依照本公開的裝置400的俯視圖,圖4b示出裝置400的側(cè)剖視圖。
圖5包括圖5a和圖5b,其中,圖5a示意性地示出依照本公開的裝置500的俯視圖,圖5b示出裝置500的側(cè)剖視圖。
圖6包括圖6a和圖6b,其中,圖6a示意性地示出依照本公開的裝置600的俯視圖,圖6b示出裝置600的側(cè)剖視圖。
圖7示意性地示出依照本公開的裝置700的側(cè)剖視圖。
圖8示意性地示出依照本公開的裝置800的側(cè)剖視圖。
圖9示意性地示出依照本公開的裝置900的側(cè)剖視圖。
圖10示意性地示出用于依照本公開的裝置的冷卻技術(shù)方案1000的側(cè)剖視圖。
圖11示意性地示出用于依照本公開的裝置的冷卻技術(shù)方案1100的側(cè)剖視圖。
圖12示意性地示出用于依照本公開的裝置的冷卻技術(shù)方案1200的側(cè)剖視圖。
圖13示意性地示出依照本公開的裝置1300的側(cè)剖視圖。
圖14示意性地示出依照本公開的裝置1400的側(cè)剖視圖。
具體實(shí)施方式
在下文的詳細(xì)描述中,參考了附圖,在附圖中通過圖示的方式示出可實(shí)踐本公開的具體方面。在這點(diǎn)上,諸如“頂部”、“底部”、“前”、“后”、“上部”、“下部”等等的方向性術(shù)語可參照正被描述的附圖的取向來使用。因?yàn)樗枋龅难b置的部件可以多種不同取向放置,因此方向性術(shù)語可用于圖示的目的使用,而絕非是限制的目的。可使用其他方面并且在不背離本公開的原理的情況下可做出結(jié)構(gòu)或邏輯上的變化。因此下文的詳細(xì)描述不應(yīng)以限制的意義理解,本公開的原理由所附權(quán)利要求限定。
如本說明書中使用的術(shù)語“連接”、“耦接”、“電連接”和/或“電耦接”并不一定意味著各元件必須直接連接或耦接在一起??稍凇斑B接”、“耦接”“電連接”和/或“電耦接”的元件之間提供中間元件。
另外,對(duì)于例如在物體的表面“之上”形成的或位于表面“之上”的材料層中所使用的詞語“之上”可在本文中用來表示,所述材料層可“直接”位于(例如形成、沉積在等等)、例如直接接觸所述表面。對(duì)于例如在表面“之上”形成的或位于表面“之上”的材料層中所使用的詞語“之上”還可在本文中用來表示,所述材料層“非直接”位于(例如形成、沉積在等等)所述表面之上,從而例如有一個(gè)或一個(gè)以上的附加層布置在所述表面與所述材料層之間。
另外,在本文中可關(guān)于兩個(gè)或兩個(gè)以上的部件的相對(duì)取向使用詞語“垂直”和“平行”。應(yīng)當(dāng)理解,這些術(shù)語不一定意味著所指定的幾何關(guān)系以完美的幾何意義實(shí)現(xiàn)。相反,在這方面可能需要考慮所涉及的部件的制造公差。例如,如果半導(dǎo)體封裝體的包封材料的兩個(gè)表面被指定為彼此垂直(或平行),那么這些表面之間的實(shí)際角度可能以一個(gè)偏離值偏離于90(或0)度的精確值,所述偏離值可尤其與公差有關(guān),通常當(dāng)應(yīng)用用于制造由包封材料制成的殼體的技術(shù)時(shí)可能出現(xiàn)所述公差。
本文描述裝置以及用于制造裝置的方法。結(jié)合所描述的裝置做出的評(píng)論對(duì)于相應(yīng)的方法也可成立,反之亦然。例如,如果描述了裝置的具體部件,那么用于制造所述裝置的相應(yīng)方法可包括以合適的方式提供所述部件的步驟,即使附圖中沒有明確描述或示出這種步驟。此外,除非另有具體說明,否則本文描述的各種示例性方面的特征可彼此結(jié)合起來。
本文描述的裝置可包括可屬于不同類型的并且可通過不同技術(shù)制造的一個(gè)或一個(gè)以上的半導(dǎo)體芯片。通常,半導(dǎo)體芯片可包括集成的電路、電光電路或機(jī)電電路、無源器件等等。此外,集成的電路通??杀辉O(shè)計(jì)為邏輯集成電路、模擬集成電路、混合信號(hào)集成電路、功率集成電路、存儲(chǔ)器電路、集成無源裝置、微機(jī)電系統(tǒng)等等。半導(dǎo)體芯片無需由特定的半導(dǎo)體材料制造。在一個(gè)示例中,半導(dǎo)體芯片可由例如si等的元素半導(dǎo)體材料制成或包括例如si等的元素半導(dǎo)體材料。在另外的示例中,半導(dǎo)體芯片可由例如gan、sic、sige、gaas等的化合物半導(dǎo)體材料制成或包括例如gan、sic、sige、gaas等的化合物半導(dǎo)體材料。
半導(dǎo)體芯片可特別地包括一個(gè)或一個(gè)以上的功率半導(dǎo)體。通常,功率半導(dǎo)體芯片可被配置為二極管、功率mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor:金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、igbt(insulatedgatebipolartransistor:絕緣柵雙極型晶體管)、jfet(junctiongatefieldeffecttransistor:結(jié)柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、hemt(highelectronmobilitytransistor:高電子遷移率晶體管)、超結(jié)裝置、功率雙極晶體管等等。
半導(dǎo)體芯片可特別地具有垂直結(jié)構(gòu),即可將半導(dǎo)體芯片制造成使得電流可在與半導(dǎo)體芯片的主面大致垂直的方向上流動(dòng)。具有垂直結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片可在其兩個(gè)主面之上,即在其頂側(cè)和底側(cè)之上具有電極。特別地,功率半導(dǎo)體芯片可具有垂直結(jié)構(gòu),并且可具有布置在兩個(gè)主面之上的電極。在一個(gè)示例中,功率mosfet的源極電極和柵極電極可布置在一個(gè)面之上,而功率mosfet的漏極電極可布置在另一個(gè)面之上。在另外的示例中,功率hemt、pmos(p-channelmetaloxidesemiconductor:p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體)、nmos(n-channelmetaloxidesemiconductor:n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體)或上文詳述的示例性功率半導(dǎo)體中的一種可被配置為垂直功率半導(dǎo)體芯片。本公開也可應(yīng)用于具有橫向結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片,在具有橫向結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片中,電流可在與半導(dǎo)體芯片的主面大致平行的方向上流動(dòng)。具有橫向結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片可具有僅布置在其主面中的一個(gè)之上的電極。
特別地,可封裝半導(dǎo)體芯片。在這方面,如本文中使用的術(shù)語“半導(dǎo)體裝置”和“半導(dǎo)體封裝體”可互換使用。半導(dǎo)體封裝體可以是包括包封材料的半導(dǎo)體裝置,所述包封材料可至少部分地包封半導(dǎo)體裝置中的一個(gè)或一個(gè)以上的部件。
包封材料可以是電絕緣的,并且可形成包封本體。包封材料可包括環(huán)氧樹脂、玻璃纖維填充的環(huán)氧樹脂、玻璃纖維填充的聚合物、酰亞胺、填充或未填充的熱塑性聚合物材料、填充或未填充的硬質(zhì)塑料聚合物材料、填充或未填充的共混聚合物、熱固性材料、模制化合物、頂部包封材料、層合材料等等中的至少一種??墒褂酶鞣N技術(shù),例如壓縮成型、注射成型、粉末成型、液體成型、層合等等中的至少一種,利用包封材料包封裝置的部件。
包封本體可特別地具有由六個(gè)側(cè)表面形成的矩形體的形式,所述六個(gè)側(cè)表面由三對(duì)相反的側(cè)表面組成。一對(duì)側(cè)表面可具有相等的表面面積,其中,三對(duì)表面的三個(gè)面積可彼此不同或相同。特別地,包封本體的兩個(gè)相反的側(cè)表面可具有包封本體的所有側(cè)表面中最小的表面面積。本文描述的裝置可特別地包括電接觸元件(例如引線、引腳),所述電接觸元件電耦接至裝置的半導(dǎo)體芯片,并穿過包封本體的具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面從包封本體突出出來。
本文描述的裝置可包括載體,一個(gè)或一個(gè)以上的半導(dǎo)體芯片可布置在所述載體之上。裝置不限于包括單個(gè)載體或單件式載體,而是還可包括多個(gè)子載體或多件式載體。載體的覆蓋區(qū)可例如與將布置在載體之上的半導(dǎo)體芯片的數(shù)量和覆蓋區(qū)有關(guān)。載體的示例可以是芯片焊盤、包括芯片焊盤的引線框架或包括一個(gè)或一個(gè)以上的再分布層的陶瓷襯底。
在一個(gè)示例中,載體可包括引線框架,所述引線框架可被構(gòu)造使得可形成芯片焊盤(或芯片島)和引線(或引腳)。在制造裝置期間,芯片焊盤和引線可彼此連接。芯片焊盤和引線也可一體地制成。為在制造過程中分離一些芯片焊盤和引線,可通過連接結(jié)構(gòu)將芯片焊盤和引線彼此之間連接起來。這里,分離芯片焊盤和引線可通過機(jī)械鋸切、激光束、切割、沖壓、銑削、蝕刻等等中的至少一種來執(zhí)行。
特別地,引線框架可以是導(dǎo)電的。例如,引線框架可完全由金屬和/或金屬合金,尤其是由銅、銅合金、鎳、鐵鎳、鋁、鋁合金、鋼、不銹鋼等等中的至少一種制造。引線框架材料可包括微量的鐵、硫、氮化鐵等等。引線框架可鍍有例如銅、銀、鈀、金、鎳、鐵鎳和鎳磷中的至少一種的導(dǎo)電材料。在這種情況下,引線框架可被稱為“預(yù)鍍覆的引線框架”。盡管引線框架可以是導(dǎo)電的,但是引線框架的任意選擇的芯片焊盤可彼此之間電絕緣。
載體的載體部分可至少部分地由裝置的包封材料覆蓋。載體部分可被包封材料完全包圍,使得沒有載體部分的表面可從包封材料之外觸及到。另外的載體部分可至少部分地從包封材料暴露,使得可存在一個(gè)或一個(gè)以上的暴露的表面。例如,芯片焊盤的表面可從包封材料暴露,使得電絕緣層和/或散熱器可布置在暴露的表面之上。在相應(yīng)的裝置的運(yùn)行期間,由例如半導(dǎo)體芯片生成的熱可沿可從半導(dǎo)體芯片延伸至散熱器的路徑消散。
本文描述的裝置可包括多個(gè)電接觸元件,例如可以是引線框架的一部分的多個(gè)引線(或引腳)。所述多個(gè)電接觸元件可從裝置的包封材料突出出來,使得可建立裝置的內(nèi)部部件與外部部件之間的電連接。特別地,電接觸元件可穿過包封本體的在其所有側(cè)表面中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面從包封本體突出出來。引線可特別地彼此平行地從包封本體突出出來。各個(gè)引線之間的距離(或引線間距)可彼此相筒或不同。
本文描述的裝置可包括電絕緣層,所述電絕緣層可特別地布置在載體的暴露的表面之上。絕緣層的厚度可在約50微米至約500微米的范圍內(nèi),或者在包括在該范圍內(nèi)的任何子范圍內(nèi)。可通過應(yīng)用蝕刻、紫外線固化、氣相沉積、旋涂技術(shù)、印刷、光刻結(jié)構(gòu)化等等中的至少一種來形成絕緣材料。
電絕緣層可包括多孔材料。材料的孔隙率可被認(rèn)為是材料中空的空間,例如填充有空氣的空間的量的量度??紫堵士勺鳛榭盏目臻g相對(duì)于絕緣層的總體積的百分比給出。特別地,絕緣層的孔隙率可大于25%,更特別地大于50%,甚至更特別地大于60%。絕緣層可包括二氧化硅、氟摻雜的二氧化硅、碳摻雜的二氧化硅、聚合物電介質(zhì)、氮化物、金屬氧化物等等中的至少一種。
電絕緣層可在其介電常數(shù)εr和其熱導(dǎo)率λ方面滿足特定條件。在一個(gè)示例中,絕緣層的介電常數(shù)εr可低于3.5,更特別地低于3.0,更特別地低于2.0,甚至更特別地低于1.5。在另外的示例中,絕緣層的介電常數(shù)εr和熱導(dǎo)率λ可滿足:關(guān)系λ-1·εr<4.0w-1·m·k,更特別地,關(guān)系λ-1·εr<3.5w-1·m·k,更特別地,關(guān)系λ-1·εr<3.0w-1·m·k,更特別地,關(guān)系λ-1·εr<2.0w-1·m·k,甚至更特別地,關(guān)系λ-1·εr<1.0w-1·m·k。在又一另外的示例中,絕緣層的熱導(dǎo)率λ可大于0.7w-1·m·k,更特別地大于1.0w-1·m·k,甚至更特別地大于1.3w-1·m·k。
本文所描述的裝置可被配置為使用通孔技術(shù)或表面貼裝技術(shù)安裝在接觸表面上。根據(jù)通孔技術(shù)(tht:throughholetechnology),安裝tht裝置可涉及使用裝置的引線,所述引線插入至鉆于例如pcb中的孔(或通孔插座)中,并焊接至在相反側(cè)上的焊盤。根據(jù)表面貼裝技術(shù)(smt:surfacemounttechnology),裝置可直接安裝或放置在例如pcb的表面上。表面貼裝裝置(smd:surfacemountdevice)可特別地包括電接觸元件,所述電接觸元件可被形成為具有可附接至例如pcb的接觸表面的平坦的共面的下表面。
本文所描述的裝置可包括可沉積在上文所描述的一個(gè)或一個(gè)以上的電接觸元件之上的第一材料。特別地,第一材料可沉積在將電耦接至例如pcb的接觸表面的這種電接觸元件之上。例如,第一材料可包括或可由錫和錫合金中的至少一種制成。第一材料的熔化溫度可小于在回流焊接工藝期間可發(fā)生的(最大)溫度。在這方面,第一材料的熔化溫度可小于約260℃,使得第一材料可在回流焊接工藝期間熔化。第一材料可以提供良好的焊料潤(rùn)濕性。就是說,第一材料可被配置為例如在波峰焊接工藝期間向可施加至第一材料的焊接材料提供粘合力。
本文所描述的裝置可包括可特別地沉積在載體的暴露的表面之上的第二材料。所述第二材料可與沉積在一個(gè)或一個(gè)以上的電接觸元件之上的第一材料不同。
在第一種情況下,第二材料可包括或可由金屬和金屬合金中的至少一種制成。金屬或金屬合金可具有可大于在回流焊接工藝期間可出現(xiàn)的(最大)溫度的熔化溫度。在這方面,第二材料的熔化溫度可大于約260℃,使得第二材料不一定在回流焊接工藝期間熔化,而沉積在電接觸元件之上的第一材料可熔化。更特別地,第二材料的熔化溫度可大于300℃、400℃、500℃、600℃、700℃或800℃。在一個(gè)示例中,第二材料可包括具有厚度在約1微米至約10微米的范圍內(nèi)的鎳層和/或鎳磷層。這種ni-nip材料可具有例如約880℃的熔化溫度。在另外的示例中,第二材料可包括尤其是金和/或銀的貴重的金屬層,其具有在約0.5微米至約2或3微米范圍內(nèi)的厚度。包括金屬和/或金屬合金的第二材料可特別地用于smd裝置。
在第二種情況下,第二材料可以是不可潤(rùn)濕的焊料。就是說,第二材料可被配置為例如在波峰焊接工藝期間保持從可施加至第二材料的焊接材料暴露。在第一示例中,不可潤(rùn)濕材料的焊料可包括金屬氧化物或可由金屬氧化物制成。在這里,不可潤(rùn)濕材料的焊料可例如包括可具有厚度在約10納米至約100納米的范圍內(nèi)的氧化鎳層。在另外的示例中,不可潤(rùn)濕材料的焊料可包括可具有厚度在約1納米至約10納米的范圍內(nèi)的氧化鋁層。在又一個(gè)另外的示例中,不可潤(rùn)濕材料的焊料可包括可具有厚度在約80納米至約120納米的范圍內(nèi)的氧化銅層。不可潤(rùn)濕的金屬氧化物的焊料可特別地沉積在載體的暴露的表面之上,而相鄰的包封材料可保持不含金屬氧化物。在第二示例中,不可潤(rùn)濕材料的焊料可包括有機(jī)材料或可由有機(jī)材料制成。在這里,不可潤(rùn)濕材料的焊料可例如包括可具有厚度在約1微米至約10微米的范圍內(nèi)的酰亞胺層。在另外的示例中,不可潤(rùn)濕材料的焊料可包括可具有厚度在約10納米至約100納米的范圍內(nèi)的氮化物層。有機(jī)的不可潤(rùn)濕的材料可特別地沉積在載體的暴露的表面之上,并且可附加地覆蓋或不覆蓋相鄰的包封材料。不可潤(rùn)濕材料的焊料可特別地使用于tht裝置。
第二材料可進(jìn)一步地提供上文詳述的電絕緣層的一個(gè)或一個(gè)以上的性質(zhì)和目的。在一個(gè)示例中,第二材料可與電絕緣層一致。
圖1包括圖1a和圖1b,其中,圖1a示意性地示出依照本公開的裝置100的側(cè)剖視圖。圖1a的側(cè)剖視圖從由圖1b中示出的裝置100的俯視圖中的線a-a’所指的平面取得的。在圖1的示例中,為簡(jiǎn)單起見,以一般方式示出裝置100,其可包括另外的未被示出的部件。例如,裝置100可進(jìn)一步包括依照本公開的其他裝置的一個(gè)或一個(gè)以上的部件。
裝置100可包括載體11和布置在載體11的第一表面13.1之上的半導(dǎo)體芯片12。例如,載體11可以是引線框架的芯片焊盤,半導(dǎo)體芯片12可以是垂直功率半導(dǎo)體芯片。裝置100還可包括可包括六個(gè)側(cè)表面15.1至15.6的包封本體14。例如,可將六個(gè)側(cè)表面15.1至15.6布置成使得包封本體14(或裝置100)具有矩形體的形式。包封本體14可包封半導(dǎo)體芯片12。此外,包封本體14可至少部分地覆蓋載體11,其中,載體11的與它的第一表面13.1相反的第二表面13.2可從包封本體14暴露。裝置100還可包括電接觸元件16,其電耦接至半導(dǎo)體芯片12并僅穿過包封本體14的兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2從包封本體14突出出來。所述兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2可特別地在包封本體14的所有側(cè)表面15.1至15.6中具有最小的表面面積。例如,電接觸元件16可以是引線框架的一部分。裝置100還可包括布置在載體11的暴露的第二表面13.2之上的電絕緣層17。
裝置的六個(gè)側(cè)表面15.1至15.6可包括可具有所有側(cè)表面15.1至15.6中最大表面面積的兩個(gè)相反的主表面15.5和15.6。半導(dǎo)體芯片12可特別地位于包封本體14內(nèi),使得半導(dǎo)體芯片12的主表面可與兩個(gè)主表面15.5和15.6平行布置。半導(dǎo)體芯片12的主表面可特別地包括半導(dǎo)體芯片12的電接觸元件。
載體11的第二表面13.2和包封本體14的主表面15.5可布置在共同的平面內(nèi)。在圖1的示例中,載體11的整個(gè)第二表面13.2可從包封本體14暴露。然而,在另外的示例中,載體11的第二表面13.2中的僅僅一部分從包封本體14暴露。電絕緣層17可直接接觸載體11的暴露的部分。在這里,電絕緣層17的表面和載體11以及包封本體14中的至少一個(gè)表面可布置在共同的平面內(nèi)。電絕緣層17可沉積在包封本體14的整個(gè)主表面15.5之上或沉積在它的僅僅一部分之上。特別地,電絕緣層17可沉積在載體11的整個(gè)暴露的部分之上。
電絕緣層17可具有上文所述的性質(zhì)中的任意性質(zhì)。例如,電絕緣層17可包括二氧化硅、氟摻雜的二氧化硅、碳摻雜的二氧化硅、聚合物電介質(zhì)、氮化物、金屬氧化物中的至少一種。電絕緣層17的厚度可例如在50微米至500微米的范圍內(nèi)。特別地,電絕緣層17的背向載體11的表面18可以是平面的。表面18可從材料暴露,使得電絕緣層17的暴露的表面18可被配置為耦接或附接至散熱器(未示出)。在裝置100的運(yùn)行期間,由半導(dǎo)體芯片12產(chǎn)生的熱的主要部分可在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體芯片12的方向上經(jīng)由絕緣層17朝附接的散熱器消散。由于對(duì)裝置100的所選取的設(shè)計(jì),有可能在空間上將電路徑的方向與熱路徑的方向彼此分離。
在圖1a的示例中,電接觸元件16沿水平方向從包封本體14突出出來。然而,電接觸元件16也可在附加的方向上延伸。例如,電接觸元件16的沿水平方向從包封本體14突出出來的部分可附加地在朝裝置100的安裝水平面的方向上彎曲。在一個(gè)實(shí)施例中,電接觸元件16可以以下方式彎曲:裝置100可被配置為使用通孔技術(shù)或表面貼裝技術(shù)被安裝在例如pcb的接觸表面上。
圖2示意性地示出依照本公開的裝置200的側(cè)剖視圖。裝置200可與圖1的裝置100至少部分地類似,從而結(jié)合圖1做出的評(píng)論對(duì)于圖2也可成立。例如,裝置200的俯視圖可類似于圖1b的俯視圖。裝置200還可包括依照本公開的其他裝置的一個(gè)或一個(gè)以上的部件。
裝置200可包括載體11以及布置在載體11的第一表面13.1之上的第一半導(dǎo)體芯片12.1和第二半導(dǎo)體芯片12.2。在圖2的示例中,半導(dǎo)體芯片12.1和12.2布置在單個(gè)載體11之上。然而,在另外的示例中,半導(dǎo)體芯片12.1和12.2還可布置在多個(gè)子載體之上。裝置200還可包括包封本體14,所述包封本體14可包括六個(gè)側(cè)表面15.1至15.6并包封第一半導(dǎo)體芯片12.1和第二半導(dǎo)體芯片12.2。載體11的與它的第一表面13.1相反的第二表面13.2可從包封本體14暴露。裝置200還可包括電接觸元件16,其可電耦接至第一半導(dǎo)體芯片12.1和第二半導(dǎo)體芯片12.2中的至少一個(gè)。電接觸元件16可僅穿過包封本體14的兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2從包封本體14突出出來。相反的側(cè)表面15.1和15.2在包封本體14的所有側(cè)表面15.1至15.6中可具有最小表面面積。
圖3示意性地示出依照本公開的裝置300的側(cè)剖視圖。裝置300可至少部分地類似于裝置100和裝置200,從而結(jié)合圖1和圖2做出的評(píng)論對(duì)于圖3也可成立。例如,裝置300的俯視圖可類似于圖1b的俯視圖。裝置300還可包括依照本公開的其他裝置的一個(gè)或一個(gè)以上的部件。
裝置300可包括載體11以及布置在載體11的第一表面13.1之上的第一半導(dǎo)體芯片12.1和第二半導(dǎo)體芯片12.2。在圖3的示例中,半導(dǎo)體芯片12.1和12.2布置在單個(gè)載體11之上。然而,在另外的示例中,半導(dǎo)體芯片12.1和12.2還可布置在多個(gè)子載體之上。裝置300還可包括包封本體14,所述包封本體14可包括六個(gè)側(cè)表面15.1至15.6,并包封第一半導(dǎo)體芯片12.1和第二半導(dǎo)體芯片12.2。載體11的與它的第一表面13.1相反的第二表面13.2可從包封本體14暴露。裝置300還可包括電接觸元件16,其電耦接至第一半導(dǎo)體芯片12.1和第二半導(dǎo)體芯片12.2,并僅穿過包封本體14的兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2從包封本體14突出出來。兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2在包封本體14的所有側(cè)表面15.1至15.6中可具有最小表面面積。電接觸元件16的從包封本體14突出出來的部分可在朝裝置300的安裝水平面的方向上彎曲。在這方面,裝置300可被配置為tht裝置或smd裝置,其中,圖3的示例可特別地代表tht裝置。裝置300還可包括可布置在載體11的暴露的第二表面13.2之上的電絕緣層17。裝置300的安裝水平面可位于與電絕緣層17相反的位置。
圖4包括圖4a和圖4b,其中,圖4a示意性地示出依照本公開的裝置400的俯視圖,圖4b示出沿平面(參見線a-a’)取得的裝置400的側(cè)剖視圖。裝置400可被視為對(duì)裝置100至300的更詳細(xì)的實(shí)施,從而下文所述的裝置400的細(xì)節(jié)可同樣地應(yīng)用于裝置100至300。
裝置400可包括引線框架,所述引線框架可具有可形成為分離的部分的第一芯片焊盤11.1和第二芯片焊盤11.2。此外,引線框架可包括引線或引腳形式的電接觸元件。第一半導(dǎo)體芯片12.1可布置在第一芯片焊盤11.1的第一表面13.1之上,第二半導(dǎo)體芯片12.2可布置在第二芯片焊盤11.2的第一表面13.1之上。裝置400還可包括可至少部分地覆蓋半導(dǎo)體芯片12.1、12.2、芯片焊盤11.1、11.2以及引線16的包封本體14。裝置400還可包括布置在芯片焊盤11.1、11.2以及包封本體14之上的電絕緣層17。裝置400還可包括可具有圖4的示例中的導(dǎo)線形式的多個(gè)內(nèi)部電連接元件。然而,圖4中的導(dǎo)線也可由合適的其他電連接元件,例如夾或?qū)Ь€與夾的組合來替代。
在圖4的示例中,第一半導(dǎo)體芯片12.1可包括例如功率mosfet的功率晶體管。功率mosfet12.1可包括漏極電極,所述漏極電極可面向第一芯片焊盤11.1的第一表面13.1并電耦接至第一芯片焊盤11.1。功率mosfet12.1還可包括源極電極,所述源極電極可布置在功率mosfet12.1的背向第一芯片焊盤11.1的表面之上。源極電極可電耦接至圖4的示例中的三個(gè)源極引線“s”。然而,另外的示例可包括任意其他隨機(jī)數(shù)量的源極引線。在圖4的示例中,源極電極與源極引線“s”之間的電連接可由導(dǎo)線(或結(jié)合線)提供。例如,源極導(dǎo)線可包括鋁和銅中的至少一種。源極導(dǎo)線的厚度可在約240微米至約260微米的范圍內(nèi)。功率mosfet12.1還可包括布置在功率mosfet12.1的背向第一芯片焊盤11.1的表面之上的柵極電極。所述柵極電極可電耦接至柵極引線“g”??赏ㄟ^導(dǎo)線提供柵極電極與柵極引線“g”之間的電連接。合適的柵極導(dǎo)線可包括鋁和銅中的至少一種。柵極導(dǎo)線的厚度可在約70微米至約80微米的范圍內(nèi)。功率mosfet12.1還可包括可布置在功率mosfet12.1的背向第一芯片焊盤11.1的表面之上的感測(cè)信號(hào)電極。所述感測(cè)信號(hào)電極可被配置用來提供可基于半導(dǎo)體芯片12.1和12.2中的至少一個(gè)的物理參數(shù)(或物理量或物理量值)的感測(cè)信號(hào)。在這方面,感測(cè)信號(hào)可例如代表源極電極的電位。感測(cè)信號(hào)電極可電耦接至感測(cè)信號(hào)引線“ss”??赏ㄟ^導(dǎo)線提供感測(cè)信號(hào)電極與感測(cè)信號(hào)引線“ss”之間的電連接,其中,所述感測(cè)信號(hào)導(dǎo)線可類似于柵極導(dǎo)線。
在圖4的示例中,第二半導(dǎo)體芯片12.2可包括可由化合物半導(dǎo)體材料,例如碳化硅制成的二極管。所述二極管12.2可包括可布置在二極管12.2的背向第二芯片焊盤11.2的表面之上的陽極電極。所述陽極電極可電耦接至第一芯片焊盤11.1,并因此電耦接至功率mosfet12.1的漏極電極。此外,陽極電極可電耦接至引線“(d)漏極/(a)陽極”。圖4的示例中,可通過可與前文所述的源極導(dǎo)線類似的導(dǎo)線來提供陽極電極與第一芯片焊盤11.1以及與d/a引線之間的電連接。二極管12.2還可包括陰極電極,所述陰極電極可面向第二芯片焊盤11.2的第一表面13.1,并可電耦接至第二芯片焊盤11.2。第二芯片焊盤11.2以及因此陰極電極可電耦接至陰極引線“c”??赏ㄟ^與陽極導(dǎo)線類似的陰極導(dǎo)線來提供第二芯片焊盤11.2與陰極引線“c”之間的電連接。
可特別地選擇裝置400的部件和電連接的設(shè)計(jì),使得功率mosfet12.1和二極管12.2可被配置為作為功率因數(shù)校正電路運(yùn)行。
類似于前述示例,裝置400的包封本體14可包括六個(gè)側(cè)表面,其可形成具有由“x”、“y”、“z”表示的邊長(zhǎng)的矩形體。在特定示例中,包封本體14的邊長(zhǎng)(x;y;z)可具有值(21mm;6.5mm;2.3mm)。在另外的特定示例中,包封本體14的邊長(zhǎng)(x;y;z)可具有值(50mm;10mm;4.5mm)。在又一個(gè)另外的特定示例中,包封本體14的邊長(zhǎng)(x;y;z)可具有值(100mm;20mm;10mm)。在給定的特定示例的每個(gè)中,邊長(zhǎng)(x;y;z)的值中的一個(gè)或一個(gè)以上可偏離高達(dá)約±15%。對(duì)裝置400所討論的尺寸還可應(yīng)用于依照本公開的其他裝置中的任意裝置。
引線16可僅穿過包封本體14的在其所有側(cè)表面中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2從包封本體14突出出來。在圖4的示例中,引線16可彎曲,使得裝置400可被配置為使用表面貼裝技術(shù)安裝在接觸表面上。在這方面,引線16可首先在水平方向上延伸出包封本體14,然后可以它們的下表面共面的方式彎曲,使得裝置400可用作表面貼裝裝置。在圖4的示例中,引線16可具有從包封本體14突出出來的第一大致水平的部分、朝裝置400的安裝水平面延伸的第二(例如大致垂直的)部分以及包括下共面表面的第三大致水平的部分。引線16的彎曲可以是光滑的,使得引線16可不必包括尖銳邊緣,而是可具有翼的形式。在另外的示例中,引線16可如圖3中示出的那樣彎曲,使得裝置400可被配置為使用通孔技術(shù)安裝在接觸表面上。
可用裝置400的引線16將其安裝在用戶的應(yīng)用裝置上,諸如例如pcb(未示出)上。如可從圖4看出的,引線16可在朝可能的pcb而遠(yuǎn)離電絕緣層17以及可能布置在電絕緣層17上的散熱器(未示出)的方向上彎曲。由于裝置400的設(shè)計(jì),因此散熱器和pcb可布置在半導(dǎo)體封裝體400的相反的主表面上。
芯片焊盤11.1和11.2的第二表面13.2可從包封本體14暴露。電絕緣層17可布置在芯片焊盤11.1和11.2的暴露的部分之上。在圖4的示例中,電絕緣層17可延伸超過包封本體14的上表面的輪廓。在另外的示例中,電絕緣層17的表面面積可等于或小于包封本體14的上表面的表面面積。電絕緣層17不限于熱耦合至僅僅一個(gè)裝置或半導(dǎo)體封裝體,而是還可在多個(gè)半導(dǎo)體封裝體的多個(gè)暴露的芯片焊盤之上延伸。
圖5包括圖5a和圖5b,其中,圖5a示意性地示出依照本公開的裝置500的俯視圖,圖5b示出沿平面(參見線a-a’)取得的裝置500的側(cè)剖視圖。裝置500可被視為對(duì)裝置100至300的更加詳細(xì)的實(shí)施,從而下文所描述的裝置500的細(xì)節(jié)可同樣應(yīng)用于裝置100至300。
裝置500可包括引線框架,其可具有芯片焊盤11和成引線或引腳形式的電接觸元件16。芯片焊盤11可整體形成為僅一個(gè)部件,而另外的示例還可包括附加的芯片焊盤。第一半導(dǎo)體芯片12.1和第二半導(dǎo)體芯片12.2可布置在芯片焊盤11的第一表面13.1之上。裝置500還可包括可至少部分地覆蓋半導(dǎo)體芯片12.1和12.2、芯片焊盤11以及引線16的包封本體14。裝置500還可包括布置在芯片焊盤11和包封本體14之上的電絕緣層17。裝置500還可包括可具有圖5的示例中的導(dǎo)線的形式的多個(gè)內(nèi)部電連接元件。然而,圖5中的導(dǎo)線也可由合適的其他電連接元件,例如夾或?qū)Ь€與夾的組合來替代。
在圖5的示例中,第一半導(dǎo)體芯片12.1可包括第一功率晶體管,例如第一功率mosfet。第一功率mosfet12.1可包括漏極電極,所述漏極電極可面向芯片焊盤11的第一表面13.1并可電耦接至芯片焊盤11。第一功率mosfet12.1還可包括源極電極、柵極電極以及可布置在第一功率mosfet12.1的背向芯片焊盤11的表面之上的感測(cè)信號(hào)電極??赏ㄟ^可類似于結(jié)合圖4描述的各個(gè)導(dǎo)線的導(dǎo)線來提供這些電極與相關(guān)聯(lián)的引線“s-1”、“g-1”和“ss-1”之間的電連接。引線“s-1”、“g-1”和“ss-1”可布置在包封本體14的在其所有側(cè)表面中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2中的第一側(cè)表面15.1處。引線“s-1”、“g-1”和“ss-1”可與芯片焊盤11電絕緣。
在圖5的示例中,第二半導(dǎo)體芯片12.2可包括第二功率晶體管,例如第二功率mosfet。第二功率mosfet12.2可類似于第一功率mosfet12.1,并且可以類似的方式布置。第二功率mosfet12.2的電極可電耦接至相應(yīng)的引線“s-2”、“g-2”和“ss-2”,所述引線“s-2”、“g-2”和“ss-2”可布置在包封本體14的兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2中的第二側(cè)表面15.2處。引線“s-2”、“g-2”和“ss-2”可與芯片焊盤11電絕緣。芯片焊盤11可將第一功率mosfet12.1與第二功率mosfet12.2電耦接。特別地,可通過芯片焊盤11將第一功率mosfet12.1的漏極電極與第二功率mosfet12.2的漏極電極電耦接。
裝置500的包封本體14、引線16以及電絕緣層17可類似于圖4中示出的裝置400的相應(yīng)部件,從而結(jié)合圖4做出的評(píng)論對(duì)于圖5也可成立。
可特別地選擇裝置500的部件和電連接的設(shè)計(jì),使得第一功率mosfet12.1和第二功率mosfet12.2可被配置為作為雙向開關(guān)運(yùn)行。
圖6包括圖6a和圖6b,其中,圖6a示意性地示出依照本公開的裝置600的俯視圖,圖6b示出沿平面(參見線a-a’)取得的裝置600的側(cè)剖視圖。裝置600可被視為對(duì)裝置100至300的更加詳細(xì)的實(shí)施,從而下文描述的裝置600的細(xì)節(jié)可同樣應(yīng)用于裝置100至300。
裝置600可包括可具有第一芯片焊盤11.1和第二芯片焊盤11.2的引線框架。在圖6的示例中,芯片焊盤11.1和11.2可形成為分離的部件。此外,引線框架可包括成引線或引腳形式的電接觸元件16。第一半導(dǎo)體芯片12.1可布置在第一芯片焊盤11.1的第一表面13.1之上,第二半導(dǎo)體芯片12.2可布置在第二芯片焊盤11.2的第一表面13.1之上。裝置600還可包括可至少部分地覆蓋半導(dǎo)體芯片12.1、12.2、芯片焊盤11.1、11.2以及引線16的包封本體14。裝置600還可包括布置在包封本體14之上的電絕緣層17。在圖6的示例中,可具有成導(dǎo)線的形式的多個(gè)內(nèi)部電連接元件可布置在裝置600中。然而,圖6中的導(dǎo)線也可由合適的其他電連接元件,例如夾或?qū)Ь€與夾的組合來替代。
在圖6的示例中,第一半導(dǎo)體芯片12.1可包括第一功率晶體管,例如第一功率mosfet。第一功率mosfet12.1可包括漏極電極,所述漏極電極可面向第一芯片焊盤11.1的第一表面13.1,并且可電耦接至第一芯片焊盤11.1。此外,第一功率mosfet12.1可包括可布置在第一功率mosfet12.1的背向第一芯片焊盤11.1的表面之上的柵極電極和源極電極。第一功率mosfet12.1的電極可電耦接至相應(yīng)的引線“g-1”、“s-1”和“d-1”。引線“g-1”和“s-1”可與第一芯片焊盤11.1電絕緣,而引線“d-1”可與第一芯片焊盤11.1整體形成,因此可電耦接至芯片焊盤11.1。在圖6的示例中,可通過導(dǎo)線來提供源極電極與源極引線“s-1”之間的電連接。例如,所述導(dǎo)線可包括鋁和銅中的至少一種。源極導(dǎo)線的厚度可在約340微米至約360微米的范圍內(nèi)。可通過類似于裝置400的柵極導(dǎo)線的導(dǎo)線來提供柵極電極與柵極引線“g-1”之間的電連接。
在圖6的示例中,第二半導(dǎo)體芯片12.2可包括第二功率晶體管,例如第二功率mosfet。第二功率mosfet12.2可類似于第一功率mosfet12.1,并且可以類似的方式布置。第二功率mosfet12.2的電極可電耦接至相應(yīng)的引線“g-2”、“s-2”和“d-2”。此外,第二功率mosfet12.2的源極電極可通過可類似于源極導(dǎo)線的導(dǎo)線電耦接至第一芯片焊盤11.1,并因此電耦接至第一功率mosfet12.1的漏極電極。
裝置600的包封本體14、引線16和電絕緣層17可與圖4和圖5中示出的裝置400和500的相應(yīng)部件類似,從而結(jié)合圖4和圖5做出的評(píng)論對(duì)于圖6也可成立。
可特別地選擇裝置600的部件和電連接的設(shè)計(jì),使得第一功率mosfet12.1和第二功率mosfet12.2可被配置為作為半橋電路運(yùn)行。在這里,第一功率mosfet12.1和第二功率mosfet12.2中的每一個(gè)可作為半橋電路的開關(guān)運(yùn)行。
圖7示意性地示出依照本公開的裝置700的側(cè)剖視圖。裝置700可包括引線框架,其可包括芯片焊盤11和多個(gè)引線16。半導(dǎo)體芯片12可布置在芯片焊盤11之上,并且可通過電連接元件21電耦接至引線16。裝置700還可包括可至少部分地覆蓋半導(dǎo)體芯片12、芯片焊盤11以及引線16的包封本體14。此外,裝置700可包括布置在芯片焊盤11和包封本體14之上的電絕緣層17。裝置700可安裝在pcb19上,散熱器20可附接至裝置700。pcb19和/或散熱器20可被看作為或者不被看作為裝置700的一部分。
在圖7的示例中,半導(dǎo)體芯片12可包括功率晶體管,例如功率mosfet。功率mosfet12可包括可面向芯片焊盤11的漏極電極,以及可布置在功率mosfet12的背向芯片焊盤11的表面之上的柵極電極和源極電極。功率mosfet12的電極可電耦接至相應(yīng)的引線16,所述引線16可僅穿過包封本體14的在其所有側(cè)表面中具有最小表面面積的側(cè)表面15從包封本體14突出出來。在這方面,包封本體14可成形為類似于先前描述的示例。在圖7的示例中,引線16從包封本體14的右側(cè)表面15突出出來,并且可形成類似于圖4至圖6中的引線16,使得可特別地使用表面貼裝技術(shù)將裝置700安裝至pcb19。在另外的示例中,引線16可例如形成如圖3中示出的那樣,使得裝置700可被配置為使用通孔技術(shù)被安裝至pcb19。
圖8示意性地示出依照本公開的裝置800的側(cè)剖視圖。裝置800可至少部分地與圖7的裝置700類似,并且可包括類似的部件。特別地,裝置700和800可包括類似的電路,因此可被配置為以類似的方式運(yùn)行。
例如,裝置800可與圖7的裝置700有如下不同。首先,引線16可穿過包封本體14的在其所有側(cè)表面中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2從包封本體14突出出來。第二,內(nèi)部電連接中的至少一個(gè)不是通過導(dǎo)線提供,而是通過一個(gè)或一個(gè)以上的夾22提供。由半導(dǎo)體芯片12產(chǎn)生的熱除在朝散熱器20的方向上消散以外,熱還可通過夾22在朝pcb19的方向上消散。
圖9示意性地示出依照本公開的裝置900的側(cè)剖視圖。裝置900可至少部分地類似于圖8的裝置800,并可包括類似的部件。特別地,裝置800和900可包括類似的電路,因此可被配置為以類似的方式運(yùn)行。
例如,裝置900可與圖8的裝置800有如下不同。首先,相較于圖8,夾22和芯片焊盤11的位置可互換。就是說,芯片焊盤11可布置在包封本體14的面向pcb19的下側(cè)處,夾22可布置在包封本體14的面向散熱器20的上側(cè)處。第二,圖9中,電絕緣層17可布置在夾22的暴露的部分之上,而不是如圖8中那樣布置在芯片焊盤11的暴露的部分之上。在一個(gè)示例中,電絕緣層17可完全覆蓋夾22的暴露的部分。與圖8類似,由半導(dǎo)體芯片12產(chǎn)生的熱可在向上和向下的方向上消散。
圖10至圖12示意性地示出可應(yīng)用于依照本公開的裝置的冷卻技術(shù)方案1000至1200的側(cè)剖視圖。
圖10的冷卻技術(shù)方案1000可包括多個(gè)裝置30,所述多個(gè)裝置30中的每個(gè)可類似于本文所描述的依照本公開的裝置中的任意裝置??衫缤ㄟ^使用表面貼裝技術(shù)將裝置30安裝在pcb19的上表面之上。此外,電絕緣層17可以如前述那樣的方式布置在裝置30的上表面之上。u形散熱器20可布置在電絕緣層17的上表面之上。例如,冷卻技術(shù)方案1000可應(yīng)用于電信領(lǐng)域。
圖11的冷卻技術(shù)方案1100可包括多個(gè)裝置30,所述多個(gè)裝置30中的每個(gè)可類似于本文所描述的依照本公開的裝置中的任意裝置??衫缤ㄟ^使用表面貼裝技術(shù)將裝置30安裝在pcb19的下表面之上。另外,電絕緣層17可以如前述那樣的方式布置在裝置30的下表面之上。散熱器20可布置在電絕緣層17的下表面之上。例如,冷卻技術(shù)方案1100可應(yīng)用于電信或汽車電子領(lǐng)域。在汽車電子中,散熱器20可例如為底盤的一部分。
圖12的冷卻技術(shù)方案1200可包括多個(gè)裝置30,所述多個(gè)裝置30中的每個(gè)可類似于本文所描述的依照本公開的裝置中的任意裝置??衫缤ㄟ^使用通孔技術(shù)將裝置30安裝在pcb19的上表面之上。另外,電絕緣層17可以如前述那樣的方式布置在裝置30的上表面之上。散熱器20可布置在電絕緣層17的上表面之上。例如,冷卻技術(shù)方案1200可應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域。
圖13示意性地示出依照本公開的裝置1300的側(cè)剖視圖。裝置1300還可包括依照本公開的其他裝置的一個(gè)或一個(gè)以上的部件。裝置1300的俯視圖可類似于圖1b中的裝置100的俯視圖。
裝置1300可包括載體11和布置在載體11的第一表面13.1之上的半導(dǎo)體芯片12。裝置1300還可包括包封本體14,其可包括六個(gè)側(cè)表面15.1至15.6并且可包封半導(dǎo)體芯片12。上文已經(jīng)描述了包封本體14的可能的形式。載體11的與它的第一表面13.1相反的第二表面13.2可從包封本體14暴露。裝置1300還可包括電接觸元件16,其電耦接至半導(dǎo)體芯片12,并且僅穿過包封本體14的在其所有側(cè)表面15.1至15.6中具有最小表面面積的兩個(gè)相反的側(cè)表面15.1和15.2從包封本體14突出出來。裝置1300還可包括沉積在電接觸元件16中的至少一個(gè)之上的第一材料23。裝置1300還可包括第二材料24,其可與第一材料23不同并且可沉積在載體11的暴露的第二表面13.2之上。
裝置1300可至少部分地類似于圖1的裝置100,從而結(jié)合圖1做出的評(píng)論對(duì)于裝置1300也可成立。相較于圖1,裝置1300可能不一定包括電絕緣層17,但可包括第一材料23和第二材料24。
第一材料23可包括錫和錫合金中的至少一種。特別地,第一材料23可沉積在這種將電耦接至接觸表面,例如pcb(未示出)的電接觸元件16之上。在圖13的示例中,第一材料23可沉積在電接觸元件16的整個(gè)表面之上。然而,在另外的示例中,第一材料23可僅沉積在電接觸元件16的所選取的部分之上,例如電接觸元件16的上表面和/或下表面之上。
第二材料24可被配置成用來保護(hù)裝置1300的頂側(cè),尤其是用來保護(hù)載體11的暴露的第二表面13.2。在圖13的示例中,第二材料24可覆蓋裝置1300的整個(gè)上表面,即載體11的暴露的第二表面13.2以及包封本體14的上主表面15.5。然而,在另外的示例中,第二材料24可僅覆蓋載體11的暴露的第二表面13.2并選擇性地覆蓋包封本體14的部分上主表面15.5。在第一示例中,第二材料24可以是不可潤(rùn)濕的焊料,使得載體11的暴露的第二表面13.2可保持沒有可例如在波峰焊接工藝中使用的焊接材料。在第二示例中,第二材料24可具有可大于在回流焊接工藝期間可出現(xiàn)的(最大)溫度的熔化溫度,使得第二材料24可在回流焊接工藝期間不一定熔化。
裝置1300還可包括可布置在第二材料24的背向載體11的表面25之上的散熱器(未示出)。在這里,可選的導(dǎo)熱油脂可設(shè)置在第二材料24與散熱器之間??刹煌谘b置1300的傳統(tǒng)裝置可能不一定包括第二材料24,而是包括布置在載體11的暴露的第二表面13.2之上的錫層。所述錫層可在例如回流焊接工藝期間熔化,其中,該熔化的錫層可提供上面安裝散熱器的非平坦的表面。這可能導(dǎo)致沿著裝置的上表面與安裝在上表面上的散熱器之間的交界面的間隙,使得可減少產(chǎn)生的熱的熱消散。由于對(duì)依照本公開的第二材料24的這種布置,載體11的暴露的第二表面13.2可保持沒有任何錫或焊料。因此,在裝置1300的上表面與安裝在上表面上的散熱器之間不會(huì)出現(xiàn)間隙,從而可獲得所產(chǎn)生的熱量的增加的熱消散。
在另外的示例中,第一材料23和第二材料24可使用于可與圖1至圖12中的裝置中的任意裝置相類似的裝置中。舉例來說,圖14示意性地示出依照本公開的裝置1400的側(cè)剖視圖,其類似于圖5的裝置500并包括第一材料23和第二材料24。結(jié)合圖5和圖13做出的評(píng)論因此對(duì)于裝置1400也可成立。
盡管可能已經(jīng)參看多個(gè)實(shí)施方式中的僅僅一個(gè)來公開本公開的特定特征或方面,然而,對(duì)于任意給定或特定的應(yīng)用而言可能令人期望和有利的是,這種特征或方面可與其他實(shí)施方式的一個(gè)或一個(gè)以上的其他特征或方面相結(jié)合。另外,就術(shù)語“包含”、“具有”、“帶有”或它們的其他變體使用于具體實(shí)施方式或權(quán)利要求中而言,這種術(shù)語以類似術(shù)語“包括”的方式旨在于表示包括性的。另外,術(shù)語“示例性的”僅意味著示例,而不是最佳的或最優(yōu)的。還應(yīng)當(dāng)理解的是,為了簡(jiǎn)化和易于理解的目的,以相對(duì)于彼此的特定尺寸來示出本文所示的特征和/或元件,而實(shí)際尺寸可與本文所示的特定尺寸明顯不同。
盡管本文已經(jīng)示出并描述了具體方面,但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到,在不背離本公開的原理的情況下,各種替代和/或等同實(shí)施方式可替代所示出和描述的具體方面。本申請(qǐng)旨在涵蓋本文所討論的具體方面的任何修改或變化。因此,本公開旨在于僅由權(quán)利要求及其等同方案限制。