本申請(qǐng)案大體來(lái)說(shuō)涉及用于集成電路裝置的冷卻封裝，且特定來(lái)說(shuō)涉及用于雙面雙向結(jié)型晶體管的雙面冷卻封裝。

背景技術(shù)：

1、德克薩斯州奧斯汀(austin,texas)的理想功率公司(ideal?power?inc.)作為本申請(qǐng)案的受讓人擁有第9,029,909號(hào)、第9,059,710號(hào)及第9,035,350號(hào)美國(guó)專利。那些專利公開(kāi)了具有個(gè)別雙面雙向功率開(kāi)關(guān)的雙面雙向結(jié)型晶體管。此類產(chǎn)品提供優(yōu)于常規(guī)功率半導(dǎo)體的實(shí)質(zhì)性能改善，例如低接通狀態(tài)集電極-發(fā)射極電壓降(vceon)、無(wú)振蕩關(guān)斷，及超低開(kāi)關(guān)損耗。

2、在晶片制作完成之后，產(chǎn)品需要被封裝以使其可用作離散功率裝置、共同包裝的功率裝置，或多芯片功率模塊。對(duì)于此類型的產(chǎn)品，例如to、觸發(fā)器等的傳統(tǒng)封裝作用不佳。因此，冷卻封裝的改善持續(xù)受到關(guān)注。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、公開(kāi)了用于雙面雙向結(jié)型晶體管的雙面冷卻封裝的系統(tǒng)、方法及設(shè)備的實(shí)施例。舉例來(lái)說(shuō)，一種用于雙面芯片的冷卻封裝可包含具有個(gè)別雙面雙向功率開(kāi)關(guān)的雙面雙向結(jié)型晶體管芯片(統(tǒng)稱為，雙面晶體管組合件(dsta))。所述dsta可夾置于散熱片之間。在一些版本中，每一散熱片可包含直接鍍敷銅(dpc)結(jié)構(gòu)、直接銅接合(dcb)結(jié)構(gòu)或直接鋁接合(dab)結(jié)構(gòu)。另外，每一散熱片可具有位于襯底上的對(duì)置的第一與第二銅層，及從相應(yīng)第二銅層穿過(guò)每一襯底中的通孔延伸到所述冷卻封裝的外部的銅接點(diǎn)。

2、在其它實(shí)施例中，一種焊接晶體管的方法可包含提供雙面雙向結(jié)型晶體管芯片或雙面晶體管組合件(dsta)；將所述dsta安裝于裸片中；將燒結(jié)ag印刷于所述dsta的第一側(cè)接墊上；對(duì)準(zhǔn)第一散熱片的第一側(cè)層以匹配所述dsta上的所述第一側(cè)接墊的圖案；燒結(jié)所述燒結(jié)ag以將所述燒結(jié)ag轉(zhuǎn)化為純ag；及然后倒置所述裸片且在所述dsta的第二側(cè)接墊以及第二散熱片上重復(fù)這些步驟。

技術(shù)特征：

1.一種用于雙面芯片的冷卻封裝，所述冷卻封裝包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述冷卻封裝包括離散功率裝置、共同包裝的功率裝置或多芯片功率模塊中的一者。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其進(jìn)一步包括與所述dsta相同的第二dsta，所述第二dsta與所述dsta并排封裝且?jiàn)A置于所述散熱片之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其進(jìn)一步包括與所述dsta相同的第二、第三及第四dsta，所述第二、第三及第四dsta與所述dsta并排封裝且?jiàn)A置于所述散熱片之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述dsta在兩側(cè)上是對(duì)稱的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其進(jìn)一步包括所述冷卻封裝的每一側(cè)上的非對(duì)稱溫度焊接，其中施加于一側(cè)上的第一焊料具有比在所述第一焊料之后施加于相對(duì)側(cè)上的第二焊料高的熔化溫度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷卻封裝，其中所述第一及第二焊料各自包括ag。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其進(jìn)一步包括用以將每一dsta接合到相應(yīng)散熱片的燒結(jié)ag，且其中所述燒結(jié)ag在燒結(jié)期間轉(zhuǎn)化為純ag。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻封裝，其中每一純ag層包括至少1mm的厚度以促進(jìn)在所述相應(yīng)散熱片的內(nèi)平面之間形成引線。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述dsta經(jīng)配置以在來(lái)自所述冷卻封裝的小于1mohm的寄生電阻的情況下在至少50a的電流下操作，最高達(dá)100khz開(kāi)關(guān)頻率。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述dsta經(jīng)配置以在超過(guò)60kw的功率下操作。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述dsta包括在40um到750um的范圍內(nèi)的晶片厚度。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中每一dpc結(jié)構(gòu)的所述對(duì)置的第一與第二銅層包括相應(yīng)襯底上的實(shí)心銅外層，及與所述實(shí)心銅外層相對(duì)的經(jīng)圖案化銅內(nèi)層。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的冷卻封裝，其中所述經(jīng)圖案化銅內(nèi)層匹配所述dsta中的相應(yīng)一者的圖案。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述dpc結(jié)構(gòu)的每一銅層包括在約1um到約150um的范圍內(nèi)的厚度以與流動(dòng)穿過(guò)銅的各種電流兼容。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述dpc結(jié)構(gòu)的每一銅層包括在大于75um到約150um的范圍內(nèi)的厚度。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述dpc結(jié)構(gòu)的所述襯底包括al2o3、zta、aln、硅或beo中的至少一者。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中所述dpc結(jié)構(gòu)包括約0.001℃/瓦到約0.1℃/瓦的熱阻。

19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其進(jìn)一步包括位于所述dpc結(jié)構(gòu)之間且環(huán)繞所述dsta的模制化合物或環(huán)氧樹(shù)脂囊封物。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中每一dpc結(jié)構(gòu)包括具有精細(xì)到2mil/2mil的線寬度/線空間分辨率的線間距。

21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其中每一襯底中的每一通孔包括在不小于25um到150um的范圍內(nèi)的直徑。

22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其進(jìn)一步包括第二冷卻封裝，且每一冷卻封裝包括微模塊。

23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其進(jìn)一步包括串聯(lián)堆疊在一起以擴(kuò)大阻斷電壓的多個(gè)冷卻封裝。

24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻封裝，其進(jìn)一步包括經(jīng)配置以并聯(lián)操作來(lái)擴(kuò)大操作電流的多個(gè)冷卻封裝。

25.一種用于雙面芯片的冷卻封裝，所述冷卻封裝包括：

26.一種用于雙面芯片的冷卻封裝，所述冷卻封裝包括：

27.一種焊接晶體管的方法，所述方法包括：

28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中每一散熱片包括直接鍍敷銅(dpc)結(jié)構(gòu)。

29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中每一散熱片包括直接銅接合(dcb)結(jié)構(gòu)。

30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中每一散熱片包括直接鋁接合(dab)結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
一種用于雙面雙向結(jié)型晶體管的雙面冷卻封裝可包含具有個(gè)別雙面雙向功率開(kāi)關(guān)的雙面雙向結(jié)型晶體管芯片(統(tǒng)稱為，DSTA)。所述DSTA可夾置于散熱片之間。每一散熱片可包含直接鍍敷銅(DPC)結(jié)構(gòu)、直接銅接合(DCB)結(jié)構(gòu)或直接鋁接合(DAB)結(jié)構(gòu)。另外，每一散熱片可具有位于襯底上的對(duì)置的第一與第二銅層，及從相應(yīng)第二銅層穿過(guò)每一襯底中的通孔延伸到所述冷卻封裝的外部的銅接點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：J·布,R·D·布達(dá)爾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：理想能量有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19