本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種功率器件單元和半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、功率半導(dǎo)體器件是一類設(shè)計(jì)用于處理和控制較高電壓和電流的半導(dǎo)體器件。與用于信號處理的小信號半導(dǎo)體器件不同，功率半導(dǎo)體器件主要用于電能的轉(zhuǎn)換、分配和控制，它們在電力電子領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。

2、碳化硅器件就是功率半導(dǎo)體器件中的一種，碳化硅器件以其卓越的物理和化學(xué)性質(zhì)在功率和射頻器件領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。碳化硅器件與傳統(tǒng)的硅器件相比，具有更低的導(dǎo)通電阻、更快的開關(guān)速度和更高的工作溫度能力，因此在電源、汽車、鐵路、工業(yè)設(shè)備和家用消費(fèi)電子設(shè)備中受到廣泛應(yīng)用。碳化硅器件的性能優(yōu)勢主要體現(xiàn)在更強(qiáng)的高壓特性、更好的高溫特性、更低的能量損耗。在相關(guān)技術(shù)中，由于碳化硅器件的寄生電感較大，碳化硅器件在導(dǎo)通和截止過程中可能會產(chǎn)生額外的損耗，這些損耗以熱的形式釋放，可能導(dǎo)致器件過熱，影響器件的散熱性能和壽命。此外，較大的互感可能導(dǎo)致碳化硅器件在開關(guān)過程中受到更大的熱和電應(yīng)力，這可能加速碳化硅器件的老化過程，降低器件的可靠性和壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種功率器件單元和半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，以解決相關(guān)技術(shù)中的功率半導(dǎo)體器件的可靠性較低的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種功率器件單元，包括：半導(dǎo)體芯片，半導(dǎo)體芯片的第一表面設(shè)置有源極，半導(dǎo)體芯片的第二表面設(shè)置有漏極；第一端子，包括第一連接板段以及與第一連接板段連接的第一引出板段，第一連接板段與源極導(dǎo)電連接；第二端子，包括第二連接板段以及與第二連接板段連接的第二引出板段，第二連接板段與漏極導(dǎo)電連接；其中，第一連接板段、半導(dǎo)體芯片及第二連接板段疊置設(shè)置。

3、進(jìn)一步地，第一引出板段和第二引出板段沿同一方向延伸，第一端子還包括設(shè)置在第一連接板段和第一引出板段之間的第一中間板段，第二端子還包括設(shè)置在第二連接板段和第二引出板段之間的第二中間板段，第一中間板段和第二中間板段之間的距離在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體芯片的方向上距離逐漸增大。

4、進(jìn)一步地，第一引出板段與第二引出板段之間的最小距離大于等于第一中間板段與第二中間板段之間的最大距離。

5、進(jìn)一步地，第一連接板段在源極的投影占源極的50%至90%；和/或，第二連接板段在漏極的投影占漏極的50%至90%。

6、進(jìn)一步地，第一連接板段的厚度大于第二連接板段的厚度；和/或，第一連接板段的面積小于第二連接板段的面積。

7、進(jìn)一步地，第一連接板段的厚度在0.5mm至2.5mm之間；和/或，第二連接板段的厚度在0.5mm至2mm之間。

8、進(jìn)一步地，第一連接板段具有避讓凹部，避讓凹部設(shè)置在第一連接板段朝向半導(dǎo)體芯片的表面，源極包括間隔設(shè)置的第一源極和第二源極，避讓凹部位于第一源極與第二源極之間。

9、進(jìn)一步地，功率器件單元還包括第三端子，半導(dǎo)體芯片的第一表面設(shè)置有與源極間隔設(shè)置的柵極，第三端子與柵極導(dǎo)電連接，第三端子為板狀結(jié)構(gòu)且第三端子的厚度方向與第一端子的厚度方向垂直設(shè)置，第三端子的延伸方向與第一端子的延伸方向相同。

10、進(jìn)一步地，功率器件單元還包括第一散熱件，第一散熱件設(shè)置在第一連接板段遠(yuǎn)離源極的表面上；和/或，功率器件單元還包括第二散熱件，第二散熱件設(shè)置在第二連接板段遠(yuǎn)離漏極的表面上。

11、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，包括：殼體，具有容納腔；功率器件單元，部分功率器件單元設(shè)置于容納腔內(nèi)，功率器件單元為上述的功率器件單元。

12、進(jìn)一步地，殼體上設(shè)置有進(jìn)口和出口，散熱介質(zhì)能夠通過進(jìn)口進(jìn)入至容納腔內(nèi)并通過出口排出至殼體的外部。

13、進(jìn)一步地，殼體包括第一蓋板、第二蓋板以及設(shè)置在第一蓋板和第二蓋板之間的圍板，圍板包括相對設(shè)置的第一側(cè)板和第二側(cè)板，進(jìn)口設(shè)置在第一側(cè)板上，出口設(shè)置在第二側(cè)板上，功率器件單元的第一端子的第一引出板段和第二端子的第二引出板段均穿設(shè)在第一蓋板上。

14、進(jìn)一步地，第一側(cè)板和第二側(cè)板沿預(yù)設(shè)方向延伸，功率器件單元為多個，多個功率器件單元沿預(yù)設(shè)方向間隔設(shè)置，功率器件單元的半導(dǎo)體芯片與第一側(cè)板呈夾角設(shè)置，在預(yù)設(shè)方向上，第一側(cè)板的第一端和第二側(cè)板的第一端對應(yīng)設(shè)置，第一側(cè)板的第二端與第二側(cè)板的第二端對應(yīng)設(shè)置，進(jìn)口位于第一側(cè)板的第一端，出口位于第二側(cè)板的第二端。

15、進(jìn)一步地，半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)還包括多個沿預(yù)設(shè)方向間隔設(shè)置的流道板，多個流道板與多個功率器件單元交替設(shè)置，在相鄰的兩個流道板中，一個流道板的一端與第一側(cè)板連接，另一端與第二側(cè)板間隔設(shè)置，另一個流道板的一端和第二側(cè)板連接，另一端與第一側(cè)板間隔設(shè)置。

16、進(jìn)一步地，半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在第一端子的第一引出板段和殼體之間的第一密封套以及設(shè)置在第二端子的第二引出板段和殼體之間的第二密封套。

17、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，半導(dǎo)體芯片能夠?qū)崿F(xiàn)功率器件單元的基礎(chǔ)功能，半導(dǎo)體芯片的第一表面設(shè)置有源極，半導(dǎo)體芯片的第二表面設(shè)置有漏極，第一端子與源極導(dǎo)電連接，第二端子與漏極導(dǎo)電連接，第一端子和第二端子與外部的部件導(dǎo)電連接，使得半導(dǎo)體芯片和外部的部件形成電流的回路，第一端子包括第一連接板段以及與第一連接板段連接的第一引出板段，第一引出板段用于和外部的部件導(dǎo)電連接，第一連接板段用于和源極導(dǎo)電連接，第二端子包括第二連接板段以及與第二連接板段連接的第二引出板段，第二引出板段用于和外部的部件導(dǎo)電連接，第二連接板段用于和漏極導(dǎo)電連接，由于第一連接板段、半導(dǎo)體芯片及第二連接板段疊置設(shè)置，使得第一連接板段和第二連接板段之間的間隔距離較小，并且第一連接板段和第二連接板段之間處于平行設(shè)置或者接近平行的狀態(tài)，使得第一端子、半導(dǎo)體芯片以及第二端子之間形成電流環(huán)路所包圍的面積較小，從而使得此環(huán)路的寄生電感較小，進(jìn)而使得功率器件單元的寄生電感較小，從而使得功率器件單元在導(dǎo)通和截止過程中產(chǎn)生額外的損耗較小，使得以熱的形式釋放的這些損耗較小，降低功率器件單元過熱的可能性，進(jìn)而保證了功率器件單元的可靠性。因此，本申請的技術(shù)方案能夠有效地解決相關(guān)技術(shù)中的功率半導(dǎo)體器件的可靠性較低的問題。

技術(shù)特征：

1.一種功率器件單元，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件單元，其特征在于，所述第一引出板段（22）和所述第二引出板段（32）沿同一方向延伸，所述第一端子（20）還包括設(shè)置在所述第一連接板段（21）和所述第一引出板段（22）之間的第一中間板段（23），所述第二端子（30）還包括設(shè)置在所述第二連接板段（31）和所述第二引出板段（32）之間的第二中間板段（33），所述第一中間板段（23）和所述第二中間板段（33）之間的距離在遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體芯片（10）的方向上距離逐漸增大。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率器件單元，其特征在于，所述第一引出板段（22）與所述第二引出板段（32）之間的最小距離大于等于所述第一中間板段（23）與所述第二中間板段（33）之間的最大距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件單元，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件單元，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件單元，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的功率器件單元，其特征在于，所述第一連接板段（21）具有避讓凹部（211），所述避讓凹部（211）設(shè)置在所述第一連接板段（21）朝向所述半導(dǎo)體芯片（10）的表面，所述源極（11）包括間隔設(shè)置的第一源極（111）和第二源極（112），所述避讓凹部（211）位于所述第一源極（111）與所述第二源極（112）之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率器件單元，其特征在于，所述功率器件單元還包括第三端子（40），所述半導(dǎo)體芯片（10）的第一表面設(shè)置有與所述源極（11）間隔設(shè)置的柵極（13），所述第三端子（40）與所述柵極（13）導(dǎo)電連接，所述第三端子（40）為板狀結(jié)構(gòu)且所述第三端子（40）的厚度方向與所述第一端子（20）的厚度方向垂直設(shè)置，所述第三端子（40）的延伸方向與所述第一端子（20）的延伸方向相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的功率器件單元，其特征在于，

10.一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體（60）上設(shè)置有進(jìn)口（62）和出口（63），散熱介質(zhì)能夠通過所述進(jìn)口（62）進(jìn)入至所述容納腔（61）內(nèi)并通過所述出口（63）排出至所述殼體（60）的外部。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體（60）包括第一蓋板（64）、第二蓋板（65）以及設(shè)置在所述第一蓋板（64）和所述第二蓋板（65）之間的圍板（66），所述圍板（66）包括相對設(shè)置的第一側(cè)板（661）和第二側(cè)板（662），所述進(jìn)口（62）設(shè)置在所述第一側(cè)板（661）上，所述出口（63）設(shè)置在所述第二側(cè)板（662）上，所述功率器件單元的第一端子（20）的第一引出板段（22）和第二端子（30）的第二引出板段（32）均穿設(shè)在所述第一蓋板（64）上。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一側(cè)板（661）和所述第二側(cè)板（662）沿預(yù)設(shè)方向（a）延伸，所述功率器件單元為多個，多個所述功率器件單元沿所述預(yù)設(shè)方向（a）間隔設(shè)置，所述功率器件單元的半導(dǎo)體芯片（10）與所述第一側(cè)板（661）呈夾角設(shè)置，在所述預(yù)設(shè)方向（a）上，所述第一側(cè)板（661）的第一端和所述第二側(cè)板（662）的第一端對應(yīng)設(shè)置，所述第一側(cè)板（661）的第二端與所述第二側(cè)板（662）的第二端對應(yīng)設(shè)置，所述進(jìn)口（62）位于所述第一側(cè)板（661）的第一端，所述出口（63）位于所述第二側(cè)板（662）的第二端。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)還包括多個沿所述預(yù)設(shè)方向（a）間隔設(shè)置的流道板（67），多個所述流道板（67）與多個所述功率器件單元交替設(shè)置，在相鄰的兩個所述流道板（67）中，一個所述流道板（67）的一端與所述第一側(cè)板（661）連接，另一端與所述第二側(cè)板（662）間隔設(shè)置，另一個所述流道板（67）的一端和所述第二側(cè)板（662）連接，另一端與所述第一側(cè)板（661）間隔設(shè)置。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述第一端子（20）的第一引出板段（22）和所述殼體（60）之間的第一密封套以及設(shè)置在所述第二端子（30）的第二引出板段（32）和所述殼體（60）之間的第二密封套。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種功率器件單元和半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其中，功率器件單元包括：半導(dǎo)體芯片，半導(dǎo)體芯片的第一表面設(shè)置有源極，半導(dǎo)體芯片的第二表面設(shè)置有漏極；第一端子，包括第一連接板段以及與第一連接板段連接的第一引出板段，第一連接板段與源極導(dǎo)電連接；第二端子，包括第二連接板段以及與第二連接板段連接的第二引出板段，第二連接板段與漏極導(dǎo)電連接；其中，第一連接板段、半導(dǎo)體芯片及第二連接板段疊置設(shè)置。本申請的技術(shù)方案能夠有效地解決相關(guān)技術(shù)中的功率半導(dǎo)體器件的可靠性較低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李學(xué)寶,李文源,詹雍凡,金銳,李哲洋,趙志斌,鄭超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京懷柔實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26