包括由絕緣材料(諸如陶瓷)形成的絕緣體111、在絕緣體111的上表面上形成的上部導電圖案113,以及在絕緣體111的下表面上形成的下部導電圖案115。上部導電圖案113可以包括彼此間隔開或其中至少兩個相連接的第一至第五上部導電圖案113a至113e。下部導電圖案115可暴露于封裝構件160的外面,以便提高熱發(fā)射的效率。盡管未示出,但暴露于封裝構件160外面的下部導電圖案115可以連接到散熱器。第一至第五上部導電圖案113a至113e和下部導電圖案115可由導電材料(諸如銅)形成。
[0052]第一半導體芯片131可以布置在基板110的第二上部導電圖案113b上,并且第二半導體芯片133可以布置在基板110的第五上部導電圖案113e上。
[0053]第一半導體芯片131和第二半導體芯片133可以分別包括功率半導體器件和控制半導體器件。例如,第一半導體芯片131和第二半導體芯片133可以包括雙極結型晶體管(BJT)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)或二極管器件?;蛘撸谝话雽w芯片131和第二半導體芯片133可以分別包括用于控制功率的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET),例如,伺服驅動器、逆變器、功率調節(jié)器、轉化器等。第一半導體芯片131和第二半導體芯片133中的每一個均可以包括用于操作其組件的無源元件。
[0054]第一接合構件121可以置于第一半導體芯片131與第二上部導電圖案113b之間以及第二半導體芯片133與第五上部導電圖案113e之間。即,可以通過將第一接合構件121設置兩者之間來將第一半導體芯片131和第二半導體芯片133接合到第二上部導電圖案113b和第五上部導電圖案113e。第一接合構件121可由導電粘合材料形成,例如,焊料或包含金屬成分的環(huán)氧樹脂。
[0055]第一半導體芯片131可以通過第一布線構件151電連接到第一上部導電圖案113a。由于第一電極141布置在第一上部導電圖案113a上,所以第一半導體芯片131可以電連接到第一電極141。第一布線構件151可由具有一定寬度和厚度的導電布線構件形成,例如,接合芯片、接合帶狀物等。在其他實施例中,第一布線構件151可由具有線形形狀的接合線形成。
[0056]第一半導體芯片131可以通過第二布線構件153電連接到第三上部導電圖案113c。如圖1B所示,第三上部導電圖案113c與第一上部導電圖案113a、第二上部導電圖案113b、第四上部導電圖案113d和第五上部導電圖案113e間隔開,但本發(fā)明的概念并不限于這種情況。盡管未示出,但第三上部導電圖案113c可以連接到第一上部導電圖案113a、第二上部導電圖案113b、第四上部導電圖案113d和第五上部導電圖案113e中的至少一個上。第二布線構件153可由(例如)接合線形成。
[0057]將基于第一半導體芯片131為IGBT的情況來進一步描述第一半導體芯片131與第一至第三上部導電圖案113a至113c的連接。第二接合構件123在發(fā)射電極、基電極和柵電極中的任何一個上形成,這些電極在第一半導體芯片131的上表面上形成并且彼此間隔開,并且第二接合構件123在第一上部導電圖案113a上形成。第一布線構件151接合到第二接合構件123上。因此,第一半導體芯片131可以電連接到第一上部導電圖案113a。第三上部導電圖案113c可以通過第二布線構件153電連接到發(fā)射電極、基電極和柵電極中的任何一個上,這些電極在第一半導體芯片131的上表面上形成并且彼此間隔開。在第一半導體芯片131的下表面上形成的集電極可以電連接到第二上部導電圖案113b上。
[0058]第二半導體芯片133可以通過第三布線構件155電連接到第四上部導電圖案113d。在圖1B中,第四上部導電圖案113d與第一至第三上部導電圖案113a至113c和第五上部導電圖案113e間隔開,但并不限于這種情況。盡管未示出,但第四上部導電圖案113d可以連接到第一上部導電圖案113a、第二上部導電圖案113b、第三上部導電圖案113c和第五上部導電圖案113e中的至少一個上。第二布線構件153可由(例如)接合線形成。
[0059]第二半導體芯片133可以電連接到第二電極143上,因為第二半導體芯片133布置在第五上部導電圖案113e上。第三布線構件155可由(例如)接合線形成。
[0060]第二半導體芯片133與第四上部導電圖案113d和第五上部導電圖案113e的連接可類似于第一半導體芯片131的連接,因此省略詳細描述。
[0061]可以形成封裝構件160以覆蓋基板110、第一半導體芯片131和第二半導體芯片133以及第一至第三布線構件151、153和155。封裝構件160可以是(例如)環(huán)氧樹脂模制化合物(EMC),但并不限于此類材料。封裝構件160可由熱固性材料、熱塑性材料、紫外線可固化材料和硅基材料中的任何一種形成。
[0062]封裝構件160可以包括多個第一單元All和多個第二殼體單元A12。在圖1A中,所述多個第一單元Al I在平行于基板上表面的方向上布置(例如,在圖1A的Y方向上),并且所述多個第二殼體單元A12在Y方向上布置,但第一殼體單元All和第二殼體單元A12的布置方向并不限于這種情況。第一殼體單元All和第二殼體單元A12可在圖1A的X方向上布置?;蛘撸谝粴んw單元All和第二殼體單元A12可在不同的方向上布置以便彼此交叉,或者可在一個方向上交替地布置。
[0063]第一殼體單元Al I和第二殼體單元A12在封裝構件160中可以具有容納第一電極141和第二電極143的空間。在一些實施例中,第一殼體單元Al I和第二殼體單元A12可以是穿透封裝構件160并且其中分別具有第一電極141和第二電極143的孔。
[0064]第一殼體單元Al I和第二殼體單元A12中的每一個均具有沿著平行于基板的上表面的平面(例如,沿著垂直于圖1A的Z軸)的封閉截面。即,第一殼體單元All和第二殼體單元A12可以具有垂直截面為封閉截面的形狀。例如,第一殼體單元All和第二殼體單元A12可以是垂直截面為封閉截面的柱。然而,本發(fā)明概念并不限于這種情況。第一殼體單元All和第二殼體單元A12可以是垂直截面為封閉截面的多邊形。在圖1A和圖1B中,第一殼體單元All和第二殼體單元A12中的每一個在X或Y方向上均具有固定寬度,但其寬度并不限于這種情況。
[0065]多個第一殼體單兀All可以分別容納多個第一電極141。S卩,多個第一電極141中的每一個均可以設置在基板110的多個第一殼體單元All中。詳細地說,分別設置在第一殼體單元All中的第一電極141可以通過置于兩者之間的第一接合構件121接合到第一上部導電圖案113a上。當?shù)谝簧喜繉щ妶D案113a通過第一接合構件151電連接到第一半導體芯片131上時,第一電極141可以將外部器件提供的功率傳輸至第一半導體芯片131。
[0066]第一電極141可以是具有第一寬度wl的柱。如圖1A和圖1B所不,第一電極141可以在其頂部和底部具有封閉截面,但本發(fā)明概念并不限于這種情況。第一電極141可以是垂直截面為多邊形的多邊形柱。
[0067]將參考圖1C至圖1E詳細描述第一電極141的結構。如圖1C所示,第一電極141可以是由導電材料(例如Au)形成的柱141a。或者,如圖1D所示,第一電極141可以是覆蓋有由(例如)鎳(Ni)或錫(Sn)形成的導電涂層142的柱141a。或者,如圖1E所示,第一電極141可以是具有倒T形的柱141b,S卩,柱141b的垂直截面的寬度根據(jù)延伸方向變化,并且可以具有導電涂層142進一步在第一電極141中的每一個的表面上形成的結構。
[0068]返回參見圖1B,第一電極141可以與對應的第一殼體單元All間隔開第一距離dl。S卩,第一電極141不直接接觸封裝構件160,并且第一電極141的上表面和側面可以暴露在外面。因此,第一殼體單兀All可以暴露基板110的上表面。例如,第一殼體單兀All中的每一個均可以暴露第一上部導電圖案113a的一些部分?;蛘撸谝粴んw單元All中的每一個均可以暴露對應的第一上部導電圖案113a的一些部分和對應的絕緣體111的一些部分。
[0069]基于基板110的上表面,第一電極141的上表面可以設置在高于封裝構件160的上表面的水平面上。因此,第一電極141側壁的下部可被第一殼體單元All (或封裝構件160)包圍。在這種情況下,第一電極141側壁的下部(例如,第一電極141與封裝構件160重疊的部分)可以面向第一殼體單元AU。
[0070]在一些實施例中,基于基板110的上表面,第一電極141的上表面可以設置在低于封裝構件160的上表面的水平面上,或者可以設置在與封裝構件160的上表面相同的水平面上。在這種情況下,第一電極141的所有側面都可以被對應的第一殼體單元All包圍。即,第一電極141的所有側面都可以面向第一殼體單元AU。
[0071]第二殼體單元A2可以分別容納第二電極143。即,第二電極143可以布置在設置在基板110上的第二殼體單元A12內(nèi)。詳細地說,布置在第二殼體單元A12內(nèi)的第二電極143可以通過置于兩者之間的第一接合構件121接合到第五上部導電圖案113e上。因為第五上部導電圖案113e布置在第二半導體芯片133上,所以第二電極143可以將外部器件傳輸?shù)母鞣N信號傳輸至第二半導體芯片133。
[0072]第二電極143可以具有柱,該柱具有第二寬度w2。在一些實施例中,第二電極143的第二寬度w2可以小于第一電極141的第一寬度wl。即,當?shù)谝浑姌O141用作功率電極而第二電極143用作信號電極時,可以根據(jù)當