一種雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體器件及功率變換器制造技術(shù)

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)包括金屬底板、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)以及多個(gè)內(nèi)引腳，其中，該多個(gè)內(nèi)引腳包括第一內(nèi)引腳、第二內(nèi)引腳、第三內(nèi)引腳、第四內(nèi)引腳以及第五內(nèi)引腳；具體實(shí)現(xiàn)中，第一半導(dǎo)體開關(guān)和第二半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)置在金屬底板上，第一半導(dǎo)體開關(guān)的第一端以及第二半導(dǎo)體開關(guān)的第一端均耦合至金屬底板；第一半導(dǎo)體開關(guān)的第二端耦合至第一內(nèi)引腳；第一半導(dǎo)體開關(guān)的第三端耦合至第二內(nèi)引腳；第二半導(dǎo)體開關(guān)的第二端耦合至第三內(nèi)引腳；第二半導(dǎo)體開關(guān)的第三端耦合至第四內(nèi)引腳；金屬底板耦合第五內(nèi)引腳，且每一個(gè)內(nèi)引腳均耦合至同一引線框架。實(shí)施本申請(qǐng)，可以降低雙向開關(guān)的電流回路的雜散電感。感。感。

Packaging structure, semiconductor device and power converter of bidirectional switch

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體器件及功率變換器


[0001]本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體
，尤其涉及一種雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體器件及功率變換器。

技術(shù)介紹

[0002]雙向開關(guān)的具體電路圖可以參見圖1，如圖1所示，雙向開關(guān)包括半導(dǎo)體開關(guān)Q
11
和半導(dǎo)體開關(guān)Q
12
。示例性的，在半導(dǎo)體開關(guān)Q
11
關(guān)斷，以及半導(dǎo)體開關(guān)Q
12
導(dǎo)通時(shí)，電流可以從半導(dǎo)體開關(guān)Q
11
的寄生二極管流過半導(dǎo)體開關(guān)Q
12
，電流流向可以理解為第一方向(即左進(jìn)右出)；在半導(dǎo)體開關(guān)Q
11
導(dǎo)通，以及半導(dǎo)體開關(guān)Q
12
關(guān)斷時(shí)，電流可以從半導(dǎo)體開關(guān)Q
12
的寄生二極管流過半導(dǎo)體開關(guān)Q
11
，電流流向可以理解為第二方向(即右進(jìn)左出)。換句話來說，雙向開關(guān)是可以讓電流雙向流動(dòng)的開關(guān)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的雙向開關(guān)具體實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)分立的半導(dǎo)體器件，此時(shí)，該雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)示意圖可以參見圖2。如圖2所示，無論電流流向是第一方向還是第二方向，電流都要經(jīng)過引腳S
11
、金屬細(xì)線(Wire Bonding)111、引腳D
11
、印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)走線13、引腳D
12
、金屬細(xì)線121以及引腳S
12
。可以看出，在現(xiàn)有技術(shù)提供的雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)中，電流回路的雜散電感包括4個(gè)引腳、2段金屬細(xì)線以及1段PCB走線所帶來的電感，雜散電感較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體器件及功率變換器，可以降低雙向開關(guān)的電流回路的雜散電感。
[0005]第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)包括金屬底板、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)以及多個(gè)內(nèi)引腳，其中，該多個(gè)內(nèi)引腳包括第一內(nèi)引腳、第二內(nèi)引腳、第三內(nèi)引腳、第四內(nèi)引腳以及第五內(nèi)引腳。
[0006]具體實(shí)現(xiàn)中，第一半導(dǎo)體開關(guān)和第二半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)置在金屬底板上，第一半導(dǎo)體開關(guān)的第一端以及第二半導(dǎo)體開關(guān)的第一端均耦合至金屬底板；第一半導(dǎo)體開關(guān)的第二端耦合至第一內(nèi)引腳；第一半導(dǎo)體開關(guān)的第三端耦合至第二內(nèi)引腳；第二半導(dǎo)體開關(guān)的第二端耦合至第三內(nèi)引腳；第二半導(dǎo)體開關(guān)的第三端耦合至第四內(nèi)引腳；金屬底板耦合第五內(nèi)引腳。在本申請(qǐng)實(shí)施例中，雙向開關(guān)的電流回路的雜散電感包括第二內(nèi)引腳、與該第二內(nèi)引腳耦合的第二外引腳，第四內(nèi)引腳、與該第四內(nèi)引腳耦合的第四外引腳以及2段金屬細(xì)線所帶來的電感，其中，第二內(nèi)引腳與第二外引腳一體成型，第四內(nèi)引腳與第四外引腳一體成型。即，本申請(qǐng)實(shí)施例中的雙向開關(guān)的電流回路的雜散電感包括2個(gè)引腳(每個(gè)引腳包括內(nèi)引腳和外引腳)以及2段金屬細(xì)線。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來說，該電流回路的雜散電感減少了2個(gè)引腳(每個(gè)引腳包括內(nèi)引腳和外引腳)以及1段PCB走線帶來的電感，即本申請(qǐng)實(shí)施例提供的雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)可以降低該雙向開關(guān)的電流回路的雜散電感。
[0007]并且，本申請(qǐng)實(shí)施例中的多個(gè)內(nèi)引腳中的每一個(gè)內(nèi)引腳均耦合至同一引線框架，
即本申請(qǐng)實(shí)施例采用引線框架的封裝工藝，金屬底板與所有內(nèi)引腳屬于同一個(gè)引線框架的部分，加工方便，生產(chǎn)效率高。并且引線框架的封裝工藝成本低，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)還可以降低生產(chǎn)成本。
[0008]結(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述封裝結(jié)構(gòu)還包括第一二極管和第二二極管。其中，第一二極管和第二二極管設(shè)置在金屬底板上，第一二極管的陰極以及第二二極管的陰極均耦合至金屬底板；第一二極管的陽(yáng)極耦合至第二內(nèi)引腳，第二二極管的陽(yáng)極耦合至第四內(nèi)引腳。在本申請(qǐng)實(shí)施例中，該封裝結(jié)構(gòu)具體實(shí)現(xiàn)為絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)及其反并聯(lián)二極管的封裝結(jié)構(gòu)。
[0009]結(jié)合第一方面或結(jié)合第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述封裝結(jié)構(gòu)還包括與每個(gè)內(nèi)引腳一一對(duì)應(yīng)的外引腳；其中，任一內(nèi)引腳與該任一內(nèi)引腳對(duì)應(yīng)的外引腳耦合。具體實(shí)現(xiàn)中，塑封材料塑封金屬底板與多個(gè)內(nèi)引腳中的所有內(nèi)引腳形成封裝外殼，多個(gè)內(nèi)引腳中的所有內(nèi)引腳均被該封裝外殼覆蓋，而每個(gè)內(nèi)引腳一一對(duì)應(yīng)的外引腳均顯露在該封裝外殼之外。
[0010]結(jié)合第一方面或結(jié)合第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述封裝結(jié)構(gòu)還包括與第一內(nèi)引腳耦合的第一外引腳、與第二內(nèi)引腳耦合的第二外引腳、與第三內(nèi)引腳耦合的第三外引腳以及與第四內(nèi)引腳耦合的第四外引腳。其中，塑封材料塑封金屬底板與多個(gè)內(nèi)引腳中的所有內(nèi)引腳形成封裝外殼，第一內(nèi)引腳、第二內(nèi)引腳、第三內(nèi)引腳、第四內(nèi)引腳以及第五內(nèi)引腳均被該封裝外殼覆蓋；第一外引腳、第二外引腳、第三外引腳以及第四外引腳顯露在該封裝外殼之外。并且，第五內(nèi)引腳超出該封裝外殼的部分切除后形成第五內(nèi)引腳的切面，該第五內(nèi)引腳的切面顯露在該封裝外殼之外。本申請(qǐng)實(shí)施例中，切除了第五內(nèi)引腳超出該封裝外殼的部分(即第五外引腳)，使得本申請(qǐng)實(shí)施例提供的雙向開關(guān)的半導(dǎo)體器件在PCB板上可以不用對(duì)第五引腳進(jìn)行焊接，在PCB走線時(shí)不用考慮該第五外引腳與第二外引腳，或者第五外引腳與第四外引腳之間的安規(guī)避讓，方便PCB走線。
[0011]結(jié)合第一方面或結(jié)合第一方面上述任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述多個(gè)內(nèi)引腳還包括第六內(nèi)引腳以及第七內(nèi)引腳，上述封裝結(jié)構(gòu)還包括與第六內(nèi)引腳耦合的第六外引腳以及與第七內(nèi)引腳耦合的第七外引腳。其中，第一半導(dǎo)體開關(guān)的第三端還耦合至第六內(nèi)引腳；第二半導(dǎo)體開關(guān)的第三端還耦合至第七內(nèi)引腳。塑封材料塑封金屬底板與多個(gè)內(nèi)引腳中的所有內(nèi)引腳形成封裝外殼，第六內(nèi)引腳與第七內(nèi)引腳均被該封裝外殼覆蓋，第六外引腳與第七外引腳均顯露在該封裝外殼之外。本申請(qǐng)實(shí)施例通過在雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)中增加引腳，使得該雙向開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)開爾文接法，將控制回路與功率回路進(jìn)行解耦，提高了半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)速度。
[0012]結(jié)合第一方面或結(jié)合第一方面上述任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述多個(gè)內(nèi)引腳中的每個(gè)內(nèi)引腳均沿金屬底板的第一側(cè)面設(shè)置。
[0013]結(jié)合第一方面或結(jié)合第一方面上述任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述多個(gè)內(nèi)引腳中除了第五內(nèi)引腳之外的其他內(nèi)引腳沿金屬底板的第一側(cè)面設(shè)置，第五內(nèi)引腳沿金屬底板的第二側(cè)面設(shè)置；其中，該第一側(cè)面與該第二側(cè)面相鄰。
[0014]結(jié)合第一方面或結(jié)合第一方面上述任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述多個(gè)內(nèi)引腳中除了第五內(nèi)引腳之外的其他內(nèi)引腳沿金屬底板的第一側(cè)面設(shè)
置，第五內(nèi)引腳沿金屬底板的第三側(cè)面設(shè)置；其中，第一側(cè)面與第三側(cè)面相對(duì)。
[0015]結(jié)合第一方面或結(jié)合第一方面上述任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述第一內(nèi)引腳和上述第三內(nèi)引腳的引腳寬度小于上述第五內(nèi)引腳、上本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙向開關(guān)的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝結(jié)構(gòu)包括金屬底板、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)以及多個(gè)內(nèi)引腳；所述多個(gè)內(nèi)引腳包括第一內(nèi)引腳、第二內(nèi)引腳、第三內(nèi)引腳、第四內(nèi)引腳以及第五內(nèi)引腳；所述第一半導(dǎo)體開關(guān)和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)置在所述金屬底板上，所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的第一端以及所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的第一端均耦合至所述金屬底板；所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的第二端耦合至所述第一內(nèi)引腳；所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的第三端耦合至所述第二內(nèi)引腳；所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的第二端耦合至所述第三內(nèi)引腳；所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的第三端耦合至所述第四內(nèi)引腳；所述金屬底板耦合所述第五內(nèi)引腳；所述多個(gè)內(nèi)引腳中的每一個(gè)內(nèi)引腳均耦合至同一引線框架。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝結(jié)構(gòu)還包括第一二極管和第二二極管；其中，所述第一二極管和所述第二二極管設(shè)置在所述金屬底板上，所述第一二極管的陰極以及所述第二二極管的陰極均耦合至所述金屬底板；所述第一二極管的陽(yáng)極耦合至所述第二內(nèi)引腳，所述第二二極管的陽(yáng)極耦合至所述第四內(nèi)引腳。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝結(jié)構(gòu)還包括與所述每個(gè)內(nèi)引腳一一對(duì)應(yīng)的外引腳；其中，任一內(nèi)引腳與所述任一內(nèi)引腳對(duì)應(yīng)的外引腳耦合；所述多個(gè)內(nèi)引腳中的所有內(nèi)引腳均被封裝外殼覆蓋，所述封裝外殼由塑封材料塑封所述金屬底板與所述多個(gè)內(nèi)引腳中的所有內(nèi)引腳形成；所述每個(gè)內(nèi)引腳一一對(duì)應(yīng)的外引腳均顯露在所述封裝外殼之外。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝結(jié)構(gòu)還包括與所述第一內(nèi)引腳耦合的第一外引腳、與所述第二內(nèi)引腳耦合的第二外引腳、與所述第三內(nèi)引腳耦合的第三外引腳以及與所述第四內(nèi)引腳耦合的第四外引腳；其中，所述第一內(nèi)引腳、所述第二內(nèi)引腳、所述第三內(nèi)引腳、所述第四內(nèi)引腳以及所述第五內(nèi)引腳均被封裝外殼覆蓋；所述封裝外殼由塑封材料塑封所述金屬底板與所述多個(gè)內(nèi)引腳中的所有內(nèi)引腳形成；所述第一外引腳、所述第二外引腳、所述第三外引腳以及所述第四外引腳顯露在所述封裝外殼之外；并且，所述第五內(nèi)引腳的切面顯露在所述封裝外殼之外，所述第五內(nèi)引腳...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬征，陳東，姚曉鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華為數(shù)字技術(shù)蘇州有限公司，
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