功率半導(dǎo)體模塊制造技術(shù)

本公開涉及一種功率半導(dǎo)體模塊，通過其兩側(cè)耗散其熱，并且提供了一種功率半導(dǎo)體模塊技術(shù)，其中在功率半導(dǎo)體裸晶的周圍空間中形成模制件，然后，在功率半導(dǎo)體裸晶的上側(cè)和下側(cè)上形成布線，并且在該布線的上側(cè)和下側(cè)布置基板。板。板。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
功率半導(dǎo)體模塊


[0001]本公開涉及功率半導(dǎo)體模塊，并且更具體地，涉及熱耗散到其兩側(cè)的功率半導(dǎo)體模塊。

技術(shù)介紹

[0002]諸如轉(zhuǎn)換器或逆變器等的用于處理高功率的裝置中所使用的半導(dǎo)體被稱為功率半導(dǎo)體。功率半導(dǎo)體可以是例如絕緣柵極雙極型晶體管(IGBT)、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或二極管等，并且可以具有內(nèi)部壓力大和可以流過高電流的特性。
[0003]由于高內(nèi)部壓力和高電流，功率半導(dǎo)體可能具有大的開關(guān)損耗和/或大的傳導(dǎo)損耗。如果在功率半導(dǎo)體中損耗大，則耗散的熱量增加。功率半導(dǎo)體可能由于開關(guān)損耗和/或傳導(dǎo)損耗而大量耗散熱。
[0004]如果散熱沒有被控制到適當(dāng)?shù)乃剑瑒t裝置的物理性質(zhì)可能會改變，并且功率半導(dǎo)體可能無法進行其自身的功能。為了防止這樣的問題，可以將散熱部件添加到功率半導(dǎo)體。功率半導(dǎo)體模塊可以在一個封裝內(nèi)包括至少功率半導(dǎo)體，并且可以具有適當(dāng)?shù)纳嵝问健?br/>[0005]功率半導(dǎo)體模塊可以被分成功率半導(dǎo)體模塊的熱被耗散到其一側(cè)的形式和功率半導(dǎo)體模塊的熱被耗散到其兩側(cè)的形式。
[0006]已知熱耗散到兩側(cè)的功率半導(dǎo)體模塊在散熱方面是有利的，因為熱可以釋放到功率半導(dǎo)體裸晶的上側(cè)和下側(cè)。然而，已知這樣的雙側(cè)散熱功率半導(dǎo)體模塊具有組件之間的未對準問題、可歸因于組件之間的高度偏差的平坦度問題、可歸因于上基板和下基板之間的粘附失效的低良率(yield)問題、根據(jù)組件的形式和材料的低可靠性問題等。
[0007]本節(jié)中的討論僅為了提供背景信息，并不構(gòu)成對現(xiàn)有技術(shù)的承認。<br/>
技術(shù)實現(xiàn)思路

[0008]在這種背景下，本公開旨在提供能夠解決雙側(cè)散熱功率半導(dǎo)體模塊的上述問題的技術(shù)。
[0009]在一個方面，本公開提供了一種功率半導(dǎo)體模塊，包括：半導(dǎo)體裸晶層，其中布置有第一功率半導(dǎo)體裸晶和第二功率半導(dǎo)體裸晶，并且第一模制件形成為圍繞所述第一功率半導(dǎo)體裸晶和所述第二功率半導(dǎo)體裸晶的橫向側(cè)；布線層，其包括布置在所述半導(dǎo)體裸晶層的一側(cè)上的第一布線和布置在所述半導(dǎo)體裸晶層的另一側(cè)上的第二布線；基板層，其被配置為耗散從所述半導(dǎo)體裸晶層傳遞到所述布線層的熱；以及第二模制件，其被配置為填充所述布線層的周圍空間。
[0010]在另一方面，本公開提供了一種功率半導(dǎo)體模塊，包括：半導(dǎo)體裸晶層，其中布置有第一功率半導(dǎo)體裸晶和第二功率半導(dǎo)體裸晶，并且第一模制件被形成為圍繞所述第一功率半導(dǎo)體裸晶和所述第二功率半導(dǎo)體裸晶的側(cè)面；布線層，其包括布置在所述半導(dǎo)體裸晶層的一側(cè)上的第一布線和布置在所述半導(dǎo)體裸晶層的另一側(cè)上的第二布線，其中所述第一
布線中的一個布線和所述第二布線中的一個布線通過穿透所述第一模制件的連接布線被電連接；以及基板層，其被配置為耗散從所述半導(dǎo)體裸晶層傳遞到所述布線層的熱。
[0011]在又一方面，本公開提供了一種制造功率半導(dǎo)體模塊的方法，所述方法包括：布置第一功率半導(dǎo)體裸晶和第二功率半導(dǎo)體裸晶，形成第一模制件，所述第一模制件被配置為暴露所述第一功率半導(dǎo)體裸晶和所述第二功率半導(dǎo)體裸晶的上側(cè)和下側(cè)并且圍繞所述第一功率半導(dǎo)體裸晶和所述第二功率半導(dǎo)體裸晶的橫向側(cè)，在包括所述第一功率半導(dǎo)體裸晶、所述第二功率半導(dǎo)體裸晶和所述第一模制件的半導(dǎo)體裸晶層的上側(cè)上形成第一布線，在所述半導(dǎo)體裸晶層的下側(cè)上形成第二布線，在所述第一布線的上側(cè)上布置被配置為向上散熱的第一基板，以及在所述第二布線的下側(cè)上布置被配置為向下散熱的第二基板。
[0012]如上所述，根據(jù)本實施例，可以改善雙側(cè)散熱功率半導(dǎo)體模塊中的組件之間的未對準問題。可以改善可歸因于組件之間的高度差的平坦度問題可以被改善。可以改善上基板和下基板之間的粘附失效問題。可以改善根據(jù)組件的形式和材料的低可靠性問題。此外，根據(jù)本實施例，因為異質(zhì)組件的結(jié)的數(shù)量減少，所以可靠性可以提高，并且因為間隔物被移除，所以功率半導(dǎo)體模塊的總體厚度能夠減小。此外，根據(jù)本實施例，可以通過移除間隔物來降低材料和處理成本。
附圖說明
[0013]圖1是根據(jù)實施例的功率裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是根據(jù)實施例的功率半導(dǎo)體裸晶的第一示例的橫截面圖。
[0015]圖3是根據(jù)實施例的功率半導(dǎo)體裸晶的第二示例的橫截面圖。
[0016]圖4是根據(jù)實施例的功率半導(dǎo)體模塊的橫截面圖。
[0017]圖5A至圖12是示出根據(jù)實施例的制造功率半導(dǎo)體模塊的方法的處理的示例性圖。
[0018]圖13是示出通過使用間隔物來保持基板之間的距離的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施方式
[0019]圖1是根據(jù)實施例的功率裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]參考圖1，功率裝置1可以包括逆變器10和馬達20。
[0021]馬達20可以向運載工具或者燃料電池運載工具提供功率。可以通過向馬達20供給三相交流(AC)電力來驅(qū)動馬達20。
[0022]逆變器10可以向馬達20供給AC電力。逆變器10可以從蓄電池或燃料電池接收直流(DC)電力，并且可以把DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力。此外，逆變器10可以向馬達20輸出AC電力。
[0023]逆變器10可以包括多個功率半導(dǎo)體100a至100f和200a至200f，并且可以通過對多個功率半導(dǎo)體100a至100f和200a至200f的開關(guān)控制來將DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力。例如，逆變器10可以通過在一個周期的第一時間間隔內(nèi)接通第一功率半導(dǎo)體100a并斷開第二功率半導(dǎo)體100b向馬達20供給正電壓，并且可以通過在一個周期的第二時間間隔內(nèi)斷開第一功率半導(dǎo)體100a并接通第二功率半導(dǎo)體100b向馬達20供給負電壓。
[0024]串聯(lián)布置在高壓線和低壓線中的輸入側(cè)上的功率半導(dǎo)體組被稱為臂。例如，第一功率半導(dǎo)體100a和第二功率半導(dǎo)體100b可以構(gòu)成第一臂12a，第三功率半導(dǎo)體100c和第四功率半導(dǎo)體100d可以構(gòu)成第二臂12b，并且第五功率半導(dǎo)體100e和第六功率半導(dǎo)體100f可
以構(gòu)成第三臂12c。
[0025]在臂中，可以控制上功率半導(dǎo)體和下功率半導(dǎo)體使得上功率半導(dǎo)體和下功率半導(dǎo)體不變?yōu)橥瑫r接通。例如，在第一臂12a中，第一功率半導(dǎo)體100a和第二功率半導(dǎo)體100b可以交替地變?yōu)榻油ê蛿嚅_而不會同時變?yōu)榻油ā?br/>[0026]在功率半導(dǎo)體100a至100f和200a至200f中的各個已經(jīng)變?yōu)閿嚅_的狀態(tài)下，可以向功率半導(dǎo)體100a至100f和200a至200f中的各個施加高電壓。例如，如果在第一功率半導(dǎo)體100a已經(jīng)接通的狀態(tài)下第二功率半導(dǎo)體100b變?yōu)閿嚅_，則輸入電壓可以在不改變的情況下施加到第二功率半導(dǎo)體100b。輸入電壓可以是相對高的電壓。功率半導(dǎo)體100a至100f和200a至200f中的各個的內(nèi)部壓力可以被設(shè)計成高水平，使得功率半導(dǎo)體100a至100f和200a至200f中的各個可以承受這樣的高電壓。
[0027]在功率半導(dǎo)體100a至100f和200a至200f中的各個已經(jīng)接通的狀態(tài)下，功率半導(dǎo)體100a至100f和200a至200f中的各個可以傳導(dǎo)高電流。馬本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種功率半導(dǎo)體模塊，包括：半導(dǎo)體裸晶層，其中布置有第一功率半導(dǎo)體裸晶和第二功率半導(dǎo)體裸晶，并且第一模制件形成為圍繞所述第一功率半導(dǎo)體裸晶和所述第二功率半導(dǎo)體裸晶的橫向側(cè)；布線層，其包括布置在所述半導(dǎo)體裸晶層的一側(cè)上的第一布線和布置在所述半導(dǎo)體裸晶層的另一側(cè)上的第二布線；以及基板層，其被配置為耗散從所述半導(dǎo)體裸晶層傳遞到所述布線層的熱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體模塊，還包括被配置為填充所述布線層的周圍空間的第二模制件，其中所述第一模制件和所述第二模制件由相同的物質(zhì)形成，并且在不同的時間形成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體模塊，其中：所述基板層包括布置在所述布線層的一側(cè)上的第一基板和布置在所述布線層的另一側(cè)上的第二基板，其中，所述第一基板和所述第二基板各自包括絕緣物質(zhì)層、布置在所述絕緣物質(zhì)層的一側(cè)上的散熱金屬層以及布置在所述絕緣物質(zhì)層的另一側(cè)上的金屬布線層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體模塊，其中所述布線層比所述基板層長，還包括引線框，并且功率半導(dǎo)體模塊還包括引線框，所述引線框連接到所述布線層的不與所述基板層重疊的部分。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率半導(dǎo)體模塊，其中所述第一模制件的厚度小于所述第一功率半導(dǎo)體裸晶和所述第二功率半導(dǎo)體裸晶中的各個的厚度...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金泰龍，金德秀，
申請(專利權(quán))人：LX半導(dǎo)體科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：