本公開涉及包括多個(gè)功率晶體管的具有高熱耗散的電子設(shè)備及其制造過程。

背景技術(shù)：

1、已知高電壓和/或高電流功率半導(dǎo)體設(shè)備在應(yīng)用(例如功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用)中被廣泛使用，其中這些設(shè)備受到高電壓或非常高電壓偏置(其值甚至高達(dá)1000-2000v)和可能快速切換的電流的影響。

2、在這些設(shè)備中，需要特定的措施以用于形成封裝，以便提供高電絕緣，與柵極、源極和漏極端子相關(guān)聯(lián)的引線之間的合適的分離距離，以及到外部的高熱耗散。

3、在半導(dǎo)體材料(通常是硅、碳化硅、硅和氮化鎵(gan)或僅氮化鎵))的管芯中形成縱向功率半導(dǎo)體設(shè)備(在硅襯底的情況中是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(mosfet)和絕緣柵雙極晶體管(igbt))，該管芯具有第一主表面和第二主表面，第二主表面與第一主表面相對(duì)，漏極焊盤在第一主表面延伸，源極焊盤或柵極焊盤在第二主表面延伸。

4、將管芯附接到導(dǎo)電支撐件(稱為引線框架)，該導(dǎo)電支撐件具有用于設(shè)備的外部連接的漏極、源極和柵極。為此，漏極焊盤一般附接到引線框架的承接部分(bearingportion)，其也具有熱耗散功能；柵極引線和源極引線通過鍵合引線或端子或夾具分別耦合到柵極焊盤和源極焊盤。將裝配管芯/引線框架封裝在樹脂質(zhì)量塊或其他封裝絕緣材料中。封裝絕緣材料可以是模制或?qū)訅旱摹?/p>

5、功率半導(dǎo)體設(shè)備的常規(guī)封裝一般被豎直地布置并且包括從封裝結(jié)構(gòu)(一般為平行六面體形狀)的單個(gè)底側(cè)向下突出的引腳以電耦合到印刷電路板(pcb)。合適的散熱片(通常是金屬片)耦合到封裝結(jié)構(gòu)，其也相對(duì)于印刷電路板豎直地布置。

6、為了獲取更加緊湊的厚度尺寸，開發(fā)了水平封裝，例如表面安裝式設(shè)備(sdm)，其也允許雙側(cè)冷卻(dsc)。

7、例如，意大利專利102018000004782(與美國專利第10,910,302號(hào)相對(duì)應(yīng))描述了在源極-源極配置中(例如具有源極區(qū)的耦合)用于具有碳化硅sic或硅si襯底的mosfet晶體管或在漏極-漏極配置中(例如具有漏極區(qū)的耦合)用于氮化鎵gan基mosfet晶體管的雙島封裝。

8、本公開的目標(biāo)在于提供一種解決方案，其允許在漏極-漏極配置中獲取用于具有碳化硅sic或硅si襯底的mosfet晶體管或在源極-源極配置中獲取用于氮化鎵gan基mosfet晶體管的單個(gè)雙島封裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開內(nèi)容，提供了一種封裝電子設(shè)備。具體而言，本公開涉及高電壓和/或高功率半導(dǎo)體設(shè)備，包括垂直mosfet晶體管(例如具有在漏極-漏極(即具有漏極區(qū)耦合)配置中的碳化硅(sic)或硅(si)襯底或在源極-源極(即具有源極區(qū)耦合)配置中的平面mosfet晶體管(例如基于氮化鎵(gan))，其配置為表面安裝并且具有雙側(cè)冷卻。

2、一種封裝電子設(shè)備，包括：c型引線框架，其包括基座部件和一對(duì)橫向部件，基座部件具有第一面和第二面并且橫向部件橫向地延伸到基座部件；第一管芯和第二管芯，第一管芯和第二管芯各自具有第一主表面和第二主表面、第一管芯的第一主表面和第二管芯的第一主表面處的第一接觸區(qū)、第一管芯的第二主表面和第二管芯的第二主表面處的第二接觸區(qū)、第一管芯和第二管芯處的第一主表面附接到基座部件的第一面；第一引線，耦合到第一管芯的第二接觸區(qū)并且具有第一外部接觸部分；第二引線，耦合到第二管芯的第二接觸區(qū)并且具有第二外部接觸部分；以及封裝質(zhì)量塊，圍繞引線框架、第一引線和第二引線并且嵌入第一管芯和第二管芯，其中封裝質(zhì)量塊分別與基座部件、與引線框架的橫向部件、以及與第一引線的第一外部接觸部分和第二引線的第二外部接觸部分齊平地延伸。還提供了一種制造相同項(xiàng)的方法。

技術(shù)特征：

1.一種封裝電子設(shè)備，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二引線與所述第一引線隔開。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一管芯與所述第二管芯隔開。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述第一引線的所述第一外部接觸部分和所述第二引線的所述第二外部接觸部分分別與所述封裝質(zhì)量塊的所述第二側(cè)向表面以及所述第四側(cè)向表面齊平。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述第一管芯和所述第二管芯各自包括分別被布置在所述第一管芯的所述第二主表面和所述第二管芯的所述第二主表面上的相應(yīng)第三接觸區(qū)，所述設(shè)備進(jìn)一步包括第三引線和第四引線，所述第三引線耦合到所述第一管芯的所述第三接觸區(qū)并且具有與所述封裝質(zhì)量塊齊平的第三外部接觸部分，以及所述第四引線耦合到所述第二管芯的所述第三接觸區(qū)并且具有與所述封裝質(zhì)量塊齊平的第四外部接觸部分。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述第一管芯和所述第二管芯是垂直mosfet設(shè)備，所述第一管芯和所述第二管芯的所述第一接觸區(qū)是漏極接觸區(qū)，所述第一管芯和所述第二管芯的所述第二接觸區(qū)是源極接觸區(qū)，所述第一管芯和所述第二管芯的所述第三接觸區(qū)是柵極接觸區(qū)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述第一管芯和所述第二管芯是硅基mosfet設(shè)備或碳化硅基mosfet設(shè)備。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述第一管芯和所述第二管芯是具有相應(yīng)源極接觸區(qū)的平面mosfet設(shè)備，所述源極接觸區(qū)在所述第一管芯的所述第二表面和所述第二管芯的所述第二表面處延伸，所述第一管芯的所述第一接觸區(qū)和所述第二管芯的所述第一接觸區(qū)是襯底接觸區(qū)，所述第一管芯的所述第二接觸區(qū)和所述第二管芯的所述第二接觸區(qū)是漏極接觸區(qū)，所述第一管芯的所述第三接觸區(qū)和所述第二管芯的所述第三接觸區(qū)是柵極接觸區(qū)，所述設(shè)備進(jìn)一步包括源極接觸板，所述源極接觸板耦合到所述源極接觸區(qū)并且與所述引線框架的所述橫向部件電接觸。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述引線框架的所述橫向部件具有凹槽，所述溝槽面向所述第一管芯和所述第二管芯并且耦合到所述源極接觸板的相應(yīng)邊緣。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第一管芯和所述第二管芯是氮化鎵基mosfet設(shè)備。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述封裝質(zhì)量塊包括第一主表面和第二主表面，所述第一主表面與所述引線框的所述第二面齊平，所述第二主表面與所述第一外部接觸部分以及所述第二外部接觸部分齊平，所述設(shè)備進(jìn)一步包括c型散熱片并且所述散熱片與所述引線框架的所述第二面接觸。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括具有散熱孔的支撐件，所述支撐件與所述封裝質(zhì)量塊接觸。

14.一種設(shè)備，包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述引線框架是漏極端子或源極端子。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述引線框架包括多個(gè)凹槽，所述第一延伸部包括與所述第一表面相對(duì)的第二表面，所述第二延伸部包括與所述第一表面相對(duì)的第二表面，以及其中所述多個(gè)凹槽在所述第一延伸部和所述第二延伸部的所述第二表面中。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述第一管芯具有第一源極板并且所述第二管芯具有第二源極板，所述第一源極板和所述第二源極板在所述引線框架的所述多個(gè)凹槽的相應(yīng)凹槽中。

18.一種設(shè)備，包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中每個(gè)管芯是垂直mosfet。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中每個(gè)管芯具有l(wèi)型柵極端子。

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及封裝電子設(shè)備及其制造過程。一種封裝電子設(shè)備，具有包括基座部件和橫向延伸到基座部件的橫向部件的C型引線框架。第一管芯和第二管芯，具有在第一主表面處的第一接觸區(qū)和在第二主表面處的第二接觸區(qū)；第一管芯和第二管芯的第一主表面附接到引線框架的基座部分的第一面。第一引線耦合到第一管芯的第二接觸區(qū)并且具有第一外部接觸部分。第二引線耦合到第二管芯的第二接觸區(qū)并且具有第二外部接觸部分。封裝質(zhì)量塊圍繞引線框架、第一引線和第二引線，嵌入第一管芯和第二管芯并且與基座部件、與引線框架的橫向部件以及與引線的外部接觸部分齊平地延伸。

技術(shù)研發(fā)人員：C·G·斯特拉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：意法半導(dǎo)體國際公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15