包括连接到流体热沉的半导体封装的电子模块制造技术

一种电子模块(100)包括半导体封装(10)，所述半导体封装(10)包括管芯载体(11)、设置在管芯载体(11)上的半导体管芯(12)、连接到半导体管芯(12)的至少一个电导体(13)、以及覆盖管芯载体(11)、半导体管芯(12)、和电导体(13)的包封体(14)，使得电导体(13)的一部分延伸到包封体(14)的外部，并且模块(100)还包括内插件层(20)以及冷却介质可以流动通过其的热沉(30)，其中，半导体封装(10)设置在内插件层(20)上，其中，内插件层(20)设置在热沉(30)上。

【技术实现步骤摘要】
包括连接到流体热沉的半导体封装的电子模块
本公开涉及包括连接到流体热沉的半导体封装的电子模块。
技术介绍
功率密度增大是功率半导体市场内的主要趋势。像不间断电源(UPS)的传统应用或像电动车辆(EV)充电的新兴应用基于模块化的方法：低功率、标准大小和占有面积的单一模块串联连接，以放大最终系统的输出功率。因此，一种增大系统输出功率的成本有效的方式是增大单个模块的功率密度。目前，典型的半导体功率模块是在半导体裸露管芯组件的基础上构造的，这常常伴随着如高开发工作量和有限灵活性的问题。因此，本公开的目的是降低开发工作量并且增加构建半导体功率模块的灵活性。
技术实现思路
本公开的一方面涉及电子模块，所述电子模块包括半导体封装，所述半导体封装包括管芯载体、设置在管芯载体上的半导体管芯、连接到半导体管芯的至少一个电导体，以及覆盖管芯载体、半导体管芯、和电导体的包封体，使得电导体的一部分延伸到包封体的外部，电子模块还包括内插件层以及冷却介质可以流动通过其的热沉，其中，半导体封装设置在内插件层上，其中，内插件层设置在热沉上。附图说明附图被包括以提供对实施例的进一步理解，并且被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图示出了实施例，并且与描述一起用于解释实施例的原理。其他实施例和实施例的许多预期优点将容易理解，因为通过参考以下具体实施方式，它们变得更好理解。附图的元件未必相对于彼此成比例。类似附图标记指定对应的类似部分。图1示出了根据本公开的电子模块的示例的截面侧视图表示，该电子模块包括布置在流体热沉上的单一半导体封装。图2包括图2A至图2D，并且示出了电子模块的示例的组件，该电子封装包括布置在流体热沉的一侧上的多个半导体封装，该流体热沉在顶部和底部上包括控制板。图3包括图3A至图3E，并且示出了电子模块的示例的组件，该电子模块包括布置在流体热沉的两个相对侧上的多个半导体封装，该流体热沉在顶部和底部上包括控制板。图4包括图4A至图4D，并且示出了电子模块的示例的组件，该电子模块包括布置在铝流体热沉上的多个半导体封装，该铝流体热沉在顶部上具有嵌入式隔离器和控制板。图5包括图5A至图5D，并且示出了电子模块的示例的组件，该电子模块包括布置在流体热沉上的多个半导体封装，该流体热沉包括用于控制单元和树脂浇铸的安装框架。图6包括图6A至图6D，并且示出了由多个电子子模块的组件组成的完整系统的制造，多个电子子模块中的每一个包括布置在流体热沉的一侧上的多个半导体封装，该组件在顶部上包括控制板。图7包括图7A至图7C，并且再次示出了图2C的电子模块(A)以及可以用该电子模块实现的两种可能的电路构造或拓扑，即1相全桥电路(B)和3电平Vienna电路(C)。具体实施方式在以下具体实施方式中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过说明的方式示出了其中可以实践本公开的具体实施例。在这方面，参考所描述(一个或多个)附图的取向使用方向性术语，例如“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“首”、“尾”等。因为实施例的部件可以以多个不同的取向来定位，所以方向性术语用于说明的目的，而绝非进行限制。应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑的改变。因此，以下具体实施方式不应以限制性意义来理解，并且本公开的范围仅由所附权利要求限定。应当理解，本文描述的各个示例性实施例的特征可以彼此组合，除非另外具体指出。如本说明书所采用的，术语“接合”、“附接”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”并不意味着元件或层必须直接接触在一起；可以分别在“接合”、“附接”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”的元件之间提供居间的元件或层。然而，根据本公开，上述术语可以可选地还具有元件或层直接接触在一起的具体含义，即，在“接合”、“附接”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”的元件之间未分别提供居间的元件或层。此外，关于形成在或位于表面“之上”的部分、元件、或材料层所使用的词语“之上”在本文中可以用于意指部分、元件、或材料层“间接地位于”(例如，放置、形成、沉积等)所暗示的表面“上”，其中，一个或多个附加的部分、元件、或层布置在所暗示的表面与部分、元件、或材料层之间。然而，关于形成在或位于表面“之上”的部分、元件、或材料层所使用的词语“之上”可选地还具有如下具体含义：部分、元件、或材料层“直接地位于”(例如，放置、形成、沉积等)所暗示的表面“上”，例如，与所暗示的表面直接接触。具体实施方式图1示出了根据本公开的电子模块的示例的截面侧视图表示。图1的电子模块100包括半导体封装10，该半导体封装10包括管芯载体11、设置在管芯载体11上的半导体管芯12、连接到半导体管芯12的至少一个电导体13、以及覆盖管芯载体11、半导体管芯12、和电导体13的包封体14，使得管芯载体11的下部主面不被包封体14覆盖，并且电导体13的一部分延伸到包封体14的外部。电子模块100还包括内插件层20、以及冷却介质可以流动通过其的热沉30，其中，半导体封装10设置在内插件层20上，其中，内插件层20设置在热沉30上。管芯载体11可以是引线框架的一部分、隔离金属衬底(IMS)、直接铜接合部(DCB)、或活性金属钎焊部(AMB)中的任一种。在图1中可以看出，电子模块100被配置成使得内插件层20部分地嵌入在热沉30的上部主面中。应当补充的是，也可以是这样的情况：内插件层20完全地嵌入在热沉30中，使得内插件层20的上部表面和热沉30的上部表面30共面。这样，不仅管芯载体11，而且内插件层20都可以通过将热量有效地消散到几乎周围的热沉30来充当散热器。然而，应当补充的是，也可以是这样的情况：内插件层20根本不嵌入在热沉30中，而是附接到热沉30的上部表面，使得热沉30的上部表面与内插件层20的下部表面共面。根据图1的电子模块100的示例，内插件层20是隔离金属衬底(IMS)、直接铜接合部(DCB)、或活性金属钎焊部(AMB)中的一种。根据图1的电子模块100的示例，内插件层20被焊接、或烧结到热沉30上。根据其另外的示例，内插件层20被扩散焊接到热沉30上。根据另一示例，内插件层20通过使用导电胶，特别地使用银导电胶，连接到热沉30。根据图1的电子模块100的示例，通过使用导电胶，特别地使用银导电胶，将半导体封装10焊接，特别地扩散焊接、或烧结到内插件层20上或连接到内插件层20。根据图1的电子模块100的示例，在半导体封装10与内插件层20之间的焊料层或烧结层比10μm厚。根据图1的电子模块100的示例，在内插件层20与热沉30之间的焊料层或烧结层比10μm薄。根据图1的电子模块100的示例，在半导体封装10与内插件层20之间的焊料层或烧结层比在内插件层20与热沉30之间的焊料层或烧结层更厚。根据图1的电子模块100的示例，半导体管芯11是宽带隙半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子模块(100)，包括：/n-半导体封装(10)，所述半导体封装(10)包括/n-管芯载体(11)；/n-设置在所述管芯载体(11)上的半导体管芯(12)；/n-连接到所述半导体管芯(12)的至少一个电导体(13)；以及/n-包封体(14)，所述包封体(14)覆盖所述管芯载体(11)、所述半导体管芯(12)、和所述电导体(13)，使得所述电导体(13)的一部分延伸到所述包封体(14)的外部；/n-内插件层(20)，其中，所述半导体封装(10)设置在所述内插件层(20)上；以及/n-热沉(30)，冷却介质能够流动通过所述热沉(30)，其中，所述内插件层(20)设置在所述热沉(30)上。/n

【技术特征摘要】
20200120 EP 20152688.61.一种电子模块(100)，包括：
-半导体封装(10)，所述半导体封装(10)包括
-管芯载体(11)；
-设置在所述管芯载体(11)上的半导体管芯(12)；
-连接到所述半导体管芯(12)的至少一个电导体(13)；以及
-包封体(14)，所述包封体(14)覆盖所述管芯载体(11)、所述半导体管芯(12)、和所述电导体(13)，使得所述电导体(13)的一部分延伸到所述包封体(14)的外部；
-内插件层(20)，其中，所述半导体封装(10)设置在所述内插件层(20)上；以及
-热沉(30)，冷却介质能够流动通过所述热沉(30)，其中，所述内插件层(20)设置在所述热沉(30)上。


2.根据权利要求1所述的电子模块(100)，其中，
所述管芯载体(11)是引线框架的一部分、隔离金属衬底(IMS)、直接铜接合部(DCB)、或活性金属钎焊部(AMB)中的一种。


3.根据权利要求1或2所述的电子模块(100)，其中，
所述内插件层(20)是隔离金属衬底(IMS)、直接铜接合部(DCB)、或活性金属钎焊部(AMB)中的一种。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的电子模块(100)，其中，
所述内插件层(20)嵌入在所述热沉(30)的上部主面中。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的电子模块(100)，其中，
所述内插件层(20)被焊接、扩散焊接、或烧结到所述热沉(30)上，或者通过使用胶、导电胶、或银胶连接到所述热沉(30)。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的电子模块(100)，其中，
所述半导体封装(10)被焊接、扩散焊接、或烧结到所述内插件层(20)上，或者通过使用导电胶连接到所述内插件层(20)，特别地使用银导电胶连接到所述内插件层(20)。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的电子模块(100)，其中，
所述半导体管芯(11)是宽带隙半导体管芯、SiC管芯、或GaN管芯中的一种或多种。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的电子模块(100)，其中，
所述半导体管芯(11)是半导体晶体管管芯、功率半导体晶体管管芯、功率IGBT管...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·菲尔古特，D·基奥拉，M·格鲁贝尔，W·哈布莱，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT