【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种功率部件、一种功率子模块以及一种功率模块。此外，本公开还涉及一种用于制造功率子模块和功率模块的方法。
技术介绍
1、文献de 10 2016 125657a1涉及一种用于制造电子组件的方法，在该方法中电路系统设备被按压到至少两个接触印模上，这种按压方式使得该电路系统设备在每种情况下都通过该按压而塑化变形，并且该接触印模通过该电路系统设备彼此导电连接。然后在该接触印模和分配给它们的电子组件的相应半导体芯片的第一负载电极之间建立导电连接。
2、需要一种改进的功率部件，例如，一种将若干个这样的功率部件的电气互连简化为功率子模块或功率模块的功率部件。此外，还需要一种改进的功率子模块和改进的功率模块，这种改进的功率子模块和改进的功率模块各自包括至少一个这样的功率部件。此外，还需要一种用于生产这种功率子模块和这种功率模块的方法。
技术实现思路
1、本公开的实施例涉及一种改进的功率部件、一种改进的功率子模块和一种改进的功率模块。进一步的实施例涉及一种用于制造这种功率子模块和用于制造这种功率模块的方法。
2、首先，对功率部件进行说明。
3、根据实施例，功率部件包括具有顶侧和底侧的功率半导体器件、围绕该功率半导体器件的电隔离体、以及均与该功率半导体器件电接触的第一和第二接触元件。第一和第二接触元件各自具有用于经由接触元件外部地电接触功率部件的端子区域。功率部件被配置为与位于不同电势上的第一和第二接触元件一起操作。第一和第二接触元件的端子区域布置在功率
4、功率模块或功率子模块通常包括若干个串联连接和/或并联连接的功率半导体器件，以实现期望的额定功率。这些功率器件通常键合到(绝缘)衬底(例如，由陶瓷材料制成、具有顶部和底部金属化层)，其中器件的漏极焊盘连接到衬底的顶部金属化层(芯片键合)。然后，通过重铝(al)引线键合将器件的顶侧栅极和源极焊盘连接到衬底的顶部金属化层上的不同焊盘。引线键合的顶侧连接限制了这种功率(子)模块的可靠性和使用寿命，并且这一问题随着碳化硅(sic)或氮化镓(gan)等宽带隙半导体的更高的电流密度和更高的操作温度而变得重要。
5、为此，已经开发了新颖的顶侧互连方法，例如，重铜(cu)引线键合或焊接或烧结固体夹或引线框。然而，这些方法需要在功率半导体器件的顶侧上的坚固的金属化层。键合缓冲器导致额外的材料和处理成本以及额外的可靠性问题。
6、本专利技术主要解决这些问题。由于端子区域处于不同的高度(即，独特的平面)，因此有助于用于后续封装步骤的可靠互连，例如以便形成功率模块或功率子模块。
7、术语“顶部”和“底部”不应被理解为限于沿重力方向的方向。相反，它们可以用于表征相对侧或方向等。
8、功率半导体器件例如是功率半导体芯片。它可以是功率半导体开关。功率部件可以包括恰好一个功率半导体器件或多个功率半导体器件，这些多个功率半导体器件例如是彼此电连接的。功率半导体器件包括至少一个(例如，恰好一个)半导体本体。半导体本体可以由硅(si)或碳化硅(sic)或金刚石或氮化镓(gan)制成。
9、电隔离体可以是封装体。例如，隔离体是通过转移模制(如，膜辅助转移模制)、或压缩模制、或注塑模制)制成的。电隔离体可以将第一和第二接触元件彼此电隔离开。隔离体可以包括热塑性或热固性塑料或由热塑性或热固性塑料组成。例如，隔离体由树脂制成，例如具有附加填充材料的。隔离体可以形成为一个部件。
10、隔离体至少在横向方向上围绕功率半导体器件，即，在平行于顶侧和/或底侧的方向上。在横向方向上，功率半导体器件可以完全地被隔离体包围。因此，隔离体可以与功率半导体器件直接接触、并可分别贴合地或保形地围绕该功率半导体器件。换句话说，功率半导体器件可以嵌入在电隔离体中。
11、功率半导体器件的顶侧和底侧是器件的主侧，例如平行于功率半导体器件的主延伸平面。第一和第二接触元件可以各自与顶侧电接触。功率半导体器件的底侧与顶侧相对。功率半导体器件的厚度(测量为顶侧和底侧之间的距离)可能小于沿着顶侧或底侧测量的顶侧和底侧的横向延伸部。功率半导体器件的顶侧和底侧例如部分地由功率半导体器件的半导体本体形成。
12、第一和第二接触元件各自包括预计用于使用它们来外部地电接触接触元件和功率部件的端子区域。端子区域未被电隔离体覆盖。在功率部件的未安装或未组装状态下，端子区域可以是暴露的，即可自由访问。端子区域例如是接触元件的表面。表面可以是平坦表面。第一和/或第二接触元件可以各自形成为一个部件或者可以各自由若干个部件组成。第一接触元件和第二接触元件中的每一个例如由金属(如铝(al)或铜(cu))形成。例如，第一接触元件和/或第二接触元件是实心金属块。
13、第一和第二接触元件布置在功率半导体器件的同一侧上。这意味着，在指向从功率半导体器件的底侧到顶侧的竖直方向上，第一和第二接触元件的端子区域二者都位于功率半导体器件的前面或者二者都位于功率半导体器件的后面。例如，两个端子区域都位于顶侧上，即，在功率半导体器件后面的竖直方向上。
14、相对于顶侧，第一和第二接触元件的端子区域布置在不同高度处。例如，高度差为至少50μm、或至少100μm、或至少300μm。第一接触元件的端子区域可以位于比第二接触元件的端子区域更高的高度处。
15、根据进一步实施例，第一和/或第二接触元件和/或功率半导体器件嵌入在隔离体中。这意味着，接触元件和/或功率半导体器件至少在横向方向上被隔离体共形地或贴合地围绕。例如，接触元件从顶侧延伸穿过隔离体。
16、根据进一步的实施例，功率部件是芯片级封装部件。功率部件的占位面积比功率半导体器件的占位面积例如至多大50％、或至多大30％。功率半导体器件的占位面积例如主要是由其半导体本体的占位面积决定的。例如，功率半导体器件的占位面积的至少90％归因于其半导体本体。
17、根据进一步的实施例，第一和/或第二接触元件从电隔离体突出。然后，相应的端子区域可位于隔离体的外部并且相对于接触元件离开隔离体处的外侧偏移。替代性地，第一和/或第二接触元件可以与隔离体的外侧齐平地终止。然后，相应的端子区域可以与隔离体的外侧齐平。第一和/或第二接触元件可从隔离体突出至少10μm、或至少μm、和/或至多500μm。例如，第一和第二接触元件在相对于功率半导体器件的顶侧的不同高度处离开隔离体。
18、根据进一步的实施例，第一接触元件从隔离体的顶侧突出或与隔离体的顶侧齐平地终止。隔离体的顶侧例如至少部分地平行于功率半导体器件的顶侧。隔离体的顶侧在竖直方向上布置在功率半导体器件的后面。
19、根据进一步的实施例，第一接触元件的端子区域背离功率半导体器件。例如，第一接触元件的端子区域平行于隔离体的顶侧延伸。
20、根据进一步的实施例，第一接触元件的端子区域的面积为功率半导体器件的顶侧的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率部件(100)，包括：
2.一种功率子模块(200)，包括：
3.根据权利要求2所述的功率子模块(200)，包括：
4.根据权利要求1所述的功率部件(100)，其中
5.根据权利要求4所述的功率部件(100)，其中
6.根据权利要求5所述的功率部件(100)，其中
7.根据权利要求4至6中任一项所述的功率部件(100)，其中
8.根据权利要求5或6所述的功率部件(100)，其中
9.根据权利要求1和4至8中任一项所述的功率部件(100)，进一步包括：
10.根据权利要求9所述的功率部件(100)，其中
11.一种功率模块(1000)，包括：
12.根据权利要求11所述的功率模块(1000)，进一步包括：
13.根据权利要求11或12所述的功率模块(1000)，其中
14.根据权利要求11至13中任一项所述的功率模块(1000)，其中
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种功率部件(100)，包括：
2.一种功率子模块(200)，包括：
3.根据权利要求2所述的功率子模块(200)，包括：
4.根据权利要求1所述的功率部件(100)，其中
5.根据权利要求4所述的功率部件(100)，其中
6.根据权利要求5所述的功率部件(100)，其中
7.根据权利要求4至6中任一项所述的功率部件(100)，其中
8.根据权利要求5或6所述的功率...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·帕利克，F·莫恩，柳春雷，G·塞尔瓦托，
申请(专利权)人：日立能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。