功率半導(dǎo)體組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功率半導(dǎo)體組件。在此將功率半導(dǎo)體組件理解為一種具有電子構(gòu)件的裝置，如該裝置越來越多地得以用于高度集成的電子構(gòu)件的節(jié)省空間和成本的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)這樣的裝置中，多個(gè)半導(dǎo)體芯片安置在一個(gè)殼體中并且不同電子構(gòu)件連同無源元件設(shè)置在一個(gè)載體上。電子構(gòu)件與載體固定連接并且根據(jù)設(shè)定的應(yīng)用相互電氣連接。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于模擬集成電路并且為了數(shù)字集成電路與在電源線上的干擾的解耦而需要具有在nF至1yF的范圍中的電容的電容器。這些電容器在已知的多芯片模塊方案中作為離散電容器元件設(shè)置在載體上。電容器元件在此大多應(yīng)用在SMD(表面裝配裝置)結(jié)構(gòu)形式中。該解決方案是成本昂貴并且空間耗費(fèi)的并且此外部導(dǎo)致電容器不能夠任意靠近集成電路地裝配。
[0003]由文獻(xiàn)DE 10 2006 008 632 Al已知一種功率半導(dǎo)體組件，該功率半導(dǎo)體組件具有扁平導(dǎo)體框、至少一個(gè)垂直功率半導(dǎo)體元件以及至少另一電子元件特別是電容器，其中電子組件設(shè)置在功率半導(dǎo)體元件上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此存在提供一種功率半導(dǎo)體組件的需求，該功率半導(dǎo)體組件包括電容器并且可節(jié)省空間地實(shí)現(xiàn)。
[0005]該任務(wù)通過本發(fā)明解決。優(yōu)選的實(shí)施方式給出了進(jìn)一步的有利改進(jìn)。
[0006]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式該任務(wù)通過一種功率半導(dǎo)體組件解決，該功率半導(dǎo)體組件具有:扁平導(dǎo)體框，所述扁平導(dǎo)體框具有第一芯片載體件以及至少一個(gè)第二芯片載體件，它們相互間隔地安裝并且分別導(dǎo)電；以及外部扁平導(dǎo)體形式的外部觸點(diǎn)；至少一個(gè)第一功率半導(dǎo)體元件，所述第一功率半導(dǎo)體元件安置在所述第一芯片載體件上；至少一個(gè)第二功率半導(dǎo)體元件，所述第二功率半導(dǎo)體元件安置在所述第二芯片載體件上；以及電容器。所述電容器在此裝配在兩個(gè)相鄰的外部扁平導(dǎo)體上。
[0007]這樣的功率半導(dǎo)體組件具有的優(yōu)點(diǎn)在于，該功率半導(dǎo)體組件可節(jié)省空間地實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡娙萜飨啾扔诔Ｒ?guī)的功率半導(dǎo)體組件非?？拷呻娐返匮b配。在此將兩個(gè)相鄰的外部扁平導(dǎo)體理解為兩個(gè)直接相鄰的，也就是說直接連續(xù)的外部扁平導(dǎo)體。電容器非?？拷呻娐返匮b配還具有的優(yōu)點(diǎn)在于，也能夠提高電容器的功效并因此效率。通過電容器和集成電路相互非?？拷匮b配，能夠?qū)⒗鋮s體或散熱器在其平面延伸上縮小，該散熱器裝配在扁平導(dǎo)體框的一側(cè)上并且用于將損耗熱量從功率半導(dǎo)體組件導(dǎo)出。由此，功率晶體管主要在殼體中生產(chǎn)，該殼體實(shí)現(xiàn)了在冷卻體上的裝配，因?yàn)榇送獠豢赡艿氖?，將在一些類型和?yīng)用中產(chǎn)生直至幾千瓦特的損耗功率。
[0008]兩個(gè)相鄰的外部扁平導(dǎo)體在此能夠具有用于連接電容器的焊接連接端，電容器因此以SMD結(jié)構(gòu)形式裝配。傳統(tǒng)元件的連接線通過裝配孔引導(dǎo)并且必須在后側(cè)上焊接印刷電路板，而這在SMD結(jié)構(gòu)形式中不適用。由此能夠?qū)崿F(xiàn)印刷電路板的非常緊密的裝配并主要是兩側(cè)的裝配，這特別是在更高頻率下積極地影響電路的電氣特性并且降低元件的空間要求。這又確保能夠?qū)崿F(xiàn)更小的并同時(shí)更加成本有利的模塊。
[0009]此外，所述功率半導(dǎo)體組件還能夠具有接合線，其用于電氣連接在所述第一功率半導(dǎo)體元件和第二功率半導(dǎo)體元件的激活的上側(cè)上的接觸面與在所述外部扁平導(dǎo)體上的接觸面。具有高機(jī)械負(fù)荷的元件(例如功率半導(dǎo)體元件)一般此外還必須借助于貫穿裝配被固定在印刷電路板上，特別是對(duì)于純表面裝配的元件在高機(jī)械負(fù)荷或高電流負(fù)載下存在的危險(xiǎn)在于，太強(qiáng)地加載或甚至損壞焊接位置或印制導(dǎo)線。
[0010]在此焊接連接端能夠從接觸面移動(dòng)到外部扁平導(dǎo)體，由此能夠進(jìn)一步簡化電容器以及接合線的裝配。
[0011]所述外部扁平導(dǎo)體在此能夠分別具有:一個(gè)第一部分，所述接觸面設(shè)置在所述第一部分上并且所述第一部分位于與所述第一芯片載體件和第二芯片載體件相同的水平面上；信號(hào)扁平導(dǎo)體，其平行于所述第一部分定向；以及在所述第一部分與所述信號(hào)扁平導(dǎo)體之間的與所述第一部分和所述信號(hào)扁平導(dǎo)體垂直設(shè)置的角偏轉(zhuǎn)件。由此還能夠確保:相比于具有40°角偏轉(zhuǎn)件的常規(guī)外部扁平導(dǎo)體，電容器能夠顯著更靠近集成電路地裝配，由此能夠在實(shí)現(xiàn)功率半導(dǎo)體組件時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化需要的空間要求。
[0012]按照一個(gè)實(shí)施形式，所述功率半導(dǎo)體組件在此還具有由塑料組成的殼體，所述殼體至少包圍所述芯片載體件、第一功率半導(dǎo)體元件和第二功率半導(dǎo)體元件以及電容器。塑料在此不僅用于第一和第二功率半導(dǎo)體元件的機(jī)械保護(hù)，而且也形成在第一和第二芯片載體件之間的間隔中的電氣隔離件，所述第一和第二芯片載體件一般位于在供電電壓的不同電位上。因?yàn)殡娙萜鳜F(xiàn)在同樣嵌入到塑料中，所以同樣能夠機(jī)械保護(hù)該電容器。
[0013]在此所述塑料能夠至少嵌入所述第一芯片載體件和第二芯片載體件的上表面并且至少使得所述第一芯片載體件和第二芯片載體件的下表面露出，以使得所述塑料具有下外部表面，所述下外部表面連同所述第一芯片載體件和第二芯片載體件的下表面形成所述功率半導(dǎo)體組件的一個(gè)共同的外部表面。第一和第二芯片載體件的下表面因此能夠設(shè)定功率半導(dǎo)體組件的接地接觸面。此外，也能夠避免具有全封裝的芯片載體的組件殼體的應(yīng)用，由此降低了功率半導(dǎo)體組件的熱導(dǎo)出路徑，這將能夠減小熱阻并因此能夠改善功率半導(dǎo)體組件的可靠性。
[0014]所述功率半導(dǎo)體組件也能夠具有至少一個(gè)包括高端開關(guān)和低端開關(guān)的橋電路，其中所述低端開關(guān)集成到所述第一功率半導(dǎo)體元件中，而所述高端開關(guān)集成到所述第二功率半導(dǎo)體元件中。如此例如已知的是，以所謂的橋電路控制直流電機(jī)，所述橋電路實(shí)現(xiàn)了直流電機(jī)沿兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的運(yùn)行。高端開關(guān)和低端開關(guān)在此位于在不同的芯片載體件上并且直接通過位于其下的芯片載體件供以供電電壓的電位。
[0015]此外，所述功率半導(dǎo)體組件也能夠具有級(jí)聯(lián)電路。在半導(dǎo)體高電壓開關(guān)中已知的是，實(shí)施功率半導(dǎo)體元件的級(jí)聯(lián)電路(串聯(lián)電路)，由此確保期望的抗電強(qiáng)度。
[0016]所述功率半導(dǎo)體元件能夠是MOSFET或IGBT。一般將功率半導(dǎo)體稱為用于開關(guān)或控制大電壓、電流或功率的晶體管。
[0017]優(yōu)選地，所述功率半導(dǎo)體組件安置在TO殼體中。將TO (Transistor Outline)殼體理解為具有大多兩個(gè)或三個(gè)用于小功率和功率半導(dǎo)體的外部扁平導(dǎo)體形式的外部觸點(diǎn)的殼體?？商貏e成本有利地制造該標(biāo)準(zhǔn)殼體。再者能夠?qū)⑦@樣的功率半導(dǎo)體組件簡單并且沒有大的成本地集成到存在的應(yīng)用中，特別是殼體的尺寸沒有不同于常規(guī)的功率半導(dǎo)體元件的尺寸。
[0018]本發(fā)明的另一實(shí)施形式也提出一種用于制造功率半導(dǎo)體組件的方法。所述方法在此具有以下步驟:提供第一導(dǎo)電芯片載體件、第二導(dǎo)電芯片載體件以及外部扁平導(dǎo)體形式的外部觸點(diǎn)。此外，安置至少一個(gè)第一功率半導(dǎo)體元件到所述第一芯片載體件上，并且安置至少一個(gè)第二功率半導(dǎo)體元件到所述第二芯片載體件上。隨后電氣連接在所述第一和第二功率半導(dǎo)體元件的激活上側(cè)上的接觸面與在所述外部扁平導(dǎo)體上的接觸面。此外，裝配電容器到兩個(gè)相鄰的外部扁平導(dǎo)體上。
[0019]這樣的方法具有的優(yōu)點(diǎn)在于，該方法能夠可節(jié)省空間制造功率半導(dǎo)體組件，因?yàn)殡娙萜飨啾扔诔Ｒ?guī)的功率半導(dǎo)體組件非常靠近集成電路地裝配。在此將兩個(gè)相鄰的外部扁平導(dǎo)體理解為兩個(gè)直接相鄰的也就是說直接連續(xù)的外部扁平導(dǎo)體。電容器非?？拷呻娐返匮b配還具有的優(yōu)點(diǎn)在于，也能夠提高電容器的功效并因此效率。此外，通過電容器和集成電路相互非?？拷匮b配，能夠?qū)⒗鋮s體或散熱器在其平面延伸上縮小，該散熱器裝配在扁平導(dǎo)體框的一側(cè)上并且用于將損耗熱量從功率半導(dǎo)體組件導(dǎo)出。由此，功率晶體管主要在殼體中生產(chǎn)，該殼體實(shí)現(xiàn)了在冷卻體上的裝配，因?yàn)榇送獠豢赡艿氖?，將在一些類型和?yīng)用中產(chǎn)生直至幾千瓦特的損耗功率導(dǎo)出。
[0020]在此所述電容器能夠焊接到所述兩個(gè)相鄰的外部扁平導(dǎo)體上并因此以SMD結(jié)構(gòu)形式裝配。傳統(tǒng)元件的連接線通過裝配孔引導(dǎo)并且