背景技術(shù)：

1、集成功率裝置封裝(例如繼電器電路)可以包括功率開關(guān)裝置，例如，igbt(絕緣柵極雙極晶體管)、mosfet(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、hemt(高電子遷移率晶體管)，以及控制功率開關(guān)裝置的開關(guān)的柵極驅(qū)動器裝置。功率開關(guān)裝置在工作期間經(jīng)歷600v、1200v、2400v或更大的量級上的大電壓壓降。另一方面，柵極驅(qū)動器裝置是在5v、10v、15v或甚至30v或以上的量級上的電壓下工作的低電壓裝置。因此集成功率裝置封裝可以包括用于向功率開關(guān)裝置提供電源電壓的高電壓平面，以及用于向柵極驅(qū)動器裝置提供電源電壓的低電壓平面。柵極驅(qū)動器裝置與高電壓平面之間需要電隔離，以防止裝置損壞和失效。期望提供一種半導(dǎo)體封裝，其以空間高效的方式將驅(qū)動器裝置與功率開關(guān)裝置電隔離。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、公開了一種半導(dǎo)體封裝。根據(jù)實施例，該半導(dǎo)體封裝包括：輸入側(cè)，該輸入側(cè)包括一個或多個輸入引腳；輸出側(cè)，該輸出側(cè)包括多個高電壓引腳；隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)將輸入側(cè)與輸出側(cè)電隔離；輸入驅(qū)動器管芯，該輸入驅(qū)動器管芯安裝在輸入側(cè)上，并且與輸入引腳電連接；第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯，第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯安裝在輸出側(cè)上，并且各自具有與高電壓引腳中的一個高電壓引腳電連接的第一負(fù)載端子；輸出驅(qū)動器管芯，該輸出驅(qū)動器管芯經(jīng)由隔離結(jié)構(gòu)通信地耦合到輸入驅(qū)動器管芯，并且與第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯的柵極端子電連接；以及一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在第一功率晶體管管芯的第二負(fù)載端子與第二功率晶體管管芯的第二負(fù)載端子之間形成直接電連接，其中，輸出驅(qū)動器管芯安裝在一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的至少一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上。

2、根據(jù)實施例，該半導(dǎo)體封裝包括：輸入側(cè)，該輸入側(cè)包括輸入引腳；輸出側(cè)，該輸出側(cè)包括高電壓引腳；隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)將輸入側(cè)與輸出側(cè)電隔離；輸入驅(qū)動器管芯，該輸入驅(qū)動器管芯安裝在輸入側(cè)上，并且與輸入引腳電連接；第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯，第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯安裝在輸出側(cè)上，并且各自具有與高電壓引腳中的一個高電壓引腳電連接的第一負(fù)載端子；輸出驅(qū)動器管芯，該輸出驅(qū)動器管芯包括經(jīng)由隔離結(jié)構(gòu)通信地耦合到輸入驅(qū)動器管芯的輸入端子、以及與第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯的柵極端子電連接的輸出端子；以及互連橋，該互連橋安裝在第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯之上，并且直接從第一功率晶體管管芯的第二負(fù)載端子延伸到第二功率晶體管管芯的第二負(fù)載端子，其中，隔離結(jié)構(gòu)在互連橋內(nèi)一體形成。

3、公開了一種形成半導(dǎo)體封裝的方法。根據(jù)實施例，該形成半導(dǎo)體封裝的方法包括：提供電路載體，該電路載體包括第一輸入裝置焊盤、第一輸出裝置管芯焊盤和第二輸出裝置管芯焊盤、多個輸入引腳、以及多個輸出引腳；將輸入驅(qū)動器管芯安裝在第一輸入裝置焊盤上，并且將輸入驅(qū)動器管芯電連接到輸入引腳中的一個輸入引腳；將第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯分別安裝在第一輸出裝置管芯焊盤和第二輸出裝置管芯焊盤上，并且將第一功率晶體管管芯的第一負(fù)載端子和第二功率晶體管管芯的第一負(fù)載端子與輸出引腳電連接；提供隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)將半導(dǎo)體封裝的輸入側(cè)與半導(dǎo)體封裝的輸出側(cè)電隔離；以及將輸出驅(qū)動器管芯安裝在半導(dǎo)體封裝的輸出側(cè)上，使得輸出驅(qū)動器管芯經(jīng)由隔離結(jié)構(gòu)通信地耦合到輸入驅(qū)動器管芯，并且與第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯的柵極端子電連接；在第一功率晶體管管芯的第二負(fù)載端子與第二功率晶體管管芯的第二負(fù)載端子之間形成直接電連接；以及形成電絕緣包封體，該電絕緣包封體將輸入驅(qū)動器管芯、輸出驅(qū)動器管芯、以及第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯中的每者包封，其中，輸出驅(qū)動器管芯安裝在一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上，該一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在第一功率晶體管管芯的第二負(fù)載端子與第二功率晶體管管芯的第二負(fù)載端子之間形成直接電連接。

4、本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以下具體實施方式并查看附圖后，將認(rèn)識到額外的特征和優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體封裝，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述半導(dǎo)體封裝包括第一輸出裝置焊盤和第二輸出裝置焊盤，其中，所述第一功率晶體管管芯安裝在所述第一輸出裝置焊盤上，所述第一功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子背離所述第一輸出裝置焊盤，其中，所述第二功率晶體管管芯安裝在所述第二輸出裝置焊盤上，所述第二功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子背離所述第二輸出裝置焊盤，并且其中，所述一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括一個或多個互連元件，所述一個或多個互連元件附接到所述第一功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子和所述第二功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子，并且延伸跨越所述第一輸出裝置管芯焊盤與所述第二輸出裝置管芯焊盤之間的間隙。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述一個或多個互連元件包括互連橋，所述互連橋安裝在所述第一功率晶體管管芯和所述第二功率晶體管管芯的頂部上，并且直接從所述第一功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子延伸到所述第二功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子，并且其中，所述輸出驅(qū)動器管芯安裝在所述互連橋的頂部上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述互連橋是金屬夾具。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括所述半導(dǎo)體封裝的第三輸出裝置管芯焊盤，所述第三輸出裝置管芯焊盤設(shè)置在所述第一輸出裝置管芯焊盤與所述第二輸出裝置管芯焊盤之間，并且其中，所述輸出驅(qū)動器管芯安裝在所述第三輸出裝置管芯焊盤上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述一個或多個互連元件包括接合導(dǎo)線，所述接合導(dǎo)線電連接在所述第一功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子和所述第二功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子與所述第三輸出裝置管芯焊盤之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述半導(dǎo)體封裝包括功率電子載體，所述功率電子載體具有設(shè)置在電絕緣基板上的第一結(jié)構(gòu)化的金屬化層，并且其中，所述第一輸出裝置管芯焊盤、所述第二輸出裝置管芯焊盤和所述第三輸出裝置管芯焊盤中的每者是所述第一結(jié)構(gòu)化的金屬化層的結(jié)構(gòu)化區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述輸出驅(qū)動器管芯被配置為電流傳感器，以感測在所述第一功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子與所述第二功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子之間流動的電流。

9.一種半導(dǎo)體封裝，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述互連橋包括第一金屬化層和第二金屬化層以及布置在所述第一金屬化層與所述第二金屬化層之間的電絕緣基板，并且其中，所述電絕緣基板將所述輸入側(cè)與所述輸出側(cè)電隔離。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述電絕緣基板是陶瓷層，并且其中，所述隔離結(jié)構(gòu)被配置為電容耦合器。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述電絕緣基板包括層合材料，并且其中，所述隔離結(jié)構(gòu)包括無芯變換器，所述無芯變換器具有嵌入所述電絕緣基板內(nèi)的繞組。

13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述輸出驅(qū)動器管芯安裝在所述互連橋上。

14.一種形成半導(dǎo)體封裝的方法，所述方法包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述電路載體是金屬引線框架。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述金屬引線框架包括第三輸出裝置管芯焊盤，并且其中，所述一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括所述第三輸出裝置管芯焊盤，并且其中，所述方法還包括：將所述輸出驅(qū)動器管芯安裝在所述第三輸出裝置管芯焊盤上。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，提供所述電路載體包括：提供引線框架條，所述引線框架條具有連接在所述第三輸出裝置管芯焊盤與所述引線框架條的擋條之間的系桿，并且其中，所述方法還包括：切斷所述系桿，使得所述系桿的外端與所述電絕緣包封體的外邊緣側(cè)間隔開。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，切斷所述系桿包括物理切割、激光切割、沖孔和沖壓中的任何一種。

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述方法還包括：在所述第一功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子與所述第三輸出裝置管芯焊盤之間提供第一互連元件，以及在所述第二功率晶體管管芯的所述第二負(fù)載端子與所述第三輸出裝置管芯焊盤之間形成第二互連元件，并且其中，在切斷所述系桿之后并且在形成所述電絕緣包封體之前，所述輸出裝置管芯焊盤由所述第一互連元件和所述第二互連元件懸置。

20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述電路載體是功率電子載體。

技術(shù)總結(jié)
一種采用電隔離的功率封裝包括：輸入側(cè)，其包括輸入引腳；輸出側(cè)，其包括高電壓引腳；隔離結(jié)構(gòu)，其將輸入側(cè)與輸出側(cè)電隔離；輸入驅(qū)動器管芯，其安裝在輸入側(cè)上，并且與輸入引腳電連接；第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯，其安裝在輸出側(cè)上，并且各自具有與高電壓引腳電連接的第一負(fù)載端子；輸出驅(qū)動器管芯，其經(jīng)由隔離結(jié)構(gòu)通信地耦合到輸入驅(qū)動器管芯，并且與第一功率晶體管管芯和第二功率晶體管管芯的柵極端子電連接；以及一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其在第一功率晶體管管芯的負(fù)載端子與第二功率晶體管管芯的負(fù)載端子之間形成直接電連接，其中，輸出驅(qū)動器管芯安裝在一個或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上。

技術(shù)研發(fā)人員：R·克尼佩爾,F·辛格,E·菲爾古特,D·I·雷諾索
受保護(hù)的技術(shù)使用者：英飛凌科技奧地利有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9