JP5001637B2 - 高電力密度デバイス用のパッケージ - Google Patents

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Description

本願は、2005年12月21日出願の特許文献1、名称「BOND−WIRELESS HIGH POWER DENSITY MODULE WITH INTEGRATED SMARTNESS」(IR−3174 Prov)、2006年1月6日出願の特許文献2、名称「BOND−WIRELESS POWER PACKAGE WITH INTEGRATED CURRENT SENSOR, ESPECIALLY SHORT CIRCUIT PROTECTION」(IR−3175 Prov)、および2006年1月24日出願の特許文献3、名称「STRESS−REDUCED BOND−WIRELESS PACKAGE FOR HIGH POWER DENSITY DEVICES」(IR−3177 Prov)に基づき、その利益を主張するものであり、これらの特許文献のすべてに対して、優先権の主張を行い、かつそれらの開示は、参照用として、本明細書に組み込まれるものである。
本発明は、半導体デバイスパッケージ、およびその製造のプロセスに関する。
MOSFETおよびIGBTなどの電力開閉器の電力担持能力および電流担持能力は、一般に、そのパッケージによって制限される。したがって、パッケージは、電力損失と、半導体ダイの指定された限度を超える対応する加熱とを引き起こす可能性がある熱および電気抵抗を導く。
熱の問題のほかに、パッケージ誘導性も、大電流の切替に関する重要な制限要素である。寄生パッケージインダクタンスが、ダイを破壊し得る誘導過電圧を引き起こす。このようなダイは、シリコンまたはGaNに基づくダイとすることができる。これは、リードフレームまたは他の外部金属端子へのダイのトップメタル(top−metal)の電気接続にボンドワイヤを使用する最新のパッケージングテクノロジに特にあてはまる。
誘導過電圧を考慮に入れるために、使用されるダイは、しばしば、用途に応じて本来必要とされるよりも、はるかに高い絶縁破壊電圧を有していなければならない。
したがって、パッケージングテクノロジは、電力デバイス用のボンドワイヤレス接続技法によって、低い誘電性およびヒートシンクへのよりよい熱的接続性を達成することを試みている。このような手法の一例が、たとえば特許文献4(IR−1830)に示されているDirectFETテクノロジである。
電力ダイの上部、具体的には、MOSgatedデバイスのソース接点、またはエミッタ接点をより大きいメタルエリアに接続することによって、パッケージは、より高い電流担持能力、よりよい熱特性、およびより低い誘導性を同時に得ることができる。(最上部電力電力電極を、以下では、MOSFETおよびIGBTの両方についてソースと呼ぶ)。
デバイスの熱的挙動、および電気的挙動を改善するための、他の技法は、デバイスのフリップチップはんだ付けをするか、大きい金属ストラップを、ダイの最上部(ソース接点またはエミッタ接点)にはんだ付けする。
大きい金属接点、または銅ストラップの主要な問題は、シリコンベースのダイなどのダイの熱膨張係数と比較した、金属のより高い熱膨張係数に起因するダイへの応力である。これは、消費者向けエレクトロニクスなどの比較的穏当な電力応用例では許容可能である場合があるが、自動車エレクトロニクスなどの厳しい環境での堅牢な使用例においては、厳しい信頼上の問題を生じる。このような極端な使用例での応力の影響は、その下のアクティブ層に起因するダイの敏感なトップメタル層への大きな損傷を引き起こす可能性がある。
ダイに誘導される応力のほかに、銅ストラップデバイス、またはDirectFETデバイス金属製容器金属で使用されるものなどの大きい金属接点は、パッケージの長期間挙動に対する別の不利益を有する可能性がある。したがって、ダイと金属接点との間のはんだ接合は、大きい温度変化、および温度サイクリングが印加される場合に、すばやく劣化する傾向がある。
この害は、金属接点とダイ材料の熱的不一致、および異なる熱膨張によっても起こされる。これは、微細な亀裂、および接点の剥離をももたらし、はんだ接合内の熱抵抗、および電気抵抗の増加を引き起こす。その結果、パッケージ性能が影響を受ける。
したがって、DirectFETデバイスの金属カンは、ダイと金属カンの間の熱膨張不一致を補償するために、金属カンの内側へのダイの背面のダイ取付のために、はんだではなく、接着剤層を使用する。接着剤は、応力によって、誘導される力を、よりよく扱うことができ、また、そのより高い柔軟性のために、はんだのようには劣化しない。しかし、接着剤層は、はんだと比較して、電流担持能力は制限され、かつ熱抵抗は高くなる。
上で説明した熱的不一致問題のために、大電力パッケージには、一般に、Direct−Bonded−Copper(DBC)などの基板を使用し、このDBCにより、シリコンなどのダイ基板に対する熱膨張係数のよりよい一致が得られる。
DBC基板は、一般に、中央絶縁層を有し、この中央絶縁層は、しばしば、その最上面、および最下面に最上部導電層、および最下部導電層を有するセラミックである。これらの導電層は、しばしば、銅である。最上層には、所望に応じて、パターンを形成することができる。
この技法は、通常、ダイの1側面を、DBCの最上部導電層にはんだ付けすると同時に、反対側を、従来のワイヤボンドによって接触させることによって実施される。冷却に関する限り、ダイの片面だけが冷却され、反対側は、ワイヤボンドの熱的ボトルネックをこうむる。さらに、インダクタンスは、ワイヤボンドに起因して比較的高い。したがって、1つのダイ側面でのDBC基板テクノロジは、信頼性の問題だけについては解決するが、最適の熱的性能および低インダクタンス性能を提供することはない。
2つのDBC基板を使用し、最上部および最下部のDBC基板と、中央ダイのサンドイッチを形成することは公知である。DBC基板は、ハーフブリッジ構成、Hブリッジ構成、またはフルブリッジ構成などの電力モジュールの回路網全体をも提供するので、比較的大きい。
裸のダイが、最上部DBCと最下部DBCの間にはんだ付けされる。したがって、ボンドワイヤレスダイ取付、低い誘導性、および両面冷却が対処される。
これらの構造の主要な短所は、2つの高度にカスタマイズされたDBC基板(回路網を提供するので)を使用することに伴う高いコストであり、これらのDBC基板は、100〜300μmの厚さの複数の裸のダイを、基板の間で接触させる必要があるので、極端に正確であり、かつ平坦であることが必要がある。これには、極端な精度を必要とし、この精度が、生産上の主要な課題となる。したがって、そのようなDBCサンドイッチテクノロジの高いコスト、および製造の課題が、この技法に関する主要な障害である。
上で説明した従来技術のパッケージのさらなる不利益は、パッケージに、電流感知機能および過電流感知機能を追加することが難かしいということである。したがって、このようなパッケージの使用に際し、電流測定センサを実施することが既知である。
このセンサは、保護回路が、危険な電流限度を検出することと、システムのシャットダウン、電流の制限、電流または電圧のディレーティングによるより低い性能でのアプリケーションの動作などの対応策を開始することを可能にする。これらの電流センサは、通常、応用例の電流通路に取り付けられる抵抗である。このような電流センサは、追加のコストを招き、取付スペースを必要とする。
電流感知能力は、電力デバイス自体に追加することもできる。したがって、電流感知は、ダイの電流担持区域内の小さい部分が、電流の流れを測定し、周知の較正技法を介してそのデバイスの全アクティブ区域を通る対応する全電流を判定するのに使用される、公知のMOSFETである。
この方法による不利益は、
・ダイ上の追加スペースを必要とし、
・比較的不正確であり、
・特殊なダイ設計/レイアウトを必要とすることである。
上記のような電流感知式電力デバイスのパッケージングに関するもう1つの不利益は、電流感知機能が、主な電流の流れに比例する電圧信号を伝えるための、少なくとも別の2つの接点パッドを必要とすることである。これらの接点は、通常、ワイヤボンドを介して、外部回路網に接続された小さい低電力パッドである。
これらの接点パッドは、使用可能なダイ表面を、さらに小さくする。したがって、ボンドワイヤレス電力パッケージは、2つの小さい接点に接触する必要があるので、はるかにより複雑になり、ダイのバンプ形成(bumping)もより複雑になる。
もう1つのさらなる不利益は、集積回路感知機能を有するダイのテスト/プロービングがむずかしいことである。電流感知オプションは、テスト時間を増やし、電流感知セルの故障に起因して、ウェハの歩留まりを下げる可能性がある。
しかし、ハーフブリッジ構成、フルブリッジ構成、またはHブリッジ構成の電力開閉器を使用するモータードライブ、DC/ACインバータ、またはDC/DCコンバータは、電流を非常に正確に測定し、制御することを必要とする。対応する制御ユニットが、主電流(たとえば、モーター駆動応用例の位相電流)の正確なフィードバックを得ることが重要である。
これらの目的のために、比較的高い精度を有するセンサが必要である(しばしば、広いダイナミックレンジにわたって)。したがって、このセンサとしては、非常に正確なシャント抵抗、ホールセンサ、磁気抵抗センサ、およびこの種の電流感知用の類似物を使用しなければならない。
米国仮出願第60/753,353号 米国仮出願第60/756,984号 米国仮出願第60/761,722号 米国特許第6624522号公報
本発明によれば、最上部銅層内に形成されたくぼみが、MOSFET、IGBTなどの薄くされた半導体ダイを受ける「ケース」を形成する、新規の大電流パッケージが形成される。ドレイン接点(本明細書では、ドレイン電極とコレクタ電極とを交換可能に使用する)が、このくぼみの表面にはんだ付けされ、ダイの最上部表面は、このくぼみのリムとほぼ同一平面である。はんだ付け可能なソース(またはエミッタ)パッド、およびゲートパッド、または対応するはんだバンプが、リムの平面の上に突き出す。
ダイを裏返し、ソース(エミッタ)電極を、くぼみの最下部にはんだ付けして、取り付けることもできる。くぼみの周囲のリムは、馬蹄形(またはU字形)として成形することができる。あるいは、中断されたリムを有するか、またはこれを有しない任意の所望の形状とすることができる。
1つ、または複数のそのようなパッケージを、ヒートシンク上に取り付けることができる。複数のパッケージが、共通の中央絶縁層を共有していてもよい。パッケージを、DBCカードレベルで形成することができ、また個別に、またはグループで、一体化することができる。
最上部ヒートシンクを、1つ、または複数のパッケージの最上部銅層に接続して、最上部側面を形成し、したがって、二面冷却とすることができる。
1つ、または複数の導電ビアを、DBC絶縁層を通って形成し、最下部DBC銅層への最上部ダイ電極の接続が、抵抗性電流シャントとして働くようにすることができる。集積回路制御構造を、そのようなパッケージの最上部に接続して、それらに含まれる回路内のデバイスを制御することができる。
本発明によると、次の利益が提供される。
a)改善された機械的特性
i)応力を減らされ、両面冷却される半導体デバイスハウジング
ii)シリコンダイと熱的に一致する膨張係数を有する材料の選択
iii)一致する熱膨張係数に起因する高められた信頼性
b)改善された電気的特性、および熱的特性
i)ダイのソース、およびドレイン(またはエミッタ/コレクタ)用の大きい接触面積を提供することによる低いインダクタンス
ii)はんだダイ取付け、および大きい接触面積を使用することによる低い電気抵抗、および熱抵抗に起因する優れた電流電力機能
iii)電気的分離(高電圧応用例、自動車応用例、および他の応用例に必要)
c)改善された製造特性、およびハンドリング特性
i)簡単なハンドリング、および電力モジュールへの一体化に適する、事前に組み立てられるディスクリート構成要素パッケージ
ii)DBCに関するよりゆるやかな精度要件
d)下記に起因する低い製造コスト、およびテストコスト
i)用途に固有のカスタマイゼーションなしの大量生産(この固有カスタマイゼーションは、エンドカスタマが行える)。
ii)DBC金属製容器のくぼみへのダイ取付けを、ディスクリートダイのハンドリング、および組立ではなく、DBCカード上で行うことができる。
iii)組立後または組立中の電気的/パラメトリック最終テストを、パッケージ化された部品をディスクリートデバイスに分離する前に、DBCカードレベルで行うことができる。
iv)エンドカスタマへの輸送は、DBCカードアセンブリ全体を使用することによって行うことができ、これによって、洗練された追加の輸送パッケージの必要なしで保護が提供される。
e)独自のカスタマの利益
i)事前に組み立てられたディスクリート構成要素パッケージは、既知の電力基板の熱膨張係数と一致し、したがって、さまざまな応用例に魅力的である
ii)エンドカスタマが応用例固有回路に簡単に組み合わせることのできるパッケージ化されたディスクリートデバイスの用途上の柔軟性。
iii)電力基板上、または電力モジュール内で複数のDBC金属製容器に、パッケージされたダイを組み合わせることだけによる最適のロウ側およびハイ側のドライバ構成、またはハーフ/フルブリッジ構成をもたらす、さかさま、またはボトムアップなどのDBC金属製容器の内側でのさまざまなダイ取付可能性に起因する応用例柔軟性。
iv)セラミックタイプのDBC金属製容器を使用条件と一致させる(たとえば、Al23、AlN、SiN、および他のセラミック)ことによるコスト効率のよい材料の選択。
f)オプション機能の独自の簡単な実施
i)追加のEMIスクリーニング機能が、DBC金属製容器の最上部銅層を使用することによって使用可能である。
ii)追加のヒートスプレッダをDBC金属製容器の最上部に取り付けることができると同時に、ダイの最下部が、応用例の冷却される電力基板にはんだ付けされ、最高の電力密度に関する非常に効率的な両面冷却が与えられる。
iii)ゲートドライバICなどの「インテリジェントデバイス」のダイパッケージの最上部への直接の簡単な当接、または一体化。
iv)電力リードフレーム、および信号リードフレームなどの外部電気インターフェース用の接点端子の簡単な形成。
g)使用上の利益
i)上で説明した使用の高い柔軟性、および異なる使用可能なオプションに起因して、本発明によると、電力管理市場の応用例の広い帯域幅をカバーすることができる。
ii)主な応用分野は、大電流または高電圧を切り替え、低インダクタンスおよびEMIスクリーニングを必要とする、大電力回路および大電力モジュールである。特に関連するのが、MOSFETおよびIGBTを使用する高電力密度応用例と、自動車もしくは高い信頼性要件を有する安全にクリティカルな機能などの厳しい環境条件、または異なる温度サイクリング要件の下の応用例である。
図1〜図3は、本発明の半導体デバイス30の第1の実施形態を示す。半導体デバイス30は、半導体ダイ31およびハウジング32を備えている。
半導体ダイ31は、シリコンベースの垂直導通(vertical conduction)パワーMOSFETとすることができる。このパワーMOSFETは、一表面上に、はんだバンプ33を受けるソース電極と、はんだバンプ34を受けるゲート電極とを有し、反対の表面上に、はんだプリフォーム35を受けるドレイン電極を有する。
はんだ付け可能金属パッドを、はんだバンプの代わりに使用できる。はんだペーストを、はんだプリフォームの代わりに使用できることに留意されたい。ダイ31は、シリコンダイとして図示されているが、窒化ゲルマニウムベースのデバイス、炭化珪素デバイス、および類似物を含む任意のタイプの半導体材料とすることができる。
さらに、ダイ31は、パワーMOSFETとされているが、バイポーラトランジスタダイ、IGBTダイ、ブレークオーバーデバイス(break over device)ダイ、ダイオードダイ、および類似物を含む任意のタイプの半導体デバイスとすることができる。
用語MOSgatedデバイスは、その少なくとも1つの表面上の電力電極と、オン状態とオフ状態の間でデバイスを切り替えるゲートとを有するすべてのタイプの半導体スイッチングデバイスを指す。用語ソース電極、またはソース接点は、MOSFETのソース、またはすべてのIGBTのエミッタを指す。用語ドレイン電極、またはドレイン接点、およびコレクタ電極、またはコレクタ接点は、交換可能に使用されるものである。
本発明におけるハウジング32は、絶縁層41の最下面に接着されている最下部導電層40と、この絶縁層の最上部に接着されている最上部導電層43からなるウェハとすることができる。このタイプの構造を、「DBC」と称する。
本発明によれば、最上部導電層43は、その中にエッチングされるか、他の形で形成され、リム52によって少なくとも部分的に囲まれた平坦な最下部表面51を有するくぼみ50を有するようにパターン形成される。くぼみ50およびリム52の表面は、はんだ濡れを最適化し、酸化に対して金属製容器を不動態化するため、ならびにはんだと表面51にはんだ付けされるダイの銅、シリコンまたは他の材料との合金を変更することによって信頼性を高めるために、めっきされる。たとえば、ニッケルめっきされる。
導電層40および43に使用される導電材料は、銅などの任意の高導電率材料であることが好ましい。中央層41は、絶縁層40および43を互いに絶縁するために、任意のよい電気絶縁体とすることができ、セラミック、好ましくはAl23とすることができる。別の例として、AlNおよびSiNを使用することもできる。
層40および43は、任意の所望の厚さ、通常は300μmとされる。また、300μmと600μmの間の任意の所望の厚さとされることがある。このようなDBC材料は、市販されている。銅層40および43は電気的に絶縁されていなければならないが、一方の層で生成された熱が、絶縁バリヤ41を介して、他方の導電層に流れることができるように、熱的に通じていなければならない半導体デバイスモジュールに、一般に使用されている。
本発明によれば、くぼみ50は、通常は約100μm未満の厚さとすることができるはんだ層35と、通常は約100μm未満まで薄くすることができるダイ31とを受けるのに十分な深さを有する。図1の例では、ダイは、約70μmの厚さであり、はんだ35は、約100μmの厚さであり、表面51と絶縁層41の上面との間に、130μmの厚さの銅のウェブが残される。
ダイ31は、くぼみ50の表面51に適切にはんだ付けされ、ダイ31の上面は、リム52の最上部とほぼ同一平面である。はんだバンプ33および34は、この平面の上に突き出し、その結果、このパッケージを反転でき、接点バンプを、ワイヤボンドの必要なしに、回路基板上のトレースにはんだ付けすることができる。
代替案では、はんだ付け可能パッドを、後のはんだ取付のために、はんだバンプの代わりに使用することができる。
ダイ31の動作中に、ダイ31で生成された熱は、セラミック41を介して銅層40に伝導され、銅層40は、このパッケージから熱を散逸することができる。具体的には、銅層40をヒートシンクに熱的に接続することができ、このヒートシンクは、ドレイン35および導電層40から電気的に絶縁される。
比較的大きいギャップが、ダイ31の外周とリム52の内側表面との間に存在しているが、この空間は、製造のたやすさ、および便宜さを発揮するべく、最小の寸法まで減らすことができる。さらに、残りのギャップを、絶縁ビードによって充てんすることができる。
図3は、位置3Aおよび3Bのダイ31に関する2つの他の可能な方向を概略的に示す。
銅層43のリム52は、図1〜図3では、馬蹄形またはU字形として示されている。他の構成を使用することもできる。たとえば、図4では、図1〜図3の構成要素に似た構成要素が、同一の符号で示され、層43内のくぼみ50は、リム52によって完全に囲まれている。
図4Aは、リム43の両端が除去されるか開かれて、それぞれ、ゲート接点34およびソース接点33への接触が単純化されているもう1つの実施形態を示す。さらに、図4Aの実施形態では、成形中またはゲル充てん中に、空気を含む可能性が小さい。
図5および図6は、本発明のもう1つの実施形態を示す。以下すべての図面についてそうであるように、同一の符号は、類似する構成要素を示している。
図5および図6には、ひっくり返され、そのため、ソースバンプおよびゲートバンプ(または、IGBTもしくは類似物の同等のバンプ)が、くぼんだ平坦な表面51に面するようにされた、図1から図4のダイ31が示されている。したがって、図5および図6では、図1から図4の上側銅層43が、それぞれのリムセグメント52aおよび52bと平坦なくぼみ基部51aおよび51bとを有するセグメント43aおよび43bに分離されている。
短い舌65が、くぼみ本体51bから延びている。ひっくり返されたダイ31をはんだ付けすることができ、ソースバンプ33は、表面51aにはんだ付けされ、ゲートバンプ34は、表面51bにはんだ付けされ、最上部導電層43a〜43b内のギャップ66によって、ソースバンプ33から絶縁されている。
図7および図8は、少なくとも1つの抵抗性電流シャントが、パッケージ70(図8)内に形成されている、本発明のもう1つの実施形態を示す。図7の絶縁層41は、銅層40および43がそれに接着される前に、ドリル加工または他の形で形成されるスルー開口71を有する。スルー開口71は、層40および43が絶縁体41に接着された後に形成することもできる。適当な導電性材料72(図8)が、開口71を充てんして、層40および43を接続し、シャント抵抗を形成している。
必要なシャント抵抗は、適用例に応じて、任意の抵抗値とされ、所望の約0.1mΩより大きいサイズにすることができる。シャント抵抗の値は、シャント内の許容できる電力損失と、シャント抵抗72にまたがる電圧降下73との間の妥協である。シャント72が、パッケージ70の熱経路と一体化され、ダイ31のヒートシンク、または他の熱管理冷却によって、自動的に冷却されることに留意されたい。
シャント72の抵抗は、スルーホール71の幾何形状および長さと、シャント材料72の固有抵抗とに依存する。ホール71は、円形の断面を有しているが、任意の他の形状を有することができる。その長さは、絶縁層の厚さと等しく、この厚さは、Al23などのセラミックの時に、300μmから600μmである。
シャント72に使用される材料は、任意の所望の導体、たとえば、銅またははんだとすることができ、あるいは、比較的低い熱抵抗係数を有するマンガニンなどの材料とすることができる。
絶縁層21の表面にわたって、均等に、または対称に分布されている複数の平行のシャントを、関連するダイ電極の下になる、図7で破線の円72a、72b、72cによって示されるように使用することもできる。これにより、より低いインダクタンス、より大きいシャント電流、およびより均等なシャント電流分布という利点を提供する。
次に、図9〜図11を参照する。ダイ取付中に、図8のデバイスまたはパッケージ70の表面51に、ダイ31をしっかり位置付け、ダイの縁がフレーム52に接触しないようにする、はんだ止め構造が示されている。複数のくぼみまたはディンプル80は、ダイ取付リフロープロセス中に、ダイを自己整列するために、ダイ31の所望の位置の回りに形成される。ディンプル80は、セラミック41に達する丸い底部形状を有することが好ましい。
絶縁用ラッカー、または他のはんだ止めを、フレーム52の内側で使用することも可能である。図示のように、フラックスを有するはんだペースト(これも使用することができる)ではなく、プリフォーム35を使用して「スムーズソルダ(smooth solder)」プロセスを使用することができる。
はんだプリフォーム35を使用する時には、はんだプロセスを、フォーミングガス雰囲気内で実行し、はんだ付けプロセス中のDBC金属製容器の内側でのダイの強い移動を避けることができる。しかし、ディンプル80は、はんだ止めとして働き、銅とセラミックとの間の温度サイクリング中の接着力に関する金属製容器の内部の応力解放ももたらす。
パッケージコストを最小にするために、図8の個々のパッケージ70(または図1の30)を、DBCカード上で同時に形成し、その後、そのカードからシンギュレートすることができる。したがって、DBCカード90を図12に示す。そのようなカードは、13cm×18cm(5”×7”)または10cm×15cm(4”×6”)などのサイズで作られ、最上部銅層および最下部銅層と共に連続的な中央セラミック層41を有する。
これらの層を、同時にマスクし、エッチングして、前の図のように、最上部層にくぼみ52を有し、シャント72およびディンプル80(図9および図10)などの他の特徴を有する個々のパッケージ70(または30)を画定することができる。パッケージおよびパッケージ間のストリート(street)95のパターン形成の後に、さまざまなダイ31を、パッケージ位置にロードすることができる。
ダイ31が組み立てられ、定位置にはんだ付けされる前に、シャントをテストすることができ、パッケージをシンギュレートする前に、各パッケージをテストすることができる。さらに、パッケージにロードされたダイは、MOSFET、IGBT、ダイオード、および類似物の組合せなど、多様なダイとすることができる。
歩留まり損失を減らすために、シリコンダイまたは他のダイを、めいめいのパッケージ内に取り付ける前に、シャント72値をテストすることが非常に望ましい。テストをウェハレベルで実行した後、DBC金属製容器を、ソーイング、ダイシング、またはストリート95での物理的破断によって、シンギュレートすることができる。
パッケージを、複数のパッケージのクラスタで一体化することができることに留意されたい。2つのパッケージクラスタが、図12の右半分に示されており、このクラスタを、図14に関して説明するように取り付けることができる。
ビアを、カード90上の選択されたパッケージ位置で、およびパッケージのクラスタの選択された位置で、省略できることに留意されたい。
カード90上でのパッケージの形成は、顧客へのパッケージの出荷に関する利益をもたらす。したがって、カードを、手付かずで顧客に出荷し、ユーザの場所でユーザによってシンギュレートすることができる。カードを、出荷のために、適切なフォイルによって保護することができ、エンドユーザによるパッケージの簡単な折り千切り、または一体化のために、事前に線を刻みつけることができる。
図13〜図22は、電流制御用の集積回路の包含を含むマルチデバイスパッケージ内のパッケージ30および70のさまざまな応用例を示す。
図13には、上側のパターン形成された導電層111、最下部導電層112、および熱伝導セラミック絶縁層113を有する最下部DBC基板110が示されている。DBC支持体110の最下部導電層112を、大きいヒートシンク120に、はんだ121によってはんだ付けするか、他の形で接着によって接続する。ヒートシンク120は、水冷式の大きい銅ブロックとすることができる。セラミック層113は、パターン形成された導電層111を、ヒートシンク120から電気的に絶縁する。
DBC 110を、IMS(絶縁金属基板)構造体によって置換できることに留意されたい。
DBC 110上の導電パターン111は、図示のように、パッケージ30を受ける。導体43は、はんだ層130によって、パターン111にはんだ付けされ、ソースバンプ33は、図示のように、パターンにはんだ付けされる。ゲートバンプは、図13には示されていない位置で、パターン111上の絶縁されたパターン形成されたランドに、はんだ付けされる。パターン111は、所望により、2つのパッケージ30を相互に接続して、ハーフブリッジまたは類似物など、所望の回路を形成している。
さらなる導電ヒートシンクまたは板131を、はんだ、または導電性接着剤によって、デバイス30の導電セグメントに取り付けて、デバイス30に追加の両面冷却を提供することができる。導電板131は、絶縁層31によって、デバイス30から電気的に絶縁される。
図14は、図13のアセンブリと似ているが、共通のセラミック層141を有する2つのデバイス30のクラスタ140が、パターン形成された導電層111上に取り付けられているアセンブリを示す。クラスタ140は、たとえばシャント72を伴うか、または伴わない、たとえば図12の右下に示したものとすることができる。
図15は、デバイス30について、図13の形で取り付けられたシャント72を有する図8のデバイス70のアセンブリを示す。図15には、それぞれ左側のデバイス70の銅層40、およびパターン形成された導体111に接続された端子150および151を含む外部バスバー、またはリードフレームが示されている。端子150および151は、外部回路への接続用の端子を提供し、端子150は、インバータおよび類似物などの切替えに必要な、DCバスキャパシタまたは他の構成要素を取り付けるための回路網の第2レベルを形成することができる。
端子150および151は、望みに応じて、角度付きとすることができ、あるいは、まっすぐの導体とすることができ、DBC 110の境界を超えて延びる。デバイス31のゲートをドライバICに接続するため、または、パターン形成された導体111上の温度センサ、電圧センサ、および電流センサなどのセンサへの接続を確立するために、より小さい信号コネクタを設けることもできる。
図16は、デバイス70および30がDBC 110上に取り付けられている、図13および図15のアセンブリに似たアセンブリを示す。図16には、追加の銅接点150と、板151を導体40および150に、したがってパターン形成された導体111にはんだ付けするためのはんだ層152を有する金属板151も示されている。板151は、自動車で重要な、追加のEMIフィルタ網の必要を減らすEMIスクリーニングプレートとして働く。板151は、パッケージ30および70に対する上側ヒートシンクとしても働く。
図17は、図16のパッケージを示す。このパッケージでは、概略的に示されたICダイ160が、はんだ161によって、デバイス70の上に取り付けられ、導電トレース(図示せず)上のワイヤボンド162、163によって、デバイス70内のダイ31にワイヤボンディングされている。
ボール接点171を有するもう1つの制御ICダイ170が、デバイス30の上に取り付けられ、図示されていないトレースによってダイ31に接続されている。IC160および170は、ゲートドライバ、モータードライバ、モーションコントロールIC、入出力通信IC、および類似物など、マイクロコントローラ機能までの任意の所望のタイプとすることができる。
トレース接続は、絶縁層41を通るビアによって形成することができる。より具体的には、ICダイ160は、はんだ161によって導体40に裏側をはんだ付けされ、その後、ダイ31にワイヤボンディングされる。裸のIC 170は、デバイス30の上にフリップチップはんだ付けされ、このデバイス30は、IC 170のボールグリッドアレイと一致する適切に構成されたパターンを有する。
図18は、事前にパッケージ化されたIC 180および181が、それぞれ、図17の裸のダイ160および170の代わりに使用されている2つのデバイス30を有する、図17のアセンブリに似たアセンブリを示す。図示されていないビアフィードスルーを使用して、IC 180および181から、ダイ31への接続を行うことができる。
図19は、コンポジット140で2つのDBC金属製容器に、はんだ付けされてパッケージ化されたIC 190を有する図14のアセンブリを示す。銅層40の表面は、複数のIC端子191、192(2つだけを図示)と一致し、これを受けるように、適切にパターン形成される。
図20は、導電層40のパターン形成された最上部に、および導電パターン111に接続される導体201にIC 200が接続されている、単一のデバイス72のデバイスアセンブリを示す。外部インターフェース端子202が、はんだ203によって層40にはんだ付けされ、他の外部要素を受けることができる。この配置は、IC 200が、シャント72での電圧降下を測定し、図示されない適切な予測回路に供給し、これを制御することを可能にする。
図21は、ダイ31内の電流および電圧を分析し、適切な制御機能を開始するために、はんだまたは接着剤211によって導体40の上に固定され、パッド(図示せず)層40に電気的に接続された電力デバイス31の制御用の能動受動構成要素を回路210基板が含む、図17の構成を示す。パターン111にはんだ付けされた接点212も、スマートボード210に接続される。
図22は、EMIスクリーニングプレート220が追加され、外部電力端子221、222も追加された、図21のアセンブリに似たアセンブリを示す。
重要なことは、モールドコンパウンド230が、パッケージをカプセル化するために追加されていることである。類似するモールドコンパウンドを、前に説明した他のアセンブリに適用することができる。
以上本発明を、その特定の実施形態に関して説明したが、多数の他の変形形態、および修正形態、ならびに他の用途が、当業者に明白であると思う。したがって、本発明は、本明細書の特定の開示によって限定されるものではない。
本発明のパッケージの平面図である。 図1の切断線2−2における、図1の断面図である。 パッケージの半導体ダイの別の方位を示す、図1および図2の分解透視図である。 本発明のパッケージの別の構造を示す平面図である。 本発明のパッケージの別の構造を示す平面図である。 ダイが反転されている、図1〜図3のパッケージのもう1つの代替案を示す平面図である。 図5の実施形態を示す分解透視図である。 抵抗性シャントビアがDBC基板内に形成されている、本発明のもう1つの実施形態を示す平面図である。 DBCウェハの上側銅層内のくぼみ内のMOSFETダイをさらに示す、図7の切断線8−8に沿う断面図である。 図2と似ているが、はんだリフロー中にダイを位置決めするためのはんだ止めディンプルをさらに含む、本発明のパッケージを示す断面図である。 図9の平面図である。 DBCウェハ内の複数の抵抗性シャントビアを有する図9のパッケージを示す分解透視図である。 本発明のパッケージをウェハスケールで処理でき、個別に、または選択されたグループで一体化できるDBCカードを示す図である。 上側ヒートシンクをも伴う共通ヒートシンク上の複数のパッケージのアセンブリを示す図である。 隣接するパッケージが、DBCの共通中央絶縁層を共用する、図13のアセンブリに似たアセンブリを示す図である。 抵抗性ビアシャントおよびパッケージ用の金属インターフェース端子を有する少なくとも2つのパッケージのアセンブリを示す図である。 EMIスクリーニングプレートがパッケージの上にあり、1つのデバイスが抵抗性シャントを有する、図13のアセンブリに似たアセンブリを示す図である。 個々のデバイスの上に取り付けられた制御集積回路(IC)を有する、図16のアセンブリに似たアセンブリを示す図である。 電力デバイスの上に固定されたパッケージ化されたICを有するアセンブリを示す図である。 2つのデバイスに共通する1つのICを有する、本発明の新規のパッケージのもう1つのアセンブリを示す図である。 抵抗性ビアシャントを有する電力デバイスの最上部接点と最下部接点の両方にICが接触する、もう1つのアセンブリを示す図である。 電力デバイスの上に取り付けられ、これに接続された回路基板を有する、本発明の新規なアセンブリを示す図である。 EMIスクリーン、「スマート」回路基板、およびプラスチック成形本体を有する、本発明による新規なアセンブリを示す図である。
符号の説明
30 半導体デバイス
31 半導体ダイ
32 ハウジング
33 はんだバンプ
34 はんだバンプ
35 はんだプリフォーム
40 最下部導電層
41 絶縁層
43 最上部導電層
43a セグメント
43b セグメント
50 くぼみ
51 最下部表面
51a くぼみ基部
51b くぼみ基部
52 リム
52a リムセグメント
52b リムセグメント
65 舌
66 ギャップ
70 パッケージ
71 スルーホール
72 導電性材料
72a 破線の円
72b 破線の円
72c 破線の円
73 電圧降下
80 ディンプル
90 DBCカード
95 ストリート
110 最下部DBC基板
111 導電層
112 最下部導電層
113 熱伝導セラミック絶縁層
120 ヒートシンク
121 はんだ
130 はんだ層
131 導電ヒートシンクまたは板
140 クラスタ
141 セラミック層
150 端子
151 端子
152 はんだ層
160 ICダイ
161 はんだ
162 ワイヤボンド
163 ワイヤボンド
170 制御ICダイ
171 ボール接点
180 IC
181 IC
190 IC
191 IC端子
192 IC端子
200 IC
201 導体
202 外部インターフェース端子
203 はんだ
210 回路
211 はんだまたは接着剤
212 接点
220 EMIスクリーニングプレート
221 外部電力端子
222 外部電力端子
230 モールドコンパウンド

Claims (50)

  1. 平坦で平行な第1のおよび第2の表面の上に電極を有する半導体ダイと、前記ダイを支持する金属製容器とを有する半導体デバイスパッケージであって、前記支持金属製容器が、最上部のおよび最下部の平行な表面と、それぞれ前記最上部のおよび最下部の表面上の最上部のおよび最下部の導電層とを有する薄い絶縁本体を含み、前記最上部導電層が、平坦な最下部ウェブ表面を画定するその中のくぼみと、前記平坦な最下部ウェブ表面の周囲の少なくとも一部の回りに延びる直立したリム部分とを有し、前記ダイは、第2表面上の前記電極が前記平坦な最下部ウェブ表面に機械的におよび電気的に固定された状態で、前記くぼみの中に配置され、前記ダイの前記第1表面は、前記リム部分の最上部自由表面と同一面である半導体デバイスパッケージ。
  2. 前記ダイは、シリコンMOSgatedデバイス、またはIGBTであり、かつ前記電極は、それぞれ、ソース電極およびドレイン電極である、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ。
  3. 前記第1電極は、前記リムの平面を超えて延びるバンプ接点である、請求項2に記載の半導体デバイスパッケージ。
  4. 前記第1電極は、はんだ付け可能なパッドである、請求項2に記載の半導体デバイスパッケージ。
  5. 前記支持金属製容器は、DBCウェハであり、前記絶縁本体は、セラミックであり、前記最上部のおよび最下部の接点は、銅である、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ。
  6. 前記最下部接点は、約300μmの厚さを有する銅であり、前記くぼみは、前記ダイの厚さと前記ダイの最下部の前記電極の厚さとの合計と等しい深さを有する、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ。
  7. 前記絶縁本体は、約600μm厚であり、前記最上部のおよび最下部の接点は、ともに約300μm厚である、請求項5に記載の半導体デバイスパッケージ。
  8. 前記リムは、概ねU字形である、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ。
  9. 前記ダイの第2表面上の電極は、前記くぼみの表面にはんだ付けされている、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ。
  10. 前記支持金属製容器は、DBCウェハであり、前記絶縁性本体は、セラミックであり、前記最上部のおよび最下部の接点は、銅である、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ。
  11. 前記最下部接点は、約300μmの厚さを有する銅であり、前記くぼみは、前記ダイの厚さと前記ダイの最下部の前記電極の厚さとの合計と等しい深さを有する、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ。
  12. 前記リムは、おおむねU字形である、請求項5に記載の半導体デバイスパッケージ。
  13. 前記リムの両端は開いている、請求項5に記載の半導体デバイスパッケージ。
  14. 前記ダイの第2表面上の電極は、前記くぼみの表面にはんだ付けされる、請求項5に記載の半導体デバイスパッケージ。
  15. 分離ストリートによって分離された、同一の横方向の間隔を有する複数の半導体パッケージを含むウェハスケールDBCカードであって、前記各パッケージは、それぞれ、平坦で平行な第1のおよび第2の表面、および各表面の上に位置する、電極を有する半導体ダイと、前記ダイを支持する支持金属製容器とを有し、前記支持金属製容器は、最上部のおよび最下部の平行な表面と、それぞれ前記最上部のおよび最下部の表面上の最上部のおよび最下部の導電層とを有する薄い絶縁本体を有し、前記最上部導電層は、平坦な最下部ウェブ表面を画定するその中のくぼみと、前記平坦な最下部ウェブ表面の周囲の少なくとも一部の回りに延びる直立したリム部分とを有し、前記ダイは、第2表面上の前記電極が前記平坦な最下部ウェブ表面に機械的におよび電気的に固定された状態で、前記くぼみの中に配置され、前記ダイの前記第1表面は、前記リム部分の最上部自由表面と同一平面であり、前記絶縁本体は、前記カードの面積全体にわたって連続的であり、これにより、前記絶縁本体は、前記パッケージを互いに分離するために、前記ストリートの区域で切断可能となっている、ウェハスケールDBCカード。
  16. 前記各パッケージにおける前記ダイは、シリコンMOSgatedデバイスであり、前記電極は、それぞれ、ソース電極およびドレイン電極であり、前記第1電極は、前記リムの平面を超えて延びるバンプ接点である、請求項15に記載のウェハスケールDBCカード。
  17. 前記パッケージのそれぞれにおいて、前記最下部接点は銅であり、前記最下部接点は、約300μmの厚さを有し、前記くぼみは、前記ダイの厚さと前記ダイの最下部の前記電極の厚さとの合計と等しい深さを有する、請求項16に記載のウェハスケールDBCカード。
  18. 前記パッケージのそれぞれにおいて、前記リムは、おおむねU字形の形状を有する、請求項16に記載のウェハスケールDBCカード。
  19. 前記パッケージのそれぞれにおいて、前記リムは、前記ダイの両側にある、請求項16に記載のウェハスケールDBCカード。
  20. 前記パッケージのそれぞれにおいて、前記第2表面上の前記電極は、前記くぼみの表面にはんだ付けされている、請求項16に記載のウェハスケールDBCカード。
  21. 前記ウェブ表面上の前記ダイを囲み、前記ダイを、前記平坦な最下部ウェブ表面上の所定の位置に位置付ける、ダイ位置位置付け構造体をさらに含む、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ。
  22. 前記ダイ位置位置付け構造体は、前記ウェブ内に、間隔を有する複数のくぼみを有する、請求項21に記載の半導体デバイスパッケージ。
  23. 前記ダイの第2表面上の前記電極は、前記くぼみの表面にはんだ付けされている、請求項21に記載の半導体デバイスパッケージ。
  24. 前記ダイの第2表面上の前記電極は、前記くぼみの表面にはんだ付けされている、請求項22に記載の半導体デバイスパッケージ。
  25. 前記絶縁本体内の少なくとも1つのビアと、前記ビア内の、前記第2表面上の前記電極と前記最下部導電層との間に電気的に接続された抵抗性シャント材料とをさらに含む、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ。
  26. 前記絶縁本体内の少なくとも1つのビアと、前記ビア内の、前記第2表面上の電極と前記最下部導電層との間に電気的に接続された抵抗性シャント材料とをさらに含む、請求項2に記載の半導体デバイスパッケージ。
  27. 前記絶縁本体内の少なくとも1つのビアと、前記ビア内の、前記第2表面上の前記電極と前記最下部導電層との間に電気的に接続された抵抗性シャント材料とをさらに含む、請求項5に記載の半導体デバイスパッケージ。
  28. 前記絶縁本体内の少なくとも1つのビアと、前記ビア内の、前記第2表面上の前記電極と前記最下部導電層との間に電気的に接続された抵抗性シャント材料とをさらに含む、請求項9に記載の半導体デバイスパッケージ。
  29. 前記パッケージのうちの少なくとも1つの前記絶縁本体は、前記絶縁本体内の少なくとも1つのビアと、前記ビア内の、前記第2表面上の電極と前記最下部導電層との間に電気的に接続された抵抗性シャント材料とを有する、請求項15に記載のウェハスケールDBCカード。
  30. 前記パッケージのそれぞれにおいて、前記第2表面上の前記電極は、前記くぼみの表面にはんだ付けされている、請求項29に記載のウェハスケールDBCカード。
  31. 平坦な表面を有するヒートシンク本体をさらに有し、前記支持金属製容器の最下部表面上の前記導電層は、前記ヒートシンクの平坦な表面に電気的におよび機械的に固定されている、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ。
  32. 前記ヒートシンク内の流体冷却材チャネルをさらに含む、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ。
  33. 前記ダイは、シリコンMOSgatedデバイスであり、前記電極は、それぞれソース電極およびドレイン電極である、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ。
  34. 前記支持体はDBCウェハであり、前記絶縁本体はセラミックであり、前記最上部のおよび最下部の接点は銅である、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ。
  35. 前記ダイの第2表面上の電極は、前記くぼみの表面にはんだ付けされる、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ。
  36. 前記絶縁本体内の少なくとも1つのビアと、前記ビア内の第2表面上の電極と、前記最下部導電層との間に電気的に接続された抵抗性シャント材料とをさらに含む、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ。
  37. 前記ヒートシンクの平坦な表面に固定され、前記パッケージのそれぞれの最上部のおよび最下部の電極が、互いに間隔を置かれた状態で、他のパッケージから横に間隔を置かれた、前記第1パッケージと同一の第2パッケージをさらに含む、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ。
  38. 前記パッケージのそれぞれの絶縁本体は、前記本体のそれぞれに共通する連続層である、請求項37に記載の半導体デバイスパッケージ。
  39. 前記パッケージのそれぞれの最上部導電層の最上部に固定され、これを電気的に接続する共通の平坦な導電ヒートシンクをさらに含む、請求項37に記載の半導体デバイスパッケージ。
  40. 前記パッケージのそれぞれの最上部導電層の最上部に固定され、これを電気的に接続する共通の平坦な導電ヒートシンクをさらに含む、請求項38に記載の半導体デバイスパッケージ。
  41. 前記絶縁本体内の少なくとも1つのビアと、前記ビア内の、前記第2表面上の前記電極と最下部導電層との間に電気的に接続された抵抗性シャント材料とをさらに含む、請求項37に記載の半導体デバイスパッケージ。
  42. 前記パッケージのそれぞれの絶縁本体は、前記本体のそれぞれに共通する連続層である、請求項4に記載の半導体デバイスパッケージ。
  43. 前記パッケージのそれぞれの最上部導電層の最上部に固定され、これを電気的に接続する共通の平坦な導電ヒートシンクをさらに含む、請求項4に記載の半導体デバイスパッケージ。
  44. 前記ダイの最上部表面上の電極に接続された、少なくとも1つの端子を有する集積回路デバイスをさらに含む、請求項1に記載の半導体デバイスパッケージ
  45. 前記ダイの最上部表面上の電極に接続された、少なくとも1つの端子を有する集積回路デバイスをさらに含む、請求項14に記載の半導体デバイスパッケージ
  46. 前記ダイの最上部表面上の電極に接続された、少なくとも1つの端子を有する集積回路デバイスをさらに含む、請求項25に記載の半導体デバイスパッケージ
  47. 前記ダイの最上部表面上の電極に接続された、少なくとも1つの端子を有する集積回路デバイスをさらに含む、請求項30に記載のウェハスケールDBCカード
  48. 前記ダイの最上部表面上の電極に接続された、少なくとも1つの端子を有する集積回路デバイスをさらに含む、請求項3に記載の半導体デバイスパッケージ
  49. 前記パッケージのうちの1つの上に取り付けられ、前記パッケージのうちの前記1つの最上部電極に接続された、1つの端子を有する集積回路デバイスをさらに含む、請求項37に記載の半導体デバイスパッケージ
  50. 前記パッケージのうちの1つの上に取り付けられ、前記パッケージのうちの1つの最上部電極に接続された、1つの端子を有する集積回路デバイスをさらに含む、請求項46に記載の半導体デバイスパッケージ
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Families Citing this family (137)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8018056B2 (en) 2005-12-21 2011-09-13 International Rectifier Corporation Package for high power density devices
US7508012B2 (en) * 2006-01-18 2009-03-24 Infineon Technologies Ag Electronic component and method for its assembly
US7768075B2 (en) * 2006-04-06 2010-08-03 Fairchild Semiconductor Corporation Semiconductor die packages using thin dies and metal substrates
US7687882B2 (en) * 2006-04-14 2010-03-30 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for integrated circuit having multiple dies with at least one on chip capacitor
US7573112B2 (en) * 2006-04-14 2009-08-11 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for sensor having capacitor on chip
US7880283B2 (en) * 2006-04-25 2011-02-01 International Rectifier Corporation High reliability power module
US20080013298A1 (en) 2006-07-14 2008-01-17 Nirmal Sharma Methods and apparatus for passive attachment of components for integrated circuits
US20080266801A1 (en) * 2007-04-30 2008-10-30 Rockwell Automation Technologies, Inc. Phase change cooled power electronic module
US7683477B2 (en) * 2007-06-26 2010-03-23 Infineon Technologies Ag Semiconductor device including semiconductor chips having contact elements
US20090284213A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Power module layout for automotive power converters
US20090243012A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Micron Technology, Inc. Electromagnetic interference shield structures for semiconductor components
JP5206102B2 (ja) * 2008-05-08 2013-06-12 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US8093670B2 (en) * 2008-07-24 2012-01-10 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for integrated circuit having on chip capacitor with eddy current reductions
US20100052424A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Taylor William P Methods and apparatus for integrated circuit having integrated energy storage device
US20110133732A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for enhanced frequency response of magnetic sensors
US9088226B2 (en) 2010-10-19 2015-07-21 Electronics Motion Systems Holding Limited Power module for converting DC to AC
US9252782B2 (en) * 2011-02-14 2016-02-02 Qualcomm Incorporated Wireless chipset with a non-temperature compensated crystal reference
JP5588895B2 (ja) * 2011-02-28 2014-09-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワー半導体モジュール,パワー半導体モジュールの製造方法及び電力変換装置
US9343440B2 (en) * 2011-04-11 2016-05-17 Infineon Technologies Americas Corp. Stacked composite device including a group III-V transistor and a group IV vertical transistor
US8350376B2 (en) 2011-04-18 2013-01-08 International Rectifier Corporation Bondwireless power module with three-dimensional current routing
US9001518B2 (en) 2011-04-26 2015-04-07 International Rectifier Corporation Power module with press-fit clamps
US8804340B2 (en) * 2011-06-08 2014-08-12 International Rectifier Corporation Power semiconductor package with double-sided cooling
ITMI20111214A1 (it) 2011-06-30 2012-12-31 St Microelectronics Srl Dispositivo di potenza a spessore ridotto
ITMI20111216A1 (it) 2011-06-30 2012-12-31 St Microelectronics Srl Dispositivo elettronico di potenza ad elevata dissipazione di calore e stabilita?
ITMI20111218A1 (it) 2011-06-30 2012-12-31 St Microelectronics Srl Dispositivo di potenza ad elevata velocita? di commutazione
US8723311B2 (en) * 2011-06-30 2014-05-13 Stmicroelectronics S.R.L. Half-bridge electronic device with common heat sink on mounting surface
ITMI20111217A1 (it) 2011-06-30 2012-12-31 St Microelectronics Srl Sistema contenitore/dissipatore per componente elettronico
ITMI20111213A1 (it) 2011-06-30 2012-12-31 St Microelectronics Srl Dispositivo elettronico a semi-ponte con dissipatore di calore ausiliario comune
ITMI20111208A1 (it) 2011-06-30 2012-12-31 St Microelectronics Srl Sistema con dissipatore di calore stabilizzato
ITMI20111219A1 (it) 2011-06-30 2012-12-31 St Microelectronics Srl Sistema con dissipatore di calore condiviso
US8987777B2 (en) 2011-07-11 2015-03-24 International Rectifier Corporation Stacked half-bridge power module
US8653635B2 (en) * 2011-08-16 2014-02-18 General Electric Company Power overlay structure with leadframe connections
JP5579928B2 (ja) * 2011-11-04 2014-08-27 パナソニック株式会社 半導体装置およびその製造方法
DE112011105802B4 (de) * 2011-11-04 2022-07-21 Denso Corporation Leistungsmodul, elektrischer Leistungswandler und Elektrofahrzeug
DE102011055223B3 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Unmittelbare Kontaktierung eines Energiespeichers oder einer Last mittels eines elektronischen Lastschalters
US9209176B2 (en) * 2011-12-07 2015-12-08 Transphorm Inc. Semiconductor modules and methods of forming the same
US8679900B2 (en) * 2011-12-14 2014-03-25 Stats Chippac Ltd. Integrated circuit packaging system with heat conduction and method of manufacture thereof
US8629539B2 (en) 2012-01-16 2014-01-14 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having non-conductive die paddle
US8648643B2 (en) 2012-02-24 2014-02-11 Transphorm Inc. Semiconductor power modules and devices
US9362267B2 (en) 2012-03-15 2016-06-07 Infineon Technologies Americas Corp. Group III-V and group IV composite switch
US9812588B2 (en) 2012-03-20 2017-11-07 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material
US9666788B2 (en) 2012-03-20 2017-05-30 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame
US9494660B2 (en) 2012-03-20 2016-11-15 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame
US10234513B2 (en) 2012-03-20 2019-03-19 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material
US9128125B2 (en) * 2012-06-14 2015-09-08 Micrel, Inc. Current sensing using a metal-on-passivation layer on an integrated circuit die
US9299630B2 (en) * 2012-07-30 2016-03-29 General Electric Company Diffusion barrier for surface mount modules
US8941208B2 (en) 2012-07-30 2015-01-27 General Electric Company Reliable surface mount integrated power module
US9275938B1 (en) 2012-08-31 2016-03-01 Cree Fayetteville, Inc. Low profile high temperature double sided flip chip power packaging
US9095054B1 (en) * 2012-10-12 2015-07-28 Arkansas Power Electronics International, Inc. High temperature equalized electrical parasitic power packaging method for many paralleled semiconductor power devices
US9407251B1 (en) 2012-12-07 2016-08-02 Cree Fayetteville, Inc. Method for reworkable packaging of high speed, low electrical parasitic power electronics modules through gate drive integration
US8872328B2 (en) 2012-12-19 2014-10-28 General Electric Company Integrated power module package
US8987876B2 (en) 2013-03-14 2015-03-24 General Electric Company Power overlay structure and method of making same
US10269688B2 (en) 2013-03-14 2019-04-23 General Electric Company Power overlay structure and method of making same
US8921989B2 (en) 2013-03-27 2014-12-30 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North, America, Inc. Power electronics modules with solder layers having reduced thermal stress
US9411025B2 (en) 2013-04-26 2016-08-09 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame and a magnet
US9099861B2 (en) * 2013-05-23 2015-08-04 Inpaq Technology Co., Ltd. Over-voltage protection device and method for preparing the same
AT514085B1 (de) * 2013-06-11 2014-10-15 Austria Tech & System Tech Leistungsmodul
CN103354227B (zh) * 2013-06-18 2016-08-17 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 堆叠封装器件
US9537425B2 (en) 2013-07-09 2017-01-03 Transphorm Inc. Multilevel inverters and their components
DE112014004770B4 (de) 2013-10-17 2022-10-13 Wolfspeed, Inc. Hochspannungs-Leistungs-Chipmodul
US9077335B2 (en) * 2013-10-29 2015-07-07 Hrl Laboratories, Llc Reduction of the inductance of power loop and gate loop in a half-bridge converter with vertical current loops
WO2015079808A1 (ja) * 2013-11-29 2015-06-04 シャープ株式会社 半導体装置
US9349709B2 (en) 2013-12-04 2016-05-24 Infineon Technologies Ag Electronic component with sheet-like redistribution structure
US9536800B2 (en) 2013-12-07 2017-01-03 Fairchild Semiconductor Corporation Packaged semiconductor devices and methods of manufacturing
US9653386B2 (en) * 2014-10-16 2017-05-16 Infineon Technologies Americas Corp. Compact multi-die power semiconductor package
US9741635B2 (en) * 2014-01-21 2017-08-22 Infineon Technologies Austria Ag Electronic component
EP3100301B1 (en) 2014-01-30 2019-11-06 Cree Fayetteville, Inc. Low profile, highly configurable, current sharing paralleled wide band gap power device power module
US9426883B2 (en) 2014-01-30 2016-08-23 Cree Fayetteville, Inc. Low profile, highly configurable, current sharing paralleled wide band gap power device power module
DE102014203899B4 (de) 2014-03-04 2024-03-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und elektrische Baugruppe zum Wandeln einer Gleichspannung in eine Wechselspannung
DE102014205958A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-01 Lemförder Electronic GmbH Halbleiterschaltelementanordnung und Steuergeräteinrichtung für ein Fahrzeug
JP6312527B2 (ja) * 2014-05-23 2018-04-18 新日本無線株式会社 放熱板を備えた電子部品の実装構造
JP2016012720A (ja) * 2014-06-03 2016-01-21 住友ベークライト株式会社 金属ベース実装基板および金属ベース実装基板実装部材
US9543940B2 (en) 2014-07-03 2017-01-10 Transphorm Inc. Switching circuits having ferrite beads
US9590494B1 (en) 2014-07-17 2017-03-07 Transphorm Inc. Bridgeless power factor correction circuits
JP6333693B2 (ja) * 2014-09-30 2018-05-30 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
DE102014223361A1 (de) * 2014-11-17 2016-05-19 Robert Bosch Gmbh Elektromotor mit einem Leistungsmodul
DE102014118080B4 (de) * 2014-12-08 2020-10-15 Infineon Technologies Ag Elektronisches Modul mit einem Wärmespreizer und Verfahren zur Herstellung davon
US9418921B2 (en) 2014-12-15 2016-08-16 Industrial Technology Research Institute Power module
US9240370B1 (en) 2014-12-15 2016-01-19 Industrial Technology Research Institute Power module
CN104490052A (zh) * 2014-12-26 2015-04-08 贵阳康祥浩科技有限公司 一种提包
JP6019367B2 (ja) * 2015-01-13 2016-11-02 株式会社野田スクリーン 半導体装置
CN105990265B (zh) * 2015-02-26 2019-04-05 台达电子工业股份有限公司 功率转换电路的封装模块及其制造方法
EP3065172A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-07 Nxp B.V. Semiconductor device
JP6637065B2 (ja) 2015-03-13 2020-01-29 トランスフォーム インコーポレーテッド 高電力回路のためのスイッチングデバイスの並列化
DE102015208348B3 (de) * 2015-05-06 2016-09-01 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsmodul sowie Verfahren zum Herstellen eines Leistungsmoduls
US9941234B2 (en) 2015-05-28 2018-04-10 Ut-Battelle, Llc Integrated packaging of multiple double sided cooling planar bond power modules
US9468087B1 (en) * 2015-07-13 2016-10-11 Texas Instruments Incorporated Power module with improved cooling and method for making
US10128174B2 (en) * 2015-07-24 2018-11-13 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor component and method of manufacture
WO2017062056A1 (en) 2015-10-09 2017-04-13 Hrl Laboratories, Llc GaN-ON-SAPPHIRE MONOLITHICALLY INTEGRATED POWER CONVERTER
US9839146B2 (en) 2015-10-20 2017-12-05 Cree, Inc. High voltage power module
US10411498B2 (en) 2015-10-21 2019-09-10 Allegro Microsystems, Llc Apparatus and methods for extending sensor integrated circuit operation through a power disturbance
CN106684076B (zh) * 2015-11-05 2019-09-06 台达电子企业管理(上海)有限公司 封装结构及其制造方法
US10002829B2 (en) * 2015-11-30 2018-06-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US10051742B2 (en) 2015-12-10 2018-08-14 Industrial Technology Research Institute Power module and manufacturing method thereof
JP6928560B2 (ja) * 2016-02-12 2021-09-01 古河電気工業株式会社 サブマウント、半導体素子実装サブマウント、および半導体素子モジュール
US9589917B1 (en) 2016-03-21 2017-03-07 Raytheon Company Microwave monolithic integrated circuit (MMIC) having integrated high power thermal dissipating load
US10365303B2 (en) 2016-04-28 2019-07-30 Texas Instruments Incorporated Shunt strip
US20170323708A1 (en) 2016-05-03 2017-11-09 Texas Instruments Incorporated Component sheet and method of singulating
US10335875B2 (en) 2016-05-26 2019-07-02 Texas Instruments Incorporated Methods and devices for dicing components from a sheet of copper alloy
US10062636B2 (en) * 2016-06-27 2018-08-28 Newport Fab, Llc Integration of thermally conductive but electrically isolating layers with semiconductor devices
US10256178B2 (en) 2016-09-06 2019-04-09 Fairchild Semiconductor Corporation Vertical and horizontal circuit assemblies
US10319648B2 (en) 2017-04-17 2019-06-11 Transphorm Inc. Conditions for burn-in of high power semiconductors
GB2561921A (en) * 2017-04-28 2018-10-31 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd MEMS Device and process
DE102017208147B4 (de) * 2017-05-15 2021-12-30 Schweizer Electronic Ag Elektronisches Bauteil und Leiterplatte mit diesem elektronischen Bauteil
KR102153159B1 (ko) * 2017-06-12 2020-09-08 매그나칩 반도체 유한회사 전력 반도체의 멀티칩 패키지
US10720380B1 (en) 2017-06-13 2020-07-21 Starlet R. Glover Flip-chip wire bondless power device
US10319670B2 (en) 2017-10-20 2019-06-11 Semiconductor Components Industries, Llc Package including multiple semiconductor devices
US10553517B2 (en) 2018-01-18 2020-02-04 Semiconductor Components Industries, Llc High power module semiconductor package with multiple submodules
US10354979B1 (en) 2018-02-12 2019-07-16 Raytheon Company Microcircuit card assembly including dual-sided cooling paths
CN110246808B (zh) * 2018-03-09 2021-08-10 南京银茂微电子制造有限公司 具有降低的结温的功率模块及其制造方法
US10438877B1 (en) 2018-03-13 2019-10-08 Semiconductor Components Industries, Llc Multi-chip packages with stabilized die pads
DE102018107094B4 (de) 2018-03-26 2021-04-15 Infineon Technologies Austria Ag Multi-Package-Oberseitenkühlung und Verfahren zu deren Herstellung
US11444000B2 (en) * 2018-04-14 2022-09-13 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Charger
TWI789400B (zh) * 2018-03-29 2023-01-11 澳門商萬國半導體(澳門)股份有限公司 充電器
US10978897B2 (en) 2018-04-02 2021-04-13 Allegro Microsystems, Llc Systems and methods for suppressing undesirable voltage supply artifacts
IT201800004209A1 (it) * 2018-04-05 2019-10-05 Dispositivo semiconduttore di potenza con relativo incapsulamento e corrispondente procedimento di fabbricazione
US10991670B2 (en) 2018-09-28 2021-04-27 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device assemblies including spacer with embedded semiconductor die
US11075137B2 (en) 2018-05-02 2021-07-27 Semiconductor Components Industries, Llc High power module package structures
DE102018207308B4 (de) * 2018-05-09 2020-07-02 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauteil mit integriertem shunt-widerstand und verfahren zu dessen herstellung
TW202005020A (zh) * 2018-05-28 2020-01-16 艾姆勒車電股份有限公司 Igbt模組散熱結構
USD908632S1 (en) 2018-09-17 2021-01-26 Cree Fayetteville, Inc. Power module
US11107753B2 (en) * 2018-11-28 2021-08-31 Semiconductor Components Industries, Llc Packaging structure for gallium nitride devices
IT201900013743A1 (it) 2019-08-01 2021-02-01 St Microelectronics Srl Dispositivo elettronico di potenza incapsulato, in particolare circuito a ponte comprendente transistori di potenza, e relativo procedimento di assemblaggio
TWI698969B (zh) * 2019-08-14 2020-07-11 朋程科技股份有限公司 功率元件封裝結構
US10991644B2 (en) 2019-08-22 2021-04-27 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a low profile
CN112447614A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 朋程科技股份有限公司 功率器件封装结构
CN110491857A (zh) * 2019-09-18 2019-11-22 深圳爱仕特科技有限公司 一种适用于高压功率器件模块封装的dbc结构
DE102019126623B4 (de) * 2019-10-02 2024-03-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Patentabteilung Leistungselektronische Schalteinrichtung mit einer Vergussmasse
CN110993507B (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 江苏富乐德半导体科技有限公司 一种减少覆铜陶瓷基板母板翘曲的方法
WO2021112590A2 (ko) * 2019-12-05 2021-06-10 주식회사 아모센스 전력반도체 모듈
US11901248B2 (en) 2020-03-27 2024-02-13 Intel Corporation Embedded die architecture and method of making
WO2022005134A1 (ko) * 2020-07-03 2022-01-06 주식회사 아모센스 파워모듈
CN111933604B (zh) * 2020-07-08 2021-07-27 南京晟芯半导体有限公司 一种提高半导体场效应晶体管芯片短路能力的结构及方法
IT202000016840A1 (it) 2020-07-10 2022-01-10 St Microelectronics Srl Dispositivo mosfet incapsulato ad alta tensione e dotato di clip di connessione e relativo procedimento di fabbricazione
KR20220100275A (ko) 2021-01-08 2022-07-15 김태완 한약재 찌꺼기를 이용한 표층개량제
US11211373B1 (en) * 2021-02-22 2021-12-28 United Silicon Carbide, Inc. Double-sided chip stack assembly
KR20240068192A (ko) * 2022-11-10 2024-05-17 주식회사 아모그린텍 파워모듈용 세라믹 기판 및 그 제조방법

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3710193A (en) * 1971-03-04 1973-01-09 Lambda Electronics Corp Hybrid regulated power supply having individual heat sinks for heat generative and heat sensitive components
GB2146174B (en) 1983-09-06 1987-04-23 Gen Electric Hermetic power chip packages
JPH04103150A (ja) * 1990-08-23 1992-04-06 Mitsubishi Materials Corp Ic実装構造
JPH0590444A (ja) 1991-09-26 1993-04-09 Toshiba Corp セラミツクス回路基板
JP3170005B2 (ja) * 1991-10-29 2001-05-28 株式会社東芝 セラミック回路基板
US6828600B2 (en) * 1997-05-09 2004-12-07 Eupec Europaeische Gesellschaft Fuer Leistungshalbleiter Mbh Power semiconductor module with ceramic substrate
US6475747B2 (en) * 1997-10-28 2002-11-05 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Method for detecting Cryptosporidium parvum oocysts
JP3080049B2 (ja) * 1997-11-17 2000-08-21 日本電気株式会社 集積回路チップの実装構造および方法
US6359331B1 (en) * 1997-12-23 2002-03-19 Ford Global Technologies, Inc. High power switching module
US6072248A (en) 1998-08-05 2000-06-06 Muise; Christopher Russel Method of and system for externally and remotely disabling stolen or unauthorized operated vehicles by pursuing police and the like
US6072240A (en) * 1998-10-16 2000-06-06 Denso Corporation Semiconductor chip package
DE10156626A1 (de) 2001-11-17 2003-06-05 Bosch Gmbh Robert Elektronische Anordnung
US6703703B2 (en) * 2000-01-12 2004-03-09 International Rectifier Corporation Low cost power semiconductor module without substrate
US6624522B2 (en) 2000-04-04 2003-09-23 International Rectifier Corporation Chip scale surface mounted device and process of manufacture
JP3851760B2 (ja) * 2000-07-04 2006-11-29 松下電器産業株式会社 半導体装置、その実装方法、電子回路装置の製造方法及び該製造方法により製造された電子回路装置
US6503780B1 (en) * 2000-07-05 2003-01-07 Amkor Technology, Inc. Wafer scale image sensor package fabrication method
JP2002094192A (ja) * 2000-09-12 2002-03-29 Denki Kagaku Kogyo Kk 回路基板の冷却構造
US6348726B1 (en) * 2001-01-18 2002-02-19 National Semiconductor Corporation Multi row leadless leadframe package
US6469384B2 (en) 2001-02-01 2002-10-22 Fairchild Semiconductor Corporation Unmolded package for a semiconductor device
JP2002246515A (ja) * 2001-02-20 2002-08-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
FR2822591A1 (fr) 2001-03-22 2002-09-27 Commissariat Energie Atomique Assemblage de composants d'epaisseurs diverses
KR100446277B1 (ko) * 2001-11-08 2004-09-01 페어차일드코리아반도체 주식회사 반도체 전력용 모듈 및 그 제조방법
JP4066644B2 (ja) * 2001-11-26 2008-03-26 株式会社豊田自動織機 半導体装置、半導体装置の配線方法
JP3813098B2 (ja) * 2002-02-14 2006-08-23 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
JP3853263B2 (ja) 2002-07-08 2006-12-06 Necエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP4146321B2 (ja) 2003-09-25 2008-09-10 株式会社東芝 セラミックス回路基板
US7169248B1 (en) * 2005-07-19 2007-01-30 Micron Technology, Inc. Methods for releasably attaching support members to microfeature workpieces and microfeature assemblies formed using such methods
US8018056B2 (en) 2005-12-21 2011-09-13 International Rectifier Corporation Package for high power density devices
TWI473183B (zh) * 2007-06-19 2015-02-11 Invensas Corp 可堆疊的積體電路晶片的晶圓水平表面鈍化
US20110210956A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 Dev Alok Girdhar Current sensor for a semiconductor device and system
EP2613351B1 (en) * 2010-09-02 2019-08-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Semiconductor module
KR101321282B1 (ko) * 2011-06-17 2013-10-28 삼성전기주식회사 전력 모듈 패키지 및 이를 구비한 시스템 모듈
US8963321B2 (en) * 2011-09-12 2015-02-24 Infineon Technologies Ag Semiconductor device including cladded base plate
US8466541B2 (en) * 2011-10-31 2013-06-18 Infineon Technologies Ag Low inductance power module
US8531004B1 (en) * 2012-06-14 2013-09-10 Micrel, Inc. Metal-on passivation resistor for current sensing in a chip-scale package

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