[发明专利]包括安装在DCB衬底上的分立器件的模块及制造模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括安装在DCB衬底上的分立器件（discrete device）的模块及制造该模块的方法。 

背景技术

在半导体模块中，未封装的半导体芯片（包括集成电路）常常直接安装在DCB（direct copper bonding，直接铜键合）衬底上。由铝制成的键合线（bond wire）用于将半导体芯片的接触垫接合至DCB衬底。由于所述键合线在这种模块的生产和工作过程中易于损坏的事实，所以所述键合线就限制了模块的制造产量和工作时间。 

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种模块，包括：直接铜键合（DCB）衬底；以及安装在DCB衬底上的分立器件，其中，分立器件包括：引线框架；安装在引线框架上的半导体芯片；以及覆盖半导体芯片的封装材料。 

进一步地，该模块还包括：金属载体，其中，DCB衬底安装在金属载体上；以及壳体，其中，壳体布置在金属载体上并且容纳DCB衬底和分立器件。 

进一步地，该模块还包括金属夹，其中，金属夹的一端附接至DCB衬底，并且金属夹的另一端布置在壳体外部。 

进一步地，金属夹的布置在壳体外部的端部是外部接触元件。 

进一步地，半导体芯片具有第一表面、以及与第一表面相对的第二表面，其中，在第一表面上布置有第一电极，并且在第二表面上布置有第二电极。 

进一步地，半导体芯片包括由碳化硅制成的衬底。 

进一步地，该模块还包括安装在DCB衬底上的另一半导体芯片。 

进一步地，半导体芯片包括由碳化硅制成的半导体芯片，并且另一半导体芯片包括由硅制成的衬底。 

进一步地，该模块还包括嵌入分立器件的硅凝胶层。 

进一步地，该模块还包括沉积在硅凝胶层上的环氧树脂层。 

进一步地，该模块还包括安装在DCB衬底上的另一分立器件。 

进一步地，DCB衬底包括由两个铜层包围的陶瓷层。 

进一步地，半导体芯片是功率MOSFET、IGBT、JFET以及功率双极晶体管中的一者。 

进一步地，分立器件是表面安装器件（SMD）。 

根据本发明的第二方面，提供了一种模块，包括：金属载体；安装在金属载体上的直接铜键合（DCB）衬底；安装在DCB衬底上的表面安装器件（SMD）；壳体，其中，壳体布置在金属载体上并且容纳DCB衬底和 SMD；以及至少一个金属夹，其中，至少一个金属夹的一端附接至DCB衬底，并且至少一个金属夹的另一端布置在壳体外部。 

根据本发明的第三方面，提供了一种用于制造模块的方法，该方法包括：设置包括半导体芯片的分立器件；将分立器件安装在直接铜键合（DCB）衬底上；以及将至少一个金属夹安装在DCB衬底上，其中，至少一个金属夹的一部分是模块的外部接触元件。 

进一步地，分立器件包括电端子，DCB衬底包括结构化铜层，并且将分立器件安装在DCB衬底上包括将分立器件的电端子附接至DCB衬底的结构化铜层。 

进一步地，该方法还包括：将DCB衬底安装在金属载体上；以及在金属载体上放置壳体，其中，壳体容纳DCB衬底和分立器件。 

进一步地，该方法还包括在将分立器件安装在DCB衬底上之前制造分立器件。 

进一步地，制造分立器件包括：设置引线框架；将半导体芯片安装在引线框架上；以及用封装材料覆盖半导体芯片。 

进一步地，该方法还包括在将分立器件安装在DCB衬底上之后用硅凝胶覆盖分立器件。 

进一步地，该方法还包括在硅凝胶层上沉积环氧树脂。 

进一步地，半导体芯片是功率MOSFET、IGBT、JFET以及功率双极晶体管中的一者。 

进一步地，分立器件是表面安装器件（SMD）。 

根据本发明的第四方面，提供了一种方法，该方法包括：设置金属载体；在金属载体上安装直接铜键合（DCB）衬底；在DCB衬底上安装表面安装器件（SMD）；将至少一个金属夹的第一部分附接至DCB衬底；以及在金属载体上放置壳体，壳体容纳DCB衬底和SMD，其中，所述至少一个金属夹的第二部分布置在壳体外部。 

附图说明