[发明专利]半导体模块及其通过扩展嵌入技术的制造方法

说明书

技术领域

在此所述的实施例总体涉及半导体模块，并且更具体地涉及诸如在功率转换器电路中采用的半导体功率芯片，以及制造半导体模块的方法。

背景技术

在许多电子系统中，需要采用类似DC/DC转换器、AC/DC转换器或DC/AC转换器的转换器以便于产生类似例如将要由电动机驱动电路所使用的电流、电压和/或频率。如前所述的转换器电路通常包括一个或多个半桥电路，每一个由诸如功率MOSFET器件的两个半导体功率开关提供，以及与晶体管器件并联的诸如二极管的其他部件，以及诸如电感器和电容器的无源部件。功率MOSFET器件的开关切换可以由半导体控制芯片控制。转换器电路的数个部件可以原则上提供为安装在印刷电路板上的单个部件。备选地，部件的配对或者所有部件可以容纳在单个外壳中以形成多芯片模块，其可以具有的优点在于简化了在电路板上整个转换器电路的组装以及可以减小电路板上所需的空间。然而，关于在晶体管、二极管和无源部件之间形成互连仍然是重要的问题。特别地，存在特定需求以提供具有伴随有低寄生电感的短路互连的半导体芯片模块，以及此外提供具有改进的或者满足散热特性的半导体功率模块。

发明内容

根据半导体模块的一个实施例，半导体模块包括载件，布置在载件上的多个半导体芯片，布置在半导体芯片之上的封装层，以及布置在封装层之上的金属化层。金属化层包括多个金属区域，其形成了在半导体芯片的选定芯片之间的电连接。

根据半导体模块的另一实施例，半导体模块包括载件，布置在载件上的多个半导体晶体管芯片，布置在载件上的多个半导体二极管芯片，以及布置在半导体晶体管芯片和半导体二极管芯片之上的封装层。封装层包括连接至半导体晶体管芯片和半导体二极管芯片的过孔连接。半导体模块进一步包括金属化层，其包括与过孔连接相连接的多个金属区域。

根据用于制造半导体模块的方法的一个实施例，方法包括：提供载件；施加至少一个半导体芯片至载件上；在至少一个半导体芯片和载件之上施加封装层；形成进入封装层的过孔连接，过孔连接与至少一个半导体芯片和载件连接；以及在封装层之上施加金属化层，金属化层包括与过孔连接相连接的多个金属区域。

一旦阅读了以下详细说明书并且一旦查看了附图，本领域技术人员将知晓额外的特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对于实施例的进一步理解，并且附图包含在该说明书中并且构成了其一部分。附图示出了实施例并且与说明书一起用于解释实施例的原理。通过参考以下详细说明书，其他实施例以及实施例的许多有意优点将易于知晓，如它们变得更加易于理解。附图的元件无需按照相对比例绘制。相同的附图标记表示对应的相同部件。

图1示出了根据示例的包括晶体管和二极管的半导体模块的示意性截面侧视图。

图2A至图2J示出了用于说明通过扩展嵌入技术制造多个半导体芯片模块的方法的示意性侧视图和顶视图。

图3示出了包括六个晶体管和六个二极管的三相半导体转换器电路的示意性电路图。

图4A至图4B在侧视图(A)和顶视图(B)中示出了包括六个晶体管和六个二极管的半导体芯片模块的示例。

图5A至图5B在侧视图(A)和顶视图(B)中示出了用作基本单元并且包括一个晶体管和一个二极管的半导体芯片模块的示例。

具体实施方式

现在参照附图描述特征方面和实施例，其中全文中相同附图标记通常用于涉及相同的元件。在以下说明书中，为了解释说明的目的，列出了数个具体细节以便于提供对于实施例一个或多个特征方面的全面理解。然而，对于本领域技术人员而言可以明显的是，可以采用较少程度的具体细节而实现实施例的一个或多个特征方面。在其他情形下，示意性示出了已知的结构和元件以便于促进对实施例的一个或多个特征方面的描述。应该理解的是，可以采用其他实施例，并且可以不脱离本发明的范围而做出结构上或逻辑上的改变。应该进一步注意的是，附图并未也无需按照比例绘制。

在以下详细说明书中，参考了形成说明书一部分并且借由对其中可以实施本发明的具体特征方面的说明的方式而示出了附图。关于这一点，诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”等等的方向性术语可以用于参考所述附图的朝向。因为所述器件的部件可以以大量不同朝向而定位，方向性术语可以用于解释说明的目的并且绝非限定性。应该理解的是，可以采用其他特征方面，并且可以不脱离本发明的范围而做出结构上和逻辑上的改变。因此以下详细说明书并非视作限定性，并且由所附权利要求来限定本发明的范围。