[发明专利]多相半桥驱动器封装以及制造方法

说明书

一种半导体封装包括：多个半桥组件，每一个包括：金属引线、附着至金属引线的第一侧的第一功率晶体管管芯、以及设置在第一功率晶体管管芯下面且附着至与第一侧相对的金属引线的第二侧的第二功率晶体管管芯。每个金属引线具有缺口，其暴露在第二功率晶体管管芯的附着至金属引线的一侧处的一个或多个结合焊盘。该半导体封装还包括：控制器管芯，其被配置成控制功率晶体管管芯。每个功率晶体管管芯、每个金属引线和控制器管芯被嵌入模塑料中。在由对应金属引线中的缺口所暴露的每个第二功率晶体管管芯的该侧处的一个或多个结合焊盘和控制器管芯之间提供结合线连接。

技术领域

本公开涉及半导体封装的领域，并且具体地涉及多相半桥驱动器封装以及制造方法。

背景技术

多个功率晶体管和微控制器在小且薄的封装中的集成提出若干挑战。例如，多相无刷DC电动机要求高电流(例如在70A至120A之间)，以高温度(例如150℃以上)操作，并且消耗相当大的功率(例如高达500W)。用于此类应用的半桥驱动器生成必须通过封装来耗散的相当大的热量。常规的多相半桥驱动器通过将半桥功率晶体管管芯以及对应的控制器管芯附着至印刷电路板(PCB)来实现。此类解决方案具有大的占用空间并且不提供内置冷却特征。多相半桥驱动器的此类常规基于板的实现还遭受电压尖峰以及较高水平的EMI(电磁干扰)，这归因于管芯和板之间的高电感连接。

因此，存在对具有较小占用空间、更好热量耗散特性以及更低电感的改进的多相半桥驱动器封装解决方案的需要。

发明内容

根据一种半导体封装的实施例，该半导体封装包括：多个半桥，每个包括设置在第二功率晶体管管芯上的第一功率晶体管管芯；附着至每个半桥的第一功率晶体管管芯的底侧以及第二功率晶体管管芯的顶侧的单独的第一金属引线；附着至每个半桥的第一功率晶体管管芯的顶侧的单独的或单个第二金属引线；以及模塑料(moldcompound)，其中嵌入每个半桥和每个金属引线。每个第一金属引线从模塑料的侧面突出以形成半桥输出端子。每个第二金属引线从模塑料的侧面突出以形成第一半桥功率端子(powerterminal)。每个半桥的第二功率晶体管管芯的底侧的至少一部分没有被在模塑料的第一主面处的模塑料覆盖以形成第二半桥功率端子。每个第二金属引线的至少一部分没有被在与第一主面相对的模塑料的第二主面处的模塑料覆盖。

根据一种半导体封装的另一实施例，该半导体封装包括多个半桥组件，每个包括：金属引线、附着至金属引线的第一侧的第一功率晶体管管芯、以及设置在第一功率晶体管管芯下面且附着至与第一侧相对的金属引线的第二侧的第二功率晶体管管芯。每个金属引线具有缺口(notch)，其暴露在第二功率晶体管管芯的附着至金属引线的一侧处的一个或多个结合焊盘(bondpad)。该半导体封装进一步包括：控制器管芯，其被配置成控制第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯；模塑料，每个功率晶体管管芯、每个金属引线和控制器管芯嵌入其中；以及在由对应金属引线中的缺口所暴露的每个第二功率晶体管管芯的该侧处的一个或多个结合焊盘与控制器管芯之间的结合线连接。

根据一种制造半导体封装的方法的实施例，该方法包括：将单独的第一功率晶体管管芯附着至多个第一金属引线的第一侧；将单独的第二功率晶体管管芯附着至每个第一金属引线的第二侧，以使得每个第一功率晶体管管芯设置在第二功率晶体管管芯中的一个上并且电耦合至第二功率晶体管管芯以形成半桥；将单独的或单个第二金属引线附着至每个第一功率晶体管管芯的背对多个第一金属引线的一侧；以及将每个功率晶体管管芯和每个金属引线嵌入模塑料中。每个第一金属引线从模塑料的侧面突出以形成半桥输出端子。每个第二金属引线从模塑料的侧面突出以形成第一半桥功率端子。每个第二功率晶体管管芯的背对多个第一金属引线的一侧的至少一部分没有被在模塑料的第一主面处的模塑料覆盖以形成第二半桥功率端子。每个第二金属引线的至少一部分没有被在与第一主面相对的模塑料的第二主面处的模塑料覆盖。

在阅读下面的详细描述时，并且在查看附图时，本领域技术人员将认识到附加特征和优点。

附图说明