[发明专利]半导体管芯、封装件及相关方法

说明书

本发明涉及半导体管芯、封装件及相关方法。本发明公开了一种方法，该方法包括在衬底上设置多个有源焊盘和至少一个机械支撑焊盘。该多个有源焊盘提供用于将该衬底机械接合到设置在半导体管芯上的至少一个器件接触焊盘的区域。该至少一个机械支撑焊盘提供用于将该衬底机械接合到设置在半导体管芯上的至少一个虚设器件接触焊盘的区域。该方法还包括通过在该多个有源焊盘和该至少一个器件接触焊盘之间，以及在该至少一个机械支撑焊盘和该至少一个虚设器件接触焊盘之间形成焊点，来将该衬底机械接合到该半导体管芯。

技术领域

本说明书涉及高功率器件模块封装件中的半导体管芯、封装件及相关方法。

背景技术

功率器件(例如，绝缘栅双极晶体管(IGBT))用作许多电功率转换系统中的开关器件。功率器件结合在功率模块中，用于不同工业和汽车应用。

在功率模块(例如，双侧冷却汽车高功率模块(AHPM))中，半导体器件管芯可附接到电路板(例如，直接敷铜(DBC)衬底)。DBC衬底可具有印刷电路板结构，该印刷电路板结构具有用于承载电流和电压信号的导电金属(例如，铜、铝)图案。

发明内容

本发明公开了一种在半导体管芯中形成的电子器件。在半导体管芯的表面上设置多个器件接触焊盘和虚设器件接触焊盘。该多个器件接触焊盘电连接到电子器件。该多个器件接触焊盘至少包括发射极接触焊盘和信号感测接触焊盘。除了由多个器件接触焊盘提供的区域之外，虚设器件接触焊盘还提供用于半导体管芯与衬底之间的焊点的区域。

在示例性实施方式中，虚设器件接触焊盘设置在表面上的与半导体器件的矢状轴相比更靠近半导体管芯的角部的位置处。

在示例性实施方式中，多个器件接触焊盘围绕矢状轴双对称地设置在半导体管芯的表面上，信号感测接触焊盘被包括在沿着半导体管芯的边缘成行地设置在表面上的多个信号感测接触焊盘中，并且虚设器件接触焊盘设置在沿着半导体管芯的边缘设置在表面上的多个信号感测接触焊盘的行的纵向端部上。

在示例性实施方式中，虚设器件接触焊盘与形成在半导体管芯中的电子器件电隔离。在一些示例性实施方式中，虚设器件接触焊盘经由器件接触焊盘中的一个器件接触焊盘电连接到电子器件。

本发明公开了一种封装件，该封装件包括接合到衬底的半导体管芯。焊盘的布局设置在衬底上的导电迹线上，该焊盘提供用于将衬底机械接合到半导体管芯的区域。焊盘的布局包括：多个有源焊盘，该多个有源焊盘提供与形成在半导体管芯中的电子器件的电连接；以及机械支撑焊盘，该机械支撑焊盘提供除由多个有源焊盘提供的区域之外的区域以用于将衬底机械接合到半导体管芯。

在示例性实施方式中，机械支撑焊盘将衬底的角部部分机械接合到半导体管芯。

在示例性实施方式中，多个有源焊盘包括至少一个发射极接触焊盘以及至少一个有源信号感测接触焊盘。该至少一个有源信号感测接触焊盘电连接到设置在半导体管芯上的行中的多个信号感测接触焊盘中的对应一个信号感测接触焊盘。

在示例性实施方式中，机械支撑焊盘围绕设置在半导体管芯上的多个信号感测接触焊盘的行的纵向端部设置。

在示例性实施方式中，机械支撑焊盘与形成在半导体管芯中的电子器件电隔离。

在一些示例性实施方式中，机械支撑焊盘经由设置在半导体管芯上的器件接触焊盘电连接到形成在半导体管芯中的电子器件。

一个或多个实施方式的细节在附随附图和以下描述中阐明。其他特征将从说明书和附图中以及从权利要求书中显而易见。

附图说明

图1、图2、图3示出了半导体管芯的顶表面上的器件接触焊盘的示例性布局。

图4、图5、图6示出了根据本文所述的实施方案的DBC衬底的平面图。

图7示出了双侧冷却器件封装件的剖面图。