[发明专利]用于器件封装的系统和方法

说明书

本公开的各实施例涉及用于器件封装的系统和方法。一种封装功率器件，包括陶瓷封装主体，该陶瓷封装主体包括具有第一面积的顶部漏极焊盘、具有第二面积的顶部源极焊盘、以及具有第三面积的顶部栅极焊盘，第二面积小于第一面积，第三面积小于第二面积；功率器件，具有被附连到顶部漏极焊盘的底部表面、被耦合到顶部源极焊盘的管芯源极焊盘、以及被耦合到顶部栅极焊盘的管芯栅极焊盘；以及陶瓷盖，该陶瓷盖被附连到陶瓷封装主体以形成经封装的功率器件。

技术领域

本发明总体涉及用于器件封装的系统和方法。

背景技术

表面安装器件(SMD)封装可以用于容纳半导体器件，并将其直接连接到印刷电路板(PCB)。由于表面安装器件可以提供的各种优点，大量的电子电路设计使用SMD封装。例如，在需要高可靠性的军事和空间应用(如高性能车辆、飞机、航天飞机和卫星)中，SMD封装可以在极端或恶劣环境中提供必要的鲁棒性，同时提供益处(诸如更小的尺寸、更轻的重量和优异的热性能等)。

然而，SMD封装的普及受到了在SMD封装外壳的不同部分中使用的不同材料之间以及SMD封装与PCB材料之间的热膨胀系数(CTE)不相容性的阻碍。例如，传统SMD封装可以包括金属合金侧壁和陶瓷基底。尽管金属合金和陶瓷材料在室温下可能具有基本匹配的CTE，但是它们的CTE会随着温度的升高而急剧发散。在制造过程和热循环期间，当侧壁和基底都膨胀和收缩时，热应力会在侧壁与基底之间积聚。此外，当传统SMD封装被安装到PCB上时，传统SMD封装与PCB之间的CTE不匹配可能向SMD封装引入安装应力。这些应力会导致SMD封装的疲劳和开裂，反而导致SMD封装的气密性损失，并损坏SMD封装内部的半导体器件和电路。

因此，需要通过提供半导体封装(诸如SMD封装)来克服这种缺点和不足，半导体封装能够显著减少由于热应力和安装应力而导致的半导体封装的疲劳和开裂。

发明内容

一种封装包括陶瓷封装主体，该陶瓷封装主体包括内部腔部分和外部部分；具有第一面积的顶部漏极焊盘、具有第二面积的顶部源极焊盘、以及具有第三面积的顶部栅极焊盘，其中第二面积不同于第一面积，第三面积不同于第二面积，顶部漏极焊盘、顶部源极焊盘和顶部栅极焊盘被布置在内部腔部分的底表面上，并且其中顶部漏极焊盘、顶部源极焊盘与顶部栅极焊盘通过陶瓷封装主体的陶瓷材料彼此隔离；以及具有第四面积的底部漏极焊盘、具有第五面积的底部源极焊盘、以及具有第六面积的底部栅极焊盘，并且其中第五面积不同于第四面积，第六面积不同于第五面积，底部漏极焊盘、底部源极焊盘和底栅极焊盘被布置在外部部分的主表面上，并且其中底部漏极焊盘、底部源极焊盘与底部栅极焊盘通过陶瓷封装主体的陶瓷材料彼此隔离，并且其中顶部漏极焊盘和底部漏极焊盘通过至少一个漏极焊盘过孔耦合在一起，顶部源极焊盘和底部源极焊盘通过至少一个源极焊盘过孔耦合在一起，顶部栅极焊盘和底部栅极焊盘通过至少一个栅极焊盘过孔耦合在一起。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中：

图1示出了根据实施例的陶瓷封装主体的顶视图；

图2示出了图1的陶瓷封装主体的底部立体视图；

图3示出了图1的陶瓷封装主体的顶部立体视图，示出了进一步的内部细节，诸如顶部焊盘与底部焊盘之间的过孔；

图4示出了包括图1的陶瓷封装主体以及被附连到陶瓷封装主体的盖的经组装的封装的顶部立体视图；

图5示出了图4的经组装的封装的底部立体视图；

图6A、图6B、图6C、图6D和图6E示出了图4的经组装的封装的各种附加的视图；

图7A示出了根据实施例的包括半导体器件的陶瓷封装主体的横截面侧视图；

图7B示出了还包括被附接到半导体器件和封装的接合线的图7A的陶瓷封装主体的横截面侧视图；