[发明专利]用于高功率密度应用的功率转换器

说明书

一种功率半导体封装包括一个引线框架、一个半导体芯片和一个模制封装。所述引线框架包括升高的部分，所述升高的部分包括源极部分；排水部分；以及多个引线。半导体芯片包括布置在引线框架上的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。半导体芯片包括源极电极、漏极电极和栅极电极。半导体芯片的源极电极与引线框的升高部分的源极部分电连接和机械连接。半导体芯片用作低端场效应晶体管，作为通过第一热界面材料连接到散热器的翻转芯片。高端场效应晶体管通过第二热界面材料连接到散热器。低端场效应晶体管和高端场效应晶体管安装在印刷电路板上。

技术领域

本发明一般涉及一种用于高功率密度应用的功率转换器。更具体地说，本发明涉及一种功率转换器，具有减少电磁干扰(EMI)发射的散热器。

背景技术

近几年来，功率转换器的功率密度目标已提高到更高的水平。高功率密度应用指每立方米超过1200千瓦。例如，功率密度为1500千瓦/立方米的USB-C充电器被视为一种高功率密度应用。例如，功率密度为3000千瓦/立方米的电动汽车车载充电器被视为一种高功率密度应用。如图1所示，两个场效应晶体管(FET)通常串联连接，作为功率转换器应用的高端FET和低端FET。针对高功率密度应用的功率转换器的要求不仅包括FET组件级，还包括转换器组件级，更低的封装寄生电容和电感；降低电磁干扰(EMI)噪声；更好的散热能力；以及更容易的印刷电路板设计。

传统的功率转换器在高功率密度应用中会遇到高EMI噪声。这导致开关频率降低(例如，降低到75％)和热界面材料厚度增加(例如，从50微米到100微米)，从而降低散热效率、功率密度和功率转换器效率。改进功率转换器以满足高功率密度应用的挑战，是十分必要的。

发明内容

本发明公开了一种功率半导体封装，包括引线框架、半导体芯片和模制封装。所述引线框架包括升高的部分，所述升高的部分包括源极部分；排水部分；以及多个引线。半导体芯片包括布置在引线框架上的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。半导体芯片包括源极电极、漏极电极和栅极电极。半导体芯片的源极电极与引线框的升高部分的源极部分电连接和机械连接。

半导体芯片用作低端场效应晶体管，作为通过第一热界面材料连接到散热器的翻转芯片。高端场效应晶体管通过第二热界面材料连接到散热器。低端场效应晶体管和高端场效应晶体管安装在印刷电路板上。

附图说明

图1表示一种传统的功率转换器的电路图。

图2A表示一种传统的功率半导体封装的仰视图，图2B表示其侧视图，图2C表示其俯视图。

图3A表示在本发明的示例中，一种功率半导体封装的仰视图，图3B表示其侧视图，图3C表示其俯视图。

图4表示在本发明的示例中，一个印刷电路板、一个低端场效应晶体管、一个高端场效应晶体管以及一个散热器。

图5A表示在本发明的示例中，图3A、3B和3C所示的带有虚线中的模制封装的功率半导体封装的俯视图，图5B表示其侧视图。

图6A、6B、6C和6D表示在本发明的示例中，模拟的EMI数据。

具体实施方式