使用分立半导体部件的半导体功率模块的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]使用直接键合铜(“DBC”)衬底来构造一些电子模块。可由具有将铜直接键合至陶瓷绝缘体的一面上的陶瓷绝缘体来形成DBC衬底。尽管DBC衬底提供半导体芯片的增强的热回复性(thermal resilience)，但是DBC衬底大大地增加了在组装之前测试元件的难度。另外，DBC衬底部件的组装成本相对于非DBC部件较高。而且，当较难成比例改变(scale)形成在DBC衬底上的元件。更特别的是，当将部件安装至DBC衬底时，较难成比例改变可能包含在一个器件上的元件数量。此外可获得的电路拓扑结构的数量会受到限制。本公开是针对这些问题的。
【发明内容】
[0002]下文是简单的概述以提供对文中描述的一些实施例的基本理解。该概述不是泛泛的综述，且意图不是确定关键/紧要元件或描述其范围。其唯一目的是以简单的形式描述一些概念作为后面出现的更详细说明的序言。
[0003]各种实施例总体涉及由多个分立半导体部件形成的电子器件，该半导体部件相对于传统的技术能够提供增强的热回复性。根据本公开的各种实施例的该电子器件可改变比例以提供各种不同部件和/或电路拓扑结构，同时相对于传统技术仍能保特热回复性。
[0004]在一个实施例中，分立电子器件安装在基板上，优选地具有远离该基板定位的电导线。典型地将电子器件理解为用在电子系统中以影响电子或电场的物理实体。该基板可包括热导材料，例如铜，以使得热远离内部绝缘分立电子器件来传导。
[0005]在一个实施例中，使用诸如螺丝、弹簧夹等机械固定件将该器件安装在基板上。在一个实施例中，每个器件具有形成为相对于基板呈90度角的电导线以提供通孔印刷电路板(“PCB”)安装。该组件可被焊接至PCB中，该PCB提供所需的特定拓扑结构。一个或多个专用热沉被安装到基板上。可通过注射模制(injected molded)或者使用密封剂的灌封(pottedusing encapsulant)来二次模制(overmold)该整体组件。
【附图说明】
[0006]图1是描述根据本公开的至少一个实施例排列的电子器件的底视图的框图。
[0007]图2是描述图1的电子器件的侧视图的框图。
[0008]图3是描述根据本公开的至少一个实施例排列的电子器件的框图，该电子器件由密封剂进行灌封。
[0009]图4是描述根据本公开的至少一个实施例排列的电子器件的框图，该电子器件由绝缘体进行过浇铸。
[0010]图5是描述根据本公开的至少一个实施例排列的电子器件的框图，该电子器件可操作性地连接至PCB。
[0011 ]图6是描述根据本公开的至少一个实施例排列的电子器件的框图，该电子器件可操作性地连接至PCB并由封装体进行灌封。
[0012]图7是描述根据本公开的至少一个实施例排列的电子器件的框图，该电子器件可操作性地连接至PCB并由绝缘体进行二次模制。
【具体实施方式】
[0013]现在，本公开自此以后将参照附图进行更充分的描述。但是应当理解，前述的权利要求可以以多种不同形式来实施并且不应该被解释为限于文中所提出的实施例。相反地，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，且将所要求保护的主题范围传达给本领域技术人员。在附图中，类似的附图标记自始至终代表类似的元件。
[0014]图1-2示出了从多个分立电子器件120-a形成的电子器件100。特别地，图1示出了器件100的底视图而图2示出了器件100的侧视图。应当理解，本文中使用的“一个”可以指任何正整数。而且，尽管图1-2示出了分立电子器件120-1至120-6，本文不限制于这些示例。更特别地，器件100可包括任意数量的分立电子器件120。
[0015]更特别地转向图1，该电子器件100包括分立电子器件120-1、120-2、120-3、120-4、120-5和120-6 ο 一般地，该分立电子器件120_a可是多种电子器件中的任一，例如电阻器、电容器、半导体闸流管、二极管、晶体管、天线、电机器件、压电器件等。而且，该分立电子器件120-a可是多种分立电路中的任一，例如放大器、振荡器、转换器等。
[0016]在一些示例中，该分立电子器件是内部彼此绝缘的。更特别地，每个分立电子器件120-a是与其它器件120-a电绝缘的。在一些示例中，该分立电子器件120-a可具有操作为内部绝缘该器件的铸件(casting) ο该铸件可由金属、塑料、玻璃、陶瓷或其它绝缘材料制成。
[0017]内部绝缘的一些优点包括抗撞击和腐蚀保护，对于(用于将该电子器件连接至外部电路的)接触管脚或引线的稳定保持，以及消散器件中产生的热。此外，在该器件100中采用内部绝缘的分立电子器件120-a的优势是每个分立电子器件120-a可在器件100被装配和/或完全形成之前被测试。
[0018]该器件100还包括基板140。每个分立电子器件120-a固定至该基板140。图1-2示出通过螺丝130-a将该分立电子器件120-a固定至该基板。特别地，示出分立电子器件120-1至120-6分别采用螺丝130-1至130-6来固定。然而，在本文不限于该示例。特别地，该分立电子器件120-a可通过多种技术中的任意一种来固定至基板140，例如铆定、卷夹、焊接、锡焊、铜焊、胶带、接合或采用粘合剂(例如，热树脂等)。
[0019]—般地，基板140可包括多种热传导材料中的任意一种。例如，基板140可是铜、银、金、铝、铁、钢、黄铜、青铜、水银、石墨或包含这些或其他热导材料中的一种或多种的合金。
[0020]应当理解，该分立电子器件120-a可包括任意数量的电导线110-ab，其中导线数量取决于每个独立的分立电子器件120-a的特性。可是，为了方便和清楚，示出的分立电子器件120-a具有三(3)个电导线110-ab。特别地，分立电子器件120-1包括电导线110-11、HO-12 和 110-13。分立电子器件 120-2 包括电导线 110-21、 110-22 和 110-23。分立电子器件 120-3包括电导线110-31、110-32和110-33。分立电子器件120-4包括电导线110-41、110-42和110-43。分立电子器件120-5包括电导线110-51、110-52和110-53。分立电子器件120-6包括电导线110-61、110-62和110-63。每个分立电子器件120可是诸如半导体晶闸管、二极管、晶体管的电子器件或其它类型电子器件的电子器件。每个分立电子器件120是内部绝缘的，意味着其具有由金属、塑料、玻璃、陶瓷或其它材料制成的铸件。每个分立电子器件120可包括各自在硅片中蚀刻成的分立元件。
[0021]热界面材料150被示出在该分立电子器件120-a和基板140之间。热界面材料150可以是具有类似油脂特性的粘性流体物质，其通过填充由于分离电子器件120-a与基板140之间的表面中的不完整性引起的气隙，而增加了基板140和分离电子器件120-a的热导率，从而允许进一步的热消散。在一个示例中，热界面材料150包括悬浮在硅树脂热组合物中的金属氧化物和氮化物颗粒。在其它示例中，热界面材料150包括水、热油脂、氧化铝、氧化锌、钢、氟化钠铝、铜、银、蓝宝石、氧化铍、氮化铝、氧化锌、二氧化硅、镓或其它材料。
[0022]图3从侧视图描绘电子器件300。图3示出了分别通过螺丝130-1和130-2固定至基板140的分立电子器件120-1和120-2。可是本文并不限于这些示例。特别地，该分立电子器件120-a可通过多种技术中的任一固定至基板140，例如，铆定、卷夹、焊接、锡焊、铜焊、胶带、接合或采用粘合剂(例如，热树脂等)。
[0023]应当理解，该分立电子器件120-a可包括任意数量的电导线110-ab，其中导线数量取决于每个独立的分立电子器件120-a的特性。可是，为了方便和清楚，示出的分立电子器件120-a具有电导线110-1和110-2。在该示例中，电导线110-1和110-2定位为远离基板140。
[0024]在正常工作期间，该分立电子器件120-a产生大量的热。如果不去除该分立电子器件120-a在工作期间产生的热，则该分立电子器件120-a或靠近它们的其它电子器件将会过热，导致损坏该分立电子器件120-a，损坏它们附近的器件，或引起性能退化。在该示例中，专用热沉310已经安装至基板140，以辅助散热。需要平衡热沉310的散热需求与其它因素。如果热沉的热膨