包括晶体管芯片模块和驱动器芯片模块的半导体封装以及其制造方法
【技术领域】
[0001]本文中所述示例总体涉及半导体封装，并且更具体地，涉及诸如在功率转换器电路中采用的那些之类的半导体封装，并且涉及用于制造半导体封装的方法。
【背景技术】
[0002]在很多电子系统中，需要采用像DC/DC转换器、AC/DC转换器、DC/AC转换器或者频率转换器那样的转换器，以便生成电流、电压和/或频率，以由像例如电机驱动电路那样的电子电路使用。如之前所提到的转换器电路通常包括一个或者多个半桥电路，每个半桥电路由两个诸如例如功率MOSFET器件之类的半导体功率开关提供；以及诸如并联连接到晶体管器件的二极管之类的进一步的部件；以及诸如电感和电容之类的无源部件。功率MOSFET器件的开关可以由一个或者多个半导体驱动器芯片控制。转换器电路的组件以及半导体驱动器芯片的组件以及还有被并入这些组件的单独部件在原则上可以被设置为安装在印刷电路板(PCB)上的单独部件。然而，存在如下总体趋势:节省PCB上的空间，以及因此提供在单独部件之间具有短互连以减少开关损耗以及寄生电感的集成半导体器件。
【发明内容】
[0003]根据本发明的第一方面，提供了一种半导体封装，其包括:第一半导体模块，其包括多个半导体晶体管芯片以及设置在半导体晶体管芯片上方的第一密封层；以及第二半导体模块，其设置在第一半导体模块上方，第二半导体模块包括多个半导体驱动器通道以及设置在半导体驱动器通道上方的第二密封层，半导体驱动器通道被配置为驱动半导体晶体管芯片。
[0004]根据第一方面的不例，第一半导体模块包括载体。
[0005]根据第一方面的示例，载体包括直接铜键合基板、直接铝键合基板以及有源金属钎焊基板的一个或者多个，其中基板包括陶瓷层或者电介质层。
[0006]根据第一方面的不例，载体包括第一上表面、与第一上表面相对的第二下表面以及连接第一表面和第二表面的侧面，其中第一密封层覆盖载体的第一上表面以及侧面。
[0007]根据第一方面的示例，第一半导体模块进一步包括多个半导体二极管芯片。
[0008]根据第一方面的示例，半导体晶体管芯片中的每一个与半导体晶体管芯片中的一个并联连接。
[0009]根据第一方面的示例，第一半导体模块进一步包括设置在第一密封层上方的金属化层，金属化层包括多个金属区域，金属区域形成在选择的一个半导体晶体管芯片与选择的一个半导体二极管芯片之间的电连接。
[0010]根据第一方面的示例，第一密封层包括连接金属区域与选择的一个半导体晶体管芯片以及选择的一个半导体二极管芯片的过孔连接。
[0011]根据第一方面的不例,过孔连接包括大于50微米的横向直径。
[0012]根据第一方面的示例，半导体晶体管芯片以及半导体二极管芯片被连接以形成AC/AC转换器电路、AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路、频率转换器或者DC/DC转换器电路。
[0013]根据第一方面的示例，第二半导体模块包括印刷电路板并且半导体驱动器通道被连接到印刷电路板。
[0014]根据第一方面的示例，印刷电路板被设置在距第一半导体模块一定距离处，并且第二密封层被设置在印刷电路板和第一半导体模块之间的中间空间中。
[0015]根据第一方面的示例，印刷电路板被完全嵌入在第二密封层中。
[0016]根据第一方面的示例，第一密封层和第二密封层由不同材料制成。
[0017]根据本发明的第二方面，提供了一种半导体封装，其包括:半导体功率模块，其包括多个半导体功率晶体管芯片；以及半导体驱动器模块，其包括多个半导体驱动器通道，半导体驱动器模块被设置在半导体功率模块上方并且附接到半导体功率模块。
[0018]根据第二方面的示例，半导体功率晶体管芯片均包括竖直晶体管、MOS晶体管以及绝缘栅双极晶体管(IGBT)中的一个或者多个。
[0019]根据第二方面的示例，半导体功率模块包括至少一个半桥电路，其中在每个半桥电路中两个半导体功率晶体管芯片被串联连接。
[0020]根据本发明的第三方面，提供了一种用于制造半导体封装的方法，方法包括:提供第一半导体模块，第一半导体模块包括多个半导体晶体管芯片以及设置在半导体晶体管芯片上方的第一密封层；在第一半导体模块上方布置多个半导体驱动器通道并且连接半导体驱动器通道与半导体晶体管芯片；以及将第二密封层应用于半导体驱动器通道。
[0021]根据第三方面的示例，方法进一步包括:提供印刷电路板；将半导体驱动器通道连接到印刷电路板；以及将印刷电路板布置在到第一半导体模块一定距离处。
[0022]根据第三方面的示例，第二密封层以如下方式被应用于半导体驱动器通道，即印刷电路板完全被嵌入在第二密封层中。
【附图说明】
[0023]附图被包括以提供对示例的进一步理解并且被并入和构成该说明书的一部分。附图图示示例并且与描述一起用于解释示例的原理。其它示例以及示例的很多旨在优点将容易被理解，因为通过参照以下【具体实施方式】它们变得更好理解。附图的元件不必要关于彼此是按比例的。相同的附图标记指定对应的类似部分。
[0024]图1示出根据示例的半导体封装的示意性截面侧视图表示。
[0025]图2示出半导体转换器电路以及连接到半导体转换器电路的半导体驱动器电路的示意性电路表示。
[0026]图3A和图3B示出根据示例的半导体封装的透视图表示(图3A)以及侧视图表示(图 3B)。
[0027]图4示出用于图示根据示例的用于制造半导体封装的方法的示意性截面侧视图表不。
[0028]图5示出用于图示根据示例的用于制造半导体封装的方法的示意性截面侧视图表不。
【具体实施方式】
[0029]现在参照附图描述各方面和示例，其中总体上贯穿全文利用相同的附图标记指代相同的元件。在以下描述中，用于解释目的，阐述了众多具体细节以便提供对示例的一个或者多个方面的透彻理解。然而，对本领域技术人员可以明显的是，可以以较低程度的具体细节实践示例的一个或者多个方面。在其它实例中，已知的结构和元件以示意形式被示出以便便于描述示例的一个或者多个方面。要理解的是，可以利用其它示例并且在不脱离本发明的范围的情况下可以做出结构或者逻辑改变。应该进一步注意的是，附图不是按比例的或者不必要是按比例的。
[0030]在以下【具体实施方式】中，参照附图，附图形成【具体实施方式】的一部分，并且在附图中通过图示的方式示出了其中可以实践本发明的特定方面。对此，可以参考所描述的图的定向使用诸如“顶”、“底”、“前”、“后”等之类的方向性术语。因为所描述器件的部件可以被定位在许多不同定向上，方向性术语可以被用于图示目的并且决不是限制性的。要理解的是，可以利用其它方面并且在不脱离本发明的范围的情况下可以做出结构或者逻辑改变。因此，以下【具体实施方式】并不视为限制性意义，并且本发明的范围由所附权利要求限定。
[0031]此外，虽然可以仅关于若干实施方式的一个公开示例的特定特征或者特定方面，这样的特征或者方面可以与其它实施方式的一个或者多个其它特征或者方面组合(如可能对于任何给定的或者特定的应用是期望和有利的)。此外，在术语“包括”、“具有”、“有”或者它们的其它变体被使用在【具体实施方式】或者权利要求中的程度上，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式包含。术语“被耦合”和“被连接”连同其派生词可以被使用。应该理解的是，这些术语可以被用以指示两个元件与彼此协作或交互，无论是它们处于直接物理接触或者直接电接触，还是它们不与彼此直接接触。同时，术语“示例性的”意思仅是作为示例，而不是最好的或者最佳的。因此，以下【具体实施方式】不被理解为限制意义，并且本发明的范围由所附权利要求限定。
[0032]半导体封装的示例以及用于制造半导体封装的方法的示例可以使用各种类型的晶体管器件。示例可以使用体现在半导体裸片中或者体现在半导体芯片中的晶体管器件，其中半导体