CN107275306B - 封装中的堆叠整流器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种整流器封装，所述整流器封装包括第一整流器裸片，所述第一整流器裸片具有阳极及阴极且以导电方式接合到第一导电膜的第一表面上。所述整流器封装还包括第二整流器裸片，所述第二整流器裸片具有阳极及阴极且以导电方式接合到所述第一导电膜的与所述第一表面相对的第二表面上。所述第一导电膜与所述第一整流器裸片及所述第二整流器裸片的两个阳极或两个阴极接触。

Description

封装中的堆叠整流器
技术领域
本发明一般来说涉及一种用于整流器的封装结构，且特定来说涉及封装中的堆叠整流器。
背景技术
用于电流整流的整流器已广泛地用于电子装置中。对于整流器，电流额定值是整流能力的重要指标。为增强越来越有限的裸片区域中的电流额定值，将多个整流器裸片堆叠在单个封装中。举例来说，两个整流器裸片可并联电连接在整流器封装的阳极引脚与阴极引脚之间以允许两倍的电流量流动穿过所述封装。在一些现有整流器封装中，所述整流器裸片中的每一者安装在相应印刷电路板(PCB)上，且额外PCB放置在堆叠整流器裸片上方。这些PCB上的导电迹线在所述整流器裸片中为电流提供导电路径。
在形成所述现有整流器封装中，所述整流器裸片通过“拾取与放置”过程放在其各别PCB上且所述裸片相对于所述PCB及封装面朝同一方向(例如，面向上或面向下)。
发明内容
本发明者已观察到，热管理正变得对于堆叠裸片封装的开发越来越关键。随着堆叠裸片的数目增加，更多热将被积累且显著影响整流器封装的性能。发明者已进一步观察到现有整流器封装方案中的数个缺点。首先，与裸片相关联的导电路径展现有差异热性能，其中一个裸片产生比另一裸片多的热且可变得过热。此外，一般用于PCB中的电绝缘材料(例如FR4)是不良热导体，且因此不利地影响热耗散的性能。
另外，现有整流器封装中的导电路径是长的且因此消耗更多电力。而且，过多电力消耗将导致整流器封装中的更多热。
PCB用于支撑封装的整流器裸片。然而，PCB可必然地诱发杂散电容及/或杂散电感。此外，PCB的厚度引起封装的过多厚度。因此，现有封装方案对于改进热耗散及装置微型化并非有利的。
为了克服以上缺点，发明者发明一种经改进堆叠裸片整流器封装。在示范性双裸片封装中，新颖整流器封装用两个裸片之间的导电膜替换PCB且将所述两个裸片的阳极(或阴极)放在所述导电膜的相对表面上，使得所述两个裸片“面对面”或“背对背”地安置在所述封装中。
提供本发明以解决上述问题。
首先，由于两个裸片“面对面”或“背对背”地经放置，因此此布置改进导电路径之间的热分布且降低一个裸片产生比另一晶片多的热的风险。另外，此布置可减小整流器裸片在阳极或阴极侧处的导电路径的长度。
其次，导电膜由金属制成，所述金属是比PCB更佳的导热材料。此外，导电膜消除原本发生在PCB结构中的杂散电容及杂散电感的可能性。
进一步地，就涉及到装置几何形状来说，导电膜由金属制成且因此可制成为比导电迹线加上基于FR4的PCB的经求和厚度相对薄。因此，所得封装大小可进一步缩小。
下文总结本发明的数个示范性实施方案。尽管下文仅详细阐释体现本发明的整流器封装，但现代封装工程设计领域的技术人员将明了，遵循本发明中所描述的教示及实例，可广义地应用本发明。所属领域的技术人员可通过以下方式在许多不同高电力应用的设计及构造方面应用本发明：分析封装的组成裸片以判定裸片之间的电力分布及其导电迹线的相应布局；识别相关导电路径之间的关系；及确定是否可进行一些改变以用于改进。举例来说，组成裸片可经翻转或重新定向使得总体封装可达成经改进热性能。
附图说明
当借助附图阅读时，自以下详细说明最佳地理解本发明的方面。应注意，根据工业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为论述清晰起见，可任意地增加或减小各种特征的尺寸。
图1A是根据本发明的实施例的整流器封装的框图。
图1B是根据本发明的另一实施例的整流器封装的框图。
图2是根据本发明的又一实施例的整流器封装的框图。
具体实施方式
为了可完全理解本发明，在以下说明中提供详细步骤及结构。显然地，本发明的实施方案不限制所属领域的技术人员已知的特别细节。另外，未详细描述已知结构及步骤，以便不会不必要地限制本发明。下文将详细描述本发明的优选实施例。然而，除详细说明之外，本发明还可广泛地实施于其它实施例中。本发明的范围不限于详细实施例，且由权利要求书界定。本发明的以下说明伴随并入此说明书中且构成此说明书的一部分且图解说明本发明的实施例的图式，但本发明不限于所述实施例。另外，以下实施例可经适当地整合以完成另一实施例。对“一个实施例”、“一实施例”、“其它实施例”、“另一实施例”等的提及指示如此描述的本发明的所述实施例可包含特定特征、结构或特性，但并非每一实施例必要地包含所述特定特征、结构或特性。进一步地，短语“在所述实施例中”的重复使用未必是指同一实施例，尽管其可如此。
贯穿本发明使用的术语“导电路径”称为流动穿过布线导体的电流的路径。所述导电路径沿着布线导体在两个端点之间经测量，其中端点可为整流器封装的端子。或者，导电路径的端点可为封装中的组件，例如整流器裸片或无源装置。导电路径的典型实例是连接两个元件或将一个封装引脚连接到内部元件的导电迹线或者连接封装的两个端子的内迹线的节段。
贯穿本发明使用的术语“平衡”表示就热行为来说导电路径之间的类似或近似程度。在一些情形中，类似热行为是通过在相应整流器裸片或导电迹线自身上测量的温度来获得。因此，可有效地降低一个裸片比另一裸片早得多地被烧毁的机会。两个或两个以上导电路径可被视为针对更类似温度趋势而在一个布置中比在另一布置中更“平衡”。在一些情形中，较佳平衡导电路径可由迹线之间的较佳对称性的布线产生。或者，可通过使有效电阻在不同导电路径之间尽可能地接近而达成较佳平衡。用于达成平衡导电路径的其它方法也是可能的。
图1是根据本发明的实施例的整流器封装100的框图。参考图1A，整流器封装100包括第一整流器裸片102、第二整流器裸片104、第一导电膜106、第二导电膜108、第三导电膜110、导电通孔132及134、导电粘合剂122、123、124及125以及模制化合物126。
第一整流器裸片102及第二整流器裸片104经配置以执行电流整流。整流器裸片102及104可各自包括半导体二极管结构，且布置成堆叠。堆叠裸片整流器封装100可支持比个别整流器裸片102或104大的电流额定值。在一些情形中，整流器封装100可支持至少15安培的电流额定值。或者，整流器封装100可支持至少20安培的电流额定值。
第一整流器裸片102安置在第一导电膜106与第二导电膜108之间。第一整流器裸片102包括在第一表面102A处的阳极102-1及在与第一表面102A相对的第二表面102B处的阴极102-2。第一整流器裸片102的第一表面102A及第二表面102B分别电接合到第二导电膜108及第一导电膜106。
第二整流器裸片104安置在第二导电膜108与第三导电膜110之间。另外，第二整流器裸片104包括在第一表面104A处的阳极104-1及在与第一表面104A相对的第二表面104B处的阴极104-2。第二整流器裸片104的第一表面104A及第二表面104B分别电接合到第二导电膜108及第三导电膜110。
整流器封装100进一步包括充当封装端子的阳极引脚150及阴极引脚160。电流可流动穿过并联在阳极引脚150与阴极引脚160之间的整流器102及104中的每一者。阳极引脚150可为导电膜106的部分，或电接合到导电膜106的导电材料。类似地，阴极引脚160可为导电膜106的部分，或电接合到导电膜106的导电材料。阳极引脚150及阴极引脚160可安置在整流器封装100的同一侧(例如第一侧100A)上。然而，阳极引脚150及阴极引脚160还可安置在整流器封装100的不同侧中。
导电膜106、108及110经配置以为整流器裸片102或104提供物理支撑。另外，导电膜106、108及110将整流器102及104的阳极或阴极电耦合到阳极引脚150或阴极引脚160。导电膜通常由金属材料(例如铜、铝、银或其它适合金属)制成。在一些情形中，导电膜可采用引线框结构。引线框通常由金属(例如铜)制成，且包括布置成向外辐射图案的引线。
导电通孔132及134形成为导电膜106、108及110中的通孔导体。导电通孔132及134经配置以为水平延伸导电膜106、108及110提供垂直导电路径。举例来说，导电通孔132穿过第二导电膜108形成且与第一导电膜106及第三导电膜110接触。另外，导电通孔132经配置以穿过第二导电膜108电耦合阳极引脚150与阳极102-1及104-1。此外，导电通孔134穿过第三导电膜110形成且与第一导电膜106及第三导电膜110接触。导电通孔134经配置以分别穿过第一导电膜106及第三导电膜110电耦合阴极引脚160与阴极102-2及104-2。
导电粘合剂122到125经配置以提供整流器裸片102或104与相关联导电膜之间的导电粘合。具体来说，导电粘合剂122施配在第一导电膜106的第一表面106A与第一整流器裸片102的第二表面102B之间，使得第一整流器裸片102的阴极102-2与阴极引脚160通过第一导电膜106以导电方式接合。此外，导电粘合剂123施配在第二导电膜108的第二表面108B与第一整流器裸片102的第一表面102A之间，使得第一整流器裸片102的阳极102-1与阳极引脚150通过第二导电膜108以导电方式接合。
类似地，导电粘合剂124施配在第二导电膜108的第一表面108A与第二整流器裸片104的第一表面104A之间，使得第二整流器裸片104的阳极104-1与阳极引脚150通过第二导电膜108以导电方式接合。此外，导电粘合剂125施配在第二整流器裸片104的第二表面104B与第三导电膜110的第一表面110A之间，使得第二整流器裸片104的阴极104-2与阴极引脚160通过第三导电膜110以导电方式接合。导电粘合剂122到125可包括不同类型的焊料膏。导电粘合剂的实例是银焊料膏。
整流器封装100进一步包含用于将阳极引脚150与阴极引脚160彼此电隔离的焊料掩模或阻焊剂。焊料掩模142可在整流器封装100的第二侧100B处施加到第三导电膜110。类似地，焊料掩模144可在整流器封装100的第一侧100A处施加到第一导电膜106。焊料掩模142及144可选自环氧树脂液体焊料掩模、液体光可成像焊料掩模及干膜焊料掩模中的一者。
模制化合物126用于囊封封装100且填充整流器封装100中的剩余空间。模制化合物126可有益于抵抗污染物(例如灰尘及水分)或外来压力的封装稳定性及坚固性。模制化合物126可包括液体环氧树脂。
如先前所论述，第一整流器裸片102的阳极102-1附接到第二导电膜108的第二表面108B。建立包括子路径A11及A21(以箭头展示，其指示电流方向)的第一导电路径。而且，第二整流器裸片104的阳极104-1附接到第二导电膜108的第一表面108A。建立包括子路径A11及A22的第二导电路径。因此，获得“共同阳极”配置，其中第一及第二导电路径共享子路径A11。此共同阳极布置将使导电路径比现有方案更平衡。此外，有效地减轻第一与第二导电路径之间的电阻差异。因此，显著地消除两个整流器裸片102与104之间的所消耗电力及所得热水平的性能差。
尽管图1A的实施例图解说明共同阳极配置，但本发明不限于共同阳极结构。举例来说，“共同阴极”结构也属于本发明的预期范围内。基于参考图1A的共同阳极结构的实例及教示，所属领域的一般技术者将容易地开发具有与阴极102-1及104-2相关联的平衡导电路径的共同阴极结构。
所提议整流器封装100还拥有其它优点。由于由金属材料制成的导电膜106及108用作整流器裸片102及104的下面衬底，因此整流器封装100的热耗散性能增强。在现有方案中，安置在封装100内的第一侧100A及第二侧100B上的基于FR4的PCB是热绝缘的。相反，在本发明中，第一导电膜106及第三导电膜110分别接近于第一侧100A及第二侧100B。因此，对于经由第一侧100A及第二侧100B的热耗散是更有利的。由于显著减轻热耗散问题，因此可进一步增加封装100的最大电流额定值。
此外，在现有方法中，通过“拾取与放置”程序将第一整流器裸片102及第二整流器裸片104分别接合到第一PCB及第二PCB。因此，第二整流器裸片104的阳极104-1面朝第二侧100B的定向类似于第一整流器裸片102的阳极102-1的定向。因此，此些阳极的对应导电路径将穿过导电通孔132、第三导电膜110及导电粘合剂125布线。然而，在本发明中，给定类似“拾取与放置”程序，第一整流器裸片102及第二整流器裸片104分别接合到第一导电膜106及第三导电膜110。与第三导电膜110相关联的第二整流器裸片104经翻转使得第二整流器裸片104的阳极104-1与第一整流器裸片102的阳极102-1一样面朝第二导电膜108。整流器封装100中的导电路径穿过导电通孔132、第二导电膜108及导电粘合剂124布线。显然，第二整流器裸片104的发明导电路径与现有方法中的导电路径相比不仅更平衡，而且更短。有效地，在这点上减少电力消耗及热产生。
进一步地，整流器封装100的几何形状由于导电膜的使用而减小，这是因为可在不会不利地影响导电功能的情况下将导电膜106、108及110制成为比PCB薄得多。相比之下，常规PCB在其厚度减小时可不能提供坚固支撑及可靠迹线布线。
在整流器封装中使用PCB的另一问题是杂散(寄生)电容或杂散电感。非所要电容或电感可存在于围绕封装的电路的任何地方且其电行为是难以预测的。如果利用PCB，那么情况将变得更糟糕。可通过导电膜的使用缓解可原本存在于PCB中的杂散电容或杂散电感。
在一些应用中，用于提供升高或步降电压电平的电力供应装置(例如切换类型电力供应器)可使用整流器。当用于此些装置中时，整流器可以称作切换频率的交替频率的交替电流操作。切换频率的范围可高于10千赫，例如50KHz。在一些先进应用中，切换频率可高达数百万赫兹(MHz)。整流器封装的设计考虑在交替电流操作下应顾及阻抗匹配。然而，在整流器封装中利用PCB可使阻抗匹配的调谐程序复杂化。在本发明中，由于从整流器封装100移除PCB，因此显著减轻阻抗匹配问题。
基于前述论述，与现有方法相比较，增强了电流整流及热管理的性能。电流额定值与整流器封装100的热分布密切相关。现有方法可不有效地提供升高电流额定值，因为一些节点处的提高温度可使整流器出故障。相比之下，本发明提供优良热管理方案，使得电流额定值可设定为更高而不增加工作温度。在一些情形中，就均方根(RMS)电流值来说，双裸片封装100的目前实例的电流额定值可为30安培。在替代实例中，就RMS值来说，整流器封装100可在40安培下操作。
图1B是根据本发明的另一实施例的整流器封装200的框图。
参考图1B，整流器封装200类似于参考图1A所描述及图解说明的整流器封装100，惟(举例来说)整流器封装200进一步包括焊料掩模142中的开口或凹部170除外。开口170在第二整流器裸片104正上方形成。或者，开口170可在第二整流器裸片104的阴极或阳极正上方形成。
开口170可暴露第三导电膜110。在一些应用中，导热构件(例如散热片)可在第二整流器裸片104的第二侧100B或第二表面110B上耦合到整流器封装100。因此，可进一步改进热耗散性能。
在一些现有整流器封装中，用于电绝缘的焊料掩模施加在PCB上。由于焊料掩模并非导热的，因此其可阻止堆叠整流器裸片进行热耗散。在图1B的目前实例中，焊料掩模144邻近于第一导电膜106安置。另外，凹部170将第三导电膜110暴露到外部环境。因此，导热表面110B及106B的大部分不被焊料掩模覆盖。因此，可增强导热性能。
下文简略地论述制造整流器封装100的方法。在操作中，提供第一衬底。所述第一衬底可为第一导电膜，例如引线框。接着使用例如焊料膏的导电粘合剂将第一整流器裸片接合到所述第一导电膜上。在共同阳极结构中，将第一整流器裸片的阴极接合到第一导电膜。
同样地，提供第二导电膜。接着使用导电粘合剂将第二整流器裸片接合到所述第二导电膜上。为形成共同阳极结构，将第二整流器裸片的阴极接合到第二导电膜。随后，提供第三导电膜。使用导电粘合剂，将第一整流器裸片的阳极附接到第三导电膜的表面，同时将第二整流器裸片的阳极附接到第三导电膜的相对表面。因此，将第三导电膜安置在第一与第二整流器裸片之间，且“面对面”地固持第一及第二整流器裸片的阳极。
接下来，使用模制化合物囊封第一整流器裸片、第二整流器裸片及导电膜。可通过将封装安置在模具外壳中且将模制化合物注入到封装中而执行囊封。模制化合物可包括液体环氧树脂。
在经模制封装的外围处穿过第一、第二及第三导电膜而形成通孔。所述通孔可形成为钻透孔。随后，用导电材料填充所述通孔。导电材料可包括金属，例如铜、钨、银及金。通过例如电镀操作的任何适合过程形成导电通孔。导电通孔提供穿过导电膜连接的电路径。
图2是根据本发明的又一实施例的整流器封装300的框图。参考图2，整流器封装300类似于参考图1A所描述及图解说明的整流器封装100，惟(举例来说)整流器封装300进一步包括第三整流器裸片202、第四整流器裸片204、第四导电膜206及第五导电膜208除外。整流器封装300可由于额外整流器202及204而支持两倍的整流器封装100的电流额定值。
第三整流器裸片202安置在第三导电膜206与第四导电膜208之间。第三整流器裸片202包括在第一表面202A处的阳极202-1及在与第一表面202A相对的第二表面202B处的阴极202-2。
第四整流器裸片204安置在第四导电膜206与第五导电膜208之间。另外，第四整流器裸片204包括在第一表面204A处的阳极204-1及在与第一表面204A相对的第二表面204B处的阴极204-2。
阳极202-1附接到第四导电膜206的第二表面206B。建立包括子路径A31及A41的第三导电路径。而且，阳极204-1附接到第四导电膜206的第一表面206A。建立包括子路径A31及A42的第四导电路径。因此，建立具有阳极202-1及204-1的平衡导电路径的额外“共同阳极”配置。
第三整流器裸片202及第四整流器裸片204以类似于整流器裸片102及104的方式来堆叠。第三整流器裸片202及第四整流器裸片204还形成其两个阳极的“共同阳极”配置。另外，焊料掩模146安置在第五导电膜208上以便提供阳极引脚150与阴极引脚160之间的电隔离。
此外，“共同阴极”配置形成于整流器裸片104及202处。参考图2，阴极104-2附接到第三导电膜110的第一表面110B。建立包括子路径C11及C21的对应导电路径。而且，阴极202-2附接到第三导电膜110的第二表面110B。建立包括子路径C11及C22的对应导电路径。
在类似方法中，可在两个阳极或阴极的“面对面”或“背对背”配置之后连同堆叠整流器裸片的添加一起建立更平衡导电路径。

Claims (9)

1.一种整流器封装，其包括：
第一整流器裸片，其具有阳极及阴极且在第一导电膜的第一表面上以导电方式接合到所述第一导电膜；及
第二整流器裸片，其具有阳极及阴极且在所述第一导电膜的与所述第一表面相对的第二表面上以导电方式接合到所述第一导电膜，
其中所述第一导电膜与所述第一整流器裸片及所述第二整流器裸片的两个阳极或两个阴极接触；
阳极引脚，以导电方式耦合到所述第一整流器及所述第二整流器的两个阳极；
阴极引脚，以导电方式耦合到所述第一整流器裸片及所述第二整流器裸片的两个阴极；及
导电通孔，延伸穿过所述第一导电膜且将所述阳极引脚及所述阴极引脚中的一者电耦合到所述第一整流器裸片及所述第二整流器裸片的所述两个阳极或所述两个阴极。
2.根据权利要求1所述的整流器封装，其中所述第一导电膜由铜制成。
3.根据权利要求1所述的整流器封装，其中所述第一导电膜包括引线框。
4.根据权利要求1所述的整流器封装，其进一步包括囊封所述第一整流器、所述第二整流器及所述第一导电膜的模制化合物。
5.根据权利要求1所述的整流器封装，其进一步包括经配置以电隔离所述阳极引脚与所述阴极引脚的焊料掩模。
6.根据权利要求1所述的整流器封装，其中所述阳极引脚及所述阴极引脚安置在所述整流器封装的第一侧上。
7.根据权利要求1所述的整流器封装，其进一步包括：
第三整流器裸片，其具有阳极及阴极且在第二导电膜的第三表面上以导电方式接合到所述第二导电膜；
第四整流器裸片，其具有阳极及阴极且在所述第二导电膜的与所述第三表面相对的第四表面上以导电方式接合到所述第二导电膜，
其中所述第二导电膜与所述第三整流器裸片及所述第四整流器裸片的两个阳极或两个阴极接触。
8.根据权利要求7所述的整流器封装，其进一步包括第三导电膜，其中
所述第二整流器裸片在第三导电膜的第五表面上以导电方式接合到所述第三导电膜，
所述第三整流器裸片在所述第三导电膜的与所述第五表面相对的第六表面上以导电方式接合到所述第三导电膜，
其中所述第三导电膜与所述第二整流器裸片及所述第三整流器裸片的未接合到所述第一导电膜及所述第二导电膜的两个阳极或两个阴极接触。
9.根据权利要求1所述的整流器封装，其中所述整流器封装经配置以支持至少30安培的输入电流。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108389854B (zh) * 2018-05-03 2024-05-17 扬州虹扬科技发展有限公司 一种超薄微型桥堆整流器
CN113421862B (zh) * 2021-08-24 2021-11-02 捷捷半导体有限公司 一种芯片封装结构及其制作方法
CN117936520A (zh) * 2022-10-14 2024-04-26 力特半导体（无锡）有限公司 单片多通道保护设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5484097A (en) * 1994-07-12 1996-01-16 General Instrument Corp. Fabrication of hybrid semiconductor devices
CN204067352U (zh) * 2014-08-15 2014-12-31 阳信金鑫电子有限公司 一种桥式整流器内部封装结构

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005302951A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Toshiba Corp 電力用半導体装置パッケージ
US7598600B2 (en) * 2005-03-30 2009-10-06 Stats Chippac Ltd. Stackable power semiconductor package system
US7741706B2 (en) * 2006-09-29 2010-06-22 Microsemi Corporation Plastic surface mount large area power device
US10128219B2 (en) * 2012-04-25 2018-11-13 Texas Instruments Incorporated Multi-chip module including stacked power devices with metal clip

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5484097A (en) * 1994-07-12 1996-01-16 General Instrument Corp. Fabrication of hybrid semiconductor devices
CN204067352U (zh) * 2014-08-15 2014-12-31 阳信金鑫电子有限公司 一种桥式整流器内部封装结构

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