JP2018120902A - Power electronics package and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new planar packaging technology that maintains reliability at elevated operating temperatures, frequencies and voltages of SiC and other high temperature power devices.SOLUTION: An electronics package is disclosed herein that includes a glass substrate with an exterior portion surrounding an interior portion, where the interior portion has a first thickness and the exterior portion has a second thickness larger than the first thickness. An adhesive layer is formed on a lower surface of the interior portion of the glass substrate. A semiconductor device having an upper surface is coupled to the adhesive layer, the semiconductor device having at least one contact pad disposed on the upper surface thereof. A first metallization layer is coupled to an upper surface of the glass substrate and extends through a first via formed through the first thickness of the glass substrate to couple with the at least one contact pad of the semiconductor device.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明の実施形態は、概して、半導体素子パッケージまたは電子回路パッケージに関し、より詳細には、ガラス誘電体で形成された相互接続構造を含む電力用電子回路パッケージに関する。   Embodiments of the present invention generally relate to semiconductor device packages or electronic circuit packages, and more particularly to power electronic circuit packages that include interconnect structures formed of glass dielectric.

電力用半導体素子は、例えばスイッチング電源などの電力用電子回路内のスイッチまたは整流器として用いられる半導体素子である。多くの電力用半導体素子は、高圧電力用途で用いられ、大量の電流を流し、大きい電圧に耐えるように設計される。   The power semiconductor element is a semiconductor element used as a switch or a rectifier in a power electronic circuit such as a switching power supply. Many power semiconductor devices are used in high voltage power applications and are designed to carry large amounts of current and withstand large voltages.

使用に際して、電力用半導体素子は、典型的にパッケージ構造を介して外部回路に搭載され、パッケージ構造は、外部回路への電気接続を提供し、素子により発生した熱を除去し素子を外部環境から保護することも可能にする。電力用半導体素子には、それぞれの半導体素子の両側を外部回路に電気的に接続するために多数の入力/出力(input/output、I/O)相互接続が設けられる。I/O接続は、半田ボール、メッキバンプ、ワイヤボンド接続の形で設けられ得る。ワイヤボンドパッケージの場合、電力用半導体素子に設けられた接着パッドまたは接触パッドを、回路基板またはリードフレームであり得る、パッケージングの次のレベルの対応するパッドまたは導電素子に接続するワイヤボンドが設けられる。既存の電力用素子パッケージ構造の大半は、それぞれの半導体素子の両側にI/O相互接続を提供するためにワイヤボンドと基板(例えば銅回路付(direct bonded copper、DBC)基板)の組合せを用いる。   In use, a power semiconductor device is typically mounted on an external circuit through a package structure, which provides electrical connection to the external circuit, removes heat generated by the device, and removes the device from the external environment. It can also be protected. Power semiconductor elements are provided with a number of input / output (I / O) interconnections to electrically connect both sides of each semiconductor element to an external circuit. I / O connections can be provided in the form of solder balls, plated bumps, wire bond connections. In the case of a wire bond package, a wire bond is provided that connects an adhesive pad or contact pad provided on the power semiconductor element to a corresponding pad or conductive element on the next level of packaging, which can be a circuit board or lead frame. It is done. Most existing power device package structures use a combination of wire bonds and a substrate (eg, a bonded copper substrate (DBC) substrate) to provide I / O interconnects on both sides of each semiconductor device. .

半導体素子パッケージがますます小型化し良好な動作性能をもたらすにつれて、パッケージング技術は、それに対応してリードパッケージから埋設型または埋込型の半導体素子を組み込む平面集積パッケージへと発展してきた。埋込型電力用素子を組み込む従来技術の平面パッケージ構造10の全体構造が図1に示されている。POL構造10の標準的な製造工程は、典型的に、スピンコーティング技術を用いて誘電体層に塗布される接着剤16を介して1つ以上の電力用半導体素子12を誘電体層14上に配置することに始まる。POL構造10は、1つ以上の追加のダイパッケージ、パッケージ化されたコントローラ、または、インダクタもしくは受動部品18などの他の電気部品も含み得る。誘電体層14は、ポリイミド、または、例えばカプトンなどの他の有機材料であり、約20ppm/℃の熱膨張率を有する。誘電体層14は、予め製造された平面膜または積層として設けられるか、またはフレーム構造(図示せず)の上の平面層として形成される。   As semiconductor device packages have become increasingly smaller and provide good operating performance, packaging technology has correspondingly evolved from lead packages to planar integrated packages incorporating embedded or embedded semiconductor devices. The overall structure of a prior art planar package structure 10 incorporating an embedded power device is shown in FIG. A standard manufacturing process for the POL structure 10 typically involves placing one or more power semiconductor elements 12 on the dielectric layer 14 via an adhesive 16 that is applied to the dielectric layer using spin coating techniques. Begin to place. The POL structure 10 may also include one or more additional die packages, packaged controllers, or other electrical components such as inductors or passive components 18. The dielectric layer 14 is polyimide or other organic material such as Kapton and has a coefficient of thermal expansion of about 20 ppm / ° C. The dielectric layer 14 is provided as a prefabricated planar film or stack, or is formed as a planar layer on a frame structure (not shown).

金属相互接続20(例えば銅相互接続)が、次いで、電力用半導体素子12への直接金属接続を形成するように誘電体層14上に電気メッキされる。金属相互接続20は、電力用半導体素子12に対する入出力(I/O)システム22を形成する薄型(例えば200μm未満の厚さ)平面相互接続構造の形であり得る。   A metal interconnect 20 (eg, a copper interconnect) is then electroplated on the dielectric layer 14 to form a direct metal connection to the power semiconductor element 12. The metal interconnect 20 may be in the form of a thin (eg, less than 200 μm) planar interconnect structure that forms an input / output (I / O) system 22 for the power semiconductor device 12.

POL構造10は、銅回路付(DBC)基板24も含み、同基板は、典型的に、例えばアルミナなどの無機セラミック基板26から形成され、上側および下側の銅シート28、30が、銅回路付インターフェースまたはろう材層32を介して両側に接着される。DBC基板24の上側の銅シート28は、DBC基板24が半導体素子12に取り付けられる前に、多数の導電性接触領域を形成するようにパターニングされる。導電性シム34が、金属相互接続20の一部分をDBC基板24に電気的に結合するために設けられる。   The POL structure 10 also includes a copper circuit (DBC) substrate 24, which is typically formed from an inorganic ceramic substrate 26 such as alumina, for example, with upper and lower copper sheets 28, 30 being copper circuits. It is bonded to both sides via a soldering interface or brazing material layer 32. The copper sheet 28 on the upper side of the DBC substrate 24 is patterned to form a number of conductive contact regions before the DBC substrate 24 is attached to the semiconductor element 12. A conductive shim 34 is provided to electrically couple a portion of the metal interconnect 20 to the DBC substrate 24.

POL構造10の製造工程中に、半田36が半導体素子12およびシム34の表面に塗布される。DBC基板24は、次いで、下側の銅シート30のパターニング部分を半田36と位置合わせするように半田36上まで下げられる。DBC基板24が半導体素子12およびシム34に結合された後、アンダーフィル技術が、接着層16とDBC基板24の間の空間に高分子誘電体材料38を塗布するために用いられる。高分子誘電体材料38は、半導体素子12にいくらかの耐環境性をもたらすが、半導体素子は、湿気および他の気体を拡散させる高分子誘電体材料38の固有の特性により気密封止されない。   During the manufacturing process of the POL structure 10, solder 36 is applied to the surfaces of the semiconductor element 12 and the shim 34. The DBC substrate 24 is then lowered onto the solder 36 so that the patterned portion of the lower copper sheet 30 is aligned with the solder 36. After the DBC substrate 24 is bonded to the semiconductor element 12 and the shim 34, an underfill technique is used to apply the polymer dielectric material 38 to the space between the adhesive layer 16 and the DBC substrate 24. Although the polymeric dielectric material 38 provides some environmental resistance to the semiconductor device 12, the semiconductor device is not hermetically sealed due to the inherent properties of the polymeric dielectric material 38 that diffuses moisture and other gases.

半導体チップのパッケージング技術の進歩は、より良好な性能、一層の小型化、より高い信頼性の達成への増加し続ける要求により駆り立てられる。そのような進歩によって、例えば炭化ケイ素(SiC)電力用素子などの新しい半導体技術の開発が導かれてきた。これらの新しい電力用素子は、高周波数および高電圧でスイッチングするように動作され得る。しかし、これらの素子は、従来技術の素子と比べて高温、すなわち150℃を超える温度、典型的に150〜250℃の範囲であるが、時には300℃を超える温度でも動作する。   Advances in semiconductor chip packaging technology are driven by the ever-increasing demand to achieve better performance, further miniaturization, and higher reliability. Such advances have led to the development of new semiconductor technologies such as silicon carbide (SiC) power devices. These new power devices can be operated to switch at high frequencies and voltages. However, these devices operate at higher temperatures compared to prior art devices, ie, temperatures in excess of 150 ° C., typically in the range of 150-250 ° C., but sometimes temperatures in excess of 300 ° C.

図1に関して説明したように、既存の平面パッケージング技術は、パッケージ構造内の種々の誘電体層および封入層にポリイミドおよび他の有機材料を用いる。これらの材料は、平面パッケージ構造を提供し得るが、ポリイミドおよび他の有機材料は、150〜175℃の範囲の上限温度を有するので、温度が制限され、高温での信頼性が制限される。アルミナなどのセラミック材料も、平面パッケージ構造に組み込まれ得る。しかし、これらの材料の高いコストおよび脆弱な性質によって、それらの特性が厳しく制限される。   As described with respect to FIG. 1, existing planar packaging techniques use polyimide and other organic materials for the various dielectric and encapsulation layers within the package structure. While these materials can provide a planar package structure, polyimides and other organic materials have a maximum temperature in the range of 150-175 ° C, which limits the temperature and limits reliability at high temperatures. Ceramic materials such as alumina can also be incorporated into the planar package structure. However, the high cost and fragile nature of these materials severely limits their properties.

これらの新しい半導体技術の特性を十分に利用するために、SiCおよび他の高温電力用素子の高い動作温度、周波数、および電圧での信頼性を維持する新しい平面パッケージング技術を提供することが望ましい。そのようなパッケージング技術が電力用素子を気密封止し、現在の製造工程を簡略化することが更に望ましい。   In order to fully exploit the characteristics of these new semiconductor technologies, it is desirable to provide a new planar packaging technology that maintains the high operating temperature, frequency, and voltage reliability of SiC and other high temperature power devices. . It is further desirable that such packaging techniques hermetically seal power devices and simplify current manufacturing processes.

特開2015−126002号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-126002

本発明の一態様によると、電子回路パッケージは、内側部分を囲む外側部分を有するガラス基板を含み、内側部分は、第1の厚さを有し、外側部分は、第1の厚さよりも大きい第2の厚さを有する。電子回路パッケージは、ガラス基板の内側部分の下面に形成された接着層と、接着層に結合された上面を有する半導体素子とを含み、半導体素子は、その上面に配置された少なくとも1つの接触パッドを有する。第1の金属化層が、ガラス基板の上面に結合されており、ガラス基板の第1の厚さを通じて形成された第1のビアを通って延びて、半導体素子の少なくとも1つの接触パッドと結合している。   According to one aspect of the invention, an electronic circuit package includes a glass substrate having an outer portion surrounding an inner portion, the inner portion having a first thickness and the outer portion being greater than the first thickness. Having a second thickness; The electronic circuit package includes an adhesive layer formed on the lower surface of the inner portion of the glass substrate, and a semiconductor element having an upper surface bonded to the adhesive layer, the semiconductor element being at least one contact pad disposed on the upper surface. Have A first metallization layer is bonded to the top surface of the glass substrate and extends through a first via formed through a first thickness of the glass substrate to bond with at least one contact pad of the semiconductor device. doing.

本発明の別の態様によると、電子回路パッケージの製造方法は、外側部分により囲まれた内側部分を有するガラス基板を用意することであって、外側部分は、内側部分の厚さよりも大きい厚さを有する、ことを含む。方法は、またガラス基板の内側部分の下面に接着層を形成することと、半導体素子の上面を接着層を介してガラス基板に結合することであって、上面は、少なくとも1つの接触パッドを備える、ことと、ガラス基板上に第1の金属化層を形成することであって、第1の金属化層は、ガラス基板の内側部分の厚さを通じて形成された少なくとも1つのビアを通って延びて、半導体素子の少なくとも1つの接触パッドに接続している、こととを含む。   According to another aspect of the invention, a method of manufacturing an electronic circuit package includes providing a glass substrate having an inner portion surrounded by an outer portion, the outer portion having a thickness greater than the thickness of the inner portion. Including. The method also includes forming an adhesive layer on the lower surface of the inner portion of the glass substrate and bonding the upper surface of the semiconductor element to the glass substrate via the adhesive layer, the upper surface comprising at least one contact pad. And forming a first metallization layer on the glass substrate, the first metallization layer extending through at least one via formed through the thickness of the inner portion of the glass substrate. And connecting to at least one contact pad of the semiconductor element.

本発明の更に別の態様によると、電力用電子回路パッケージは、第1の厚さを通じて形成された少なくとも1つのビアを有する複数の厚さを有する基板と、複数の厚さを有する基板に結合された能動面を有する電力用素子であって、能動面は、複数の厚さを有する基板内の少なくとも1つのビアと位置合わせされた少なくとも1つの接触パッドを備える、電力用素子とを含む。第1の金属化層が、複数の厚さを有する基板の上面に形成され、少なくとも1つのビアを通って延びて、少なくとも1つの接触パッドに接触している。多層基板の熱膨張率と電力用素子の熱膨張率との差は、約7ppm/℃未満である。   According to yet another aspect of the invention, a power electronic circuit package is coupled to a substrate having a plurality of thicknesses having at least one via formed through the first thickness and a substrate having the plurality of thicknesses. A power device having a configured active surface, the active surface comprising at least one contact pad aligned with at least one via in a substrate having a plurality of thicknesses. A first metallization layer is formed on the top surface of the substrate having a plurality of thicknesses and extends through the at least one via to contact the at least one contact pad. The difference between the coefficient of thermal expansion of the multilayer substrate and the coefficient of thermal expansion of the power element is less than about 7 ppm / ° C.

これらおよび他の利点および特徴は、添付図面に関して提示される、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から一層容易に理解されるであろう。   These and other advantages and features will be more readily understood from the following detailed description of preferred embodiments of the invention, presented with reference to the accompanying drawings.

図面は、本発明を実施するための現在考えられる実施形態を例示している。   The drawings illustrate presently contemplated embodiments for carrying out the invention.

電力用素子を組み込む従来技術の電子回路パッケージの概略側断面図である。1 is a schematic cross-sectional side view of a prior art electronic circuit package incorporating a power element. FIG. 本発明のある実施形態による、製造/集積工程の種々の段階における電子回路パッケージの概略側断面図である。2 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package at various stages of a manufacturing / integration process, according to an embodiment of the invention. FIG. 本発明のある実施形態による、製造/集積工程の種々の段階における電子回路パッケージの概略側断面図である。2 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package at various stages of a manufacturing / integration process, according to an embodiment of the invention. FIG. 本発明のある実施形態による、製造/集積工程の種々の段階における電子回路パッケージの概略側断面図である。2 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package at various stages of a manufacturing / integration process, according to an embodiment of the invention. FIG. 本発明のある実施形態による、製造/集積工程の種々の段階における電子回路パッケージの概略側断面図である。2 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package at various stages of a manufacturing / integration process, according to an embodiment of the invention. FIG. 本発明のある実施形態による、製造/集積工程の種々の段階における電子回路パッケージの概略側断面図である。2 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package at various stages of a manufacturing / integration process, according to an embodiment of the invention. FIG. 本発明のある実施形態による、製造/集積工程の種々の段階における電子回路パッケージの概略側断面図である。2 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package at various stages of a manufacturing / integration process, according to an embodiment of the invention. FIG. 本発明のある実施形態による、製造/集積工程の種々の段階における電子回路パッケージの概略側断面図である。1 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package at various stages of a manufacturing / integration process, according to an embodiment of the invention. 本発明のある実施形態による、製造/集積工程の種々の段階における電子回路パッケージの概略側断面図である。2 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package at various stages of a manufacturing / integration process, according to an embodiment of the invention. FIG. 図2〜図9に例示する工程により製造された電子回路パッケージの概略上面図である。FIG. 10 is a schematic top view of an electronic circuit package manufactured by the processes illustrated in FIGS. 2 to 9. 本発明の別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の更に別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to still another embodiment of the present invention. 本発明の更に別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to still another embodiment of the present invention. 本発明の更に別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to still another embodiment of the present invention. 本発明の更に別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to still another embodiment of the present invention. 本発明の更に別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to still another embodiment of the present invention. 本発明の更に別の実施形態による電子回路パッケージの概略側断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of an electronic circuit package according to still another embodiment of the present invention.

本発明の実施形態は、ガラス基板を含む電子回路パッケージを形成する方法であって、ガラス基板の熱膨張率が、その組成により制御でき、従来の高分子基板と比べて半導体素子または電子回路部品の熱膨張率とより一致する、方法を提供する。開示するガラス基板の使用によって、素子または部品に対して気密性または略気密性とすることが可能となる。本明細書に記述する実施形態は、例えばSiCなどの新しい半導体技術の特性を十分に利用する能力、ならびに高い電圧および温度で高い周波数でスイッチングする能力も提供する。   An embodiment of the present invention is a method of forming an electronic circuit package including a glass substrate, wherein the thermal expansion coefficient of the glass substrate can be controlled by its composition, and the semiconductor element or the electronic circuit component compared with a conventional polymer substrate A method is provided that more closely matches the coefficient of thermal expansion. By using the disclosed glass substrate, the element or component can be made airtight or substantially airtight. The embodiments described herein also provide the ability to fully exploit the characteristics of new semiconductor technologies, such as SiC, and to switch at high frequencies at high voltages and temperatures.

本発明の実施形態は、1つ以上の半導体素子、ダイ、またはチップが埋め込まれた電子回路パッケージに向けられる。電子回路パッケージに埋め込まれた半導体素子は、以下の図2〜図20の実施形態では具体的に電力用素子として参照されるが、電子回路パッケージ内の他の部品に置き換えられてもよいことが理解され、よって、本発明の実施形態は、電子回路パッケージ内に電力用素子を埋め込むことのみには限定されない。つまり、後述する電子回路パッケージの実施形態での電力用素子の使用は、単独でまたは1つ以上の電力用素子との組合せで電子回路パッケージ内に設けられ得る、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、フィルタ、または他の同様の素子などの他の電気部品を包含することも理解されたい。加えて、図2〜図20の実施形態は、2つの電力用素子および1つの受動素子を含むものとして記述されるが、本明細書に記述する概念は、単独または組合せで、単一の半導体素子もしくは受動素子を含む電子回路パッケージ、または他の任意の数の半導体素子もしくは受動素子を含む電子回路パッケージにまで拡張され得ると考えられる。   Embodiments of the present invention are directed to electronic circuit packages in which one or more semiconductor elements, dies, or chips are embedded. The semiconductor element embedded in the electronic circuit package is specifically referred to as a power element in the following embodiments of FIGS. 2 to 20, but may be replaced with other components in the electronic circuit package. It will be appreciated that embodiments of the present invention are not limited to embedding power elements in electronic circuit packages. That is, the use of power elements in the electronic circuit package embodiments described below can be provided in the electronic circuit package alone or in combination with one or more power elements, resistors, capacitors, inductors, filters It should also be understood to include other electrical components such as, or other similar elements. In addition, although the embodiments of FIGS. 2-20 are described as including two power elements and one passive element, the concepts described herein may be used alone or in combination to form a single semiconductor. It is contemplated that it can be extended to electronic circuit packages that include elements or passive elements, or electronic circuit packages that include any other number of semiconductor or passive elements.

ここで図2〜図9を参照すると、本発明のある実施形態による電子回路パッケージ40を製造する技術が記載されている。単一の電子回路パッケージ40の集積工程の断面が、集積工程の視覚化を容易にするために図2〜図9のそれぞれに示されているが、当業者は、複数の電子回路パッケージが、パネルレベルで同様の様式で製造され、次いで、必要に応じて個々の電子回路パッケージ部品に個別化され得ることを認識するであろう。また、電子回路パッケージの各々は、単一のダイ、複数のダイ、または1つ以上のダイ、チップ、および受動素子の組合せを含み得る。   2-9, techniques for manufacturing an electronic circuit package 40 in accordance with an embodiment of the present invention are described. Although a cross-section of an integration process of a single electronic circuit package 40 is shown in each of FIGS. 2-9 to facilitate visualization of the integration process, those skilled in the art will recognize that multiple electronic circuit packages are It will be appreciated that it can be manufactured in a similar manner at the panel level and then individualized into individual electronic circuit package components as needed. Each of the electronic circuit packages can also include a single die, multiple dies, or a combination of one or more dies, chips, and passive components.

電子回路パッケージ40の製造は、剛性または可撓性のガラス基板の形の誘電体層42を用意することに始まり、基板の剛性/柔軟性は、基板の厚さ、組成およびその製造方法に基づいて制御可能である。種々の実施形態によると、誘電体層42は、約3〜9ppm/℃の範囲の熱膨張率を有する。示すように、誘電体層42は、非平面幾何形状および複数の厚さを有し、誘電体層42の外側部分44は、誘電体層42の内側部分50の厚さ48よりも大きい厚さ46を有する。非限定的な一実施形態では、厚さ48は、約50ミクロンであるが、25〜150ミクロンの厚さが適切であると認識される。示すように、2つの部分44、50の厚さの差の結果として、誘電体層42の外側部分44と内側部分50の間に凹部51が形成される。誘電体層42は、代替的な実施形態によると、一定の厚さを有するように設けられ得ると考えられる。更に別の実施形態では、誘電体層42は、ガラスフリット接着または他の接合方法により2つのガラス層を接着することにより形成され、上側層が厚さ48を有し、下側ガラス層が厚さ52を有する。   The manufacture of the electronic circuit package 40 begins with the provision of a dielectric layer 42 in the form of a rigid or flexible glass substrate, the stiffness / flexibility of the substrate being based on the thickness, composition of the substrate and the method of its manufacture. Can be controlled. According to various embodiments, the dielectric layer 42 has a coefficient of thermal expansion in the range of about 3-9 ppm / ° C. As shown, the dielectric layer 42 has a non-planar geometry and a plurality of thicknesses, and the outer portion 44 of the dielectric layer 42 has a thickness greater than the thickness 48 of the inner portion 50 of the dielectric layer 42. 46. In one non-limiting embodiment, the thickness 48 is about 50 microns, although a thickness of 25 to 150 microns is recognized to be appropriate. As shown, a recess 51 is formed between the outer portion 44 and the inner portion 50 of the dielectric layer 42 as a result of the difference in thickness between the two portions 44, 50. It is contemplated that the dielectric layer 42 may be provided to have a constant thickness, according to alternative embodiments. In yet another embodiment, the dielectric layer 42 is formed by bonding two glass layers by glass frit bonding or other bonding method, with the upper layer having a thickness 48 and the lower glass layer being thick. 52.

図3に示すように、多数のビア54、56、58、60が、厚さ48を通じて誘電体層42の内側部分50を通って形成される。1つ以上のビア62も、誘電体層42の外側部分44を通って形成され得る。ビア54、62は、例えばUVレーザ穿孔またはエッチングにより形成され得る。代わりに、ビア54、62は、プラズマエッチング、乾式および湿式エッチング技術、CO2およびエキシマなどの他のレーザ技術、または機械的穿孔処理を含む他の方法により形成されてもよい。一実施形態では、ビア54、62は、後の充填および金属蒸着を容易にする、図3に示すような傾斜した側面を有するように形成される。   As shown in FIG. 3, a number of vias 54, 56, 58, 60 are formed through the inner portion 50 of the dielectric layer 42 through the thickness 48. One or more vias 62 may also be formed through the outer portion 44 of the dielectric layer 42. The vias 54, 62 can be formed, for example, by UV laser drilling or etching. Alternatively, vias 54, 62 may be formed by plasma etching, dry and wet etching techniques, other laser techniques such as CO2 and excimers, or other methods including mechanical drilling processes. In one embodiment, the vias 54, 62 are formed with sloped sides as shown in FIG. 3 to facilitate later filling and metal deposition.

製造工程の次のステップでは、図4に示すように、接着層64が、誘電体層42の内側部分50の底面66に塗布される。例示する実施形態によると、接着層64は、底面66の全体を被覆するように塗布される。代替的な実施形態では、接着層64は、底面66のうち選択された部分のみを被覆するように塗布され得る。接着層64は、スピンコーティングまたはスロットダイコーティングなどのコーティング技術を用いて塗布されてもよく、非限定的な例としてインクジェット印刷装置技術の形のプログラム可能な定量吐出ツールにより塗布されてもよい。接着層64は、下限150℃および上限250℃の温度での使用に適した、例えば、高温ポリイミド、エポキシ、シアン酸エステル材料、またはそれらの混合物などの高温接着剤である。用途に応じて、300℃または400℃など、250℃よりも高い温度での使用に適した他の接着剤も、実施され得ることが認識される。   In the next step of the manufacturing process, an adhesive layer 64 is applied to the bottom surface 66 of the inner portion 50 of the dielectric layer 42 as shown in FIG. According to the illustrated embodiment, the adhesive layer 64 is applied to cover the entire bottom surface 66. In an alternative embodiment, the adhesive layer 64 can be applied to cover only selected portions of the bottom surface 66. The adhesive layer 64 may be applied using a coating technique such as spin coating or slot die coating, and may be applied by a programmable dispensing tool in the form of an ink jet printing device technique as a non-limiting example. Adhesive layer 64 is a high temperature adhesive, such as, for example, high temperature polyimide, epoxy, cyanate material, or mixtures thereof, suitable for use at temperatures having a lower limit of 150 ° C. and an upper limit of 250 ° C. It will be appreciated that other adhesives suitable for use at temperatures higher than 250 ° C., such as 300 ° C. or 400 ° C., may be implemented depending on the application.

図5を参照すると、1つ以上の半導体素子68、70または電子部品が、接着層64に結合される。半導体素子68、70は、図5に示すように同一の厚さでもよく、代替的な実施形態では異なる厚さでもよい。非限定的な一実施形態では、半導体素子68、70は、約50〜500ミクロンの範囲の厚さを有する。半導体素子68、70は、概して、「電力用素子」または「非電力用素子」として記述され得る。よって、半導体素子68、70は、例として、ダイ、ダイオード、MOSFET、トランジスタ、特定用途向け集積回路(application specific integrated circuit、ASIC)、またはプロセッサの形であり得る。例示する実施形態では、半導体素子68は、能動面74に配置された接触パッド72を有するダイオードとして描写される。半導体素子70は、能動面80に配置されたソースパッド76およびゲートパッド78を有するMOSFETとして描写される。しかし、半導体素子68、70は、代替的な形の電力用もしくは非電力用素子として設けられてもよいこと、および、より少ないもしくはより多い半導体素子もしくは電子部品が、電子回路パッケージ40内に含まれてもよいことが認識される。一実施形態では、半導体素子68、70は、ケイ素または炭化ケイ素(SiC)で形成され、約2〜3ppm/℃の範囲の熱膨張率を有する。任意選択的に、例えば、抵抗器、コンデンサ、またはインダクタなどの1つ以上の受動素子82が、接着層64上に配置されてもよい。半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82が配置された後、接着層64は、熱的にまたは熱と放射線の組合せにより十分に硬化され得る。好適な放射線は、UV光および/またはマイクロ波を含み得る。一実施形態では、揮発性物質が存在する場合には、部分真空および/または大気圧以上の圧力が、硬化中に接着剤からの揮発性物質の除去を促すために用いられ得る。硬化すると、接着層64のうちビア54の下にある任意の部分が、誘電体層42の構造的一体性にそれほど影響を与えない、例えば反応性イオンエッチング(reactive ion etching、RIE)またはレーザ処理を用いて除去される。   Referring to FIG. 5, one or more semiconductor elements 68, 70 or electronic components are bonded to the adhesive layer 64. The semiconductor elements 68, 70 may be the same thickness as shown in FIG. 5, or may be different thicknesses in alternative embodiments. In one non-limiting embodiment, the semiconductor elements 68, 70 have a thickness in the range of about 50-500 microns. The semiconductor elements 68, 70 may be generally described as “power elements” or “non-power elements”. Thus, the semiconductor elements 68, 70 can be in the form of, for example, a die, diode, MOSFET, transistor, application specific integrated circuit (ASIC), or processor. In the illustrated embodiment, the semiconductor device 68 is depicted as a diode having contact pads 72 disposed on the active surface 74. The semiconductor device 70 is depicted as a MOSFET having a source pad 76 and a gate pad 78 disposed on the active surface 80. However, the semiconductor elements 68, 70 may be provided as alternative forms of power or non-power elements, and fewer or more semiconductor elements or electronic components are included in the electronic circuit package 40. It will be appreciated that this may be done. In one embodiment, the semiconductor elements 68, 70 are formed of silicon or silicon carbide (SiC) and have a coefficient of thermal expansion in the range of about 2-3 ppm / ° C. Optionally, one or more passive elements 82 such as, for example, resistors, capacitors, or inductors may be disposed on the adhesive layer 64. After the semiconductor elements 68, 70 and the passive element (s) 82 have been placed, the adhesive layer 64 can be fully cured either thermally or by a combination of heat and radiation. Suitable radiation may include UV light and / or microwaves. In one embodiment, if a volatile material is present, a partial vacuum and / or pressure above atmospheric pressure can be used to facilitate removal of the volatile material from the adhesive during curing. When cured, any portion of the adhesive layer 64 below the via 54 does not significantly affect the structural integrity of the dielectric layer 42, such as reactive ion etching (RIE) or laser processing. Is removed.

図6に示すように、製造工程の次のステップでは、下側金属化層84が、誘電体層42の外側部分44の下面86に形成される。塗布処理に続いて、示すように、金属化層84の一部分が、ビア62内まで延ばされ得る。図7に示すように、上側金属化層88が、誘電体層42の上面90に形成される。上側金属化層88は、半導体素子68、70の接触パッド72、76、78と電気的に結合するようにビア54を通って延びる。上側金属化層88も、下側金属化層84と電気的に結合するようにビア62を通って延びる。よって、上側金属化層88と下側金属化層84は、一緒に、誘電体層42の下面86と上面90の間の電気接続を形成する。一実施形態では、上側および下側の金属化層84、88を蒸着する前に、任意選択的なチタン銅シード層(図示せず)が、誘電体層42の上面90および/または下面86にスパッタリングメッキされる。   As shown in FIG. 6, in the next step of the manufacturing process, a lower metallization layer 84 is formed on the lower surface 86 of the outer portion 44 of the dielectric layer 42. Following the application process, a portion of the metallization layer 84 can be extended into the via 62 as shown. As shown in FIG. 7, an upper metallization layer 88 is formed on the upper surface 90 of the dielectric layer 42. Upper metallization layer 88 extends through via 54 to electrically couple with contact pads 72, 76, 78 of semiconductor elements 68, 70. Upper metallization layer 88 also extends through via 62 to electrically couple with lower metallization layer 84. Thus, the upper metallization layer 88 and the lower metallization layer 84 together form an electrical connection between the lower surface 86 and the upper surface 90 of the dielectric layer 42. In one embodiment, an optional titanium copper seed layer (not shown) is applied to the upper surface 90 and / or lower surface 86 of the dielectric layer 42 prior to depositing the upper and lower metallization layers 84, 88. Sputtered plating.

金属化層84、88は、スパッタリングおよびメッキ技術、その後のリソグラフィ処理を用いて形成され得る。一実施形態では、下側および上側の金属化層84、88は、銅で形成される。しかし、金属化層84、88の製造技術は、他の導電性材料または銅と充填剤の組合せの使用にまで拡張され得ると考えられる。受動素子82を含まない実施形態では、半導体素子70のゲートパッド78は、ビア62を通って下側金属化層84に結合される上側金属化層88の延長部(図7には図示せず)を通って下側金属化層84に電気的に結合され得る。   The metallized layers 84, 88 can be formed using sputtering and plating techniques followed by a lithographic process. In one embodiment, the lower and upper metallization layers 84, 88 are formed of copper. However, it is believed that the manufacturing technique of the metallized layers 84, 88 can be extended to the use of other conductive materials or combinations of copper and fillers. In embodiments that do not include the passive element 82, the gate pad 78 of the semiconductor element 70 is an extension of the upper metallization layer 88 (not shown in FIG. 7) that is coupled to the lower metallization layer 84 through the via 62. ) Through the lower metallization layer 84.

ここで図8を参照すると、第1の接合層92が、半導体素子68、70のそれぞれの底面94、96に、および下側金属化層84のうちビア(単数または複数)62と位置合わせされた部分に塗布される。第1の接合層92は、半田で、または焼結銀もしくは他の合金/過渡液相接合技術を用いて形成された金属間化合物などの他の高温接合材料で形成され、適切な材料のある例は、92.5Pb/5Sn/2.5AgまたはAu−Siなどの半田である。第2の接合層98または他の略気密性(すなわち、1E−4〜1E−6気圧cc/secのヘリウム漏出速度を有する)の高温接合材料が、誘電体層42の内側部分50を囲む連続経路を形成するように下側金属化層84に塗布される。種々の実施形態によると、第2の接合層98は、例えば、焼結銀、過渡液相接合材料、または低温ガラス、もしくは低い吸湿性および拡散速度を有する高分子系(例えば液晶高分子)などの導電性材料または電気絶縁材料であり得る。半田が第2の接合層98に用いられる場合、誘電体層42の外側部分の底面は金属化される。   Referring now to FIG. 8, the first bonding layer 92 is aligned with the respective bottom surfaces 94, 96 of the semiconductor elements 68, 70 and with the via (s) 62 of the lower metallization layer 84. It is applied to the part. The first bonding layer 92 is formed of solder or other high temperature bonding material, such as intermetallic compounds formed using sintered silver or other alloy / transient liquid phase bonding techniques, with suitable materials. Examples are solders such as 92.5Pb / 5Sn / 2.5Ag or Au-Si. A second bonding layer 98 or other substantially hermetic (i.e. having a helium leakage rate of 1E-4 to 1E-6 atm cc / sec) high temperature bonding material surrounds the inner portion 50 of the dielectric layer 42. It is applied to the lower metallization layer 84 to form a path. According to various embodiments, the second bonding layer 98 may be, for example, sintered silver, a transient liquid phase bonding material, or low temperature glass, or a polymer system having low hygroscopicity and diffusion rate (eg, a liquid crystal polymer). Can be a conductive material or an electrically insulating material. When solder is used for the second bonding layer 98, the bottom surface of the outer portion of the dielectric layer 42 is metallized.

一部の実施形態では、第2の接合層98を塗布する前に、任意選択的な仕上げ層(図示せず)が、下側金属化層84上に設けられる。非限定的な例として、第2の接合層98が半田である場合にNi−Au仕上げが用いられ得、第2の接合層98が焼結銀である場合にNi−Ag仕上げが用いられ得る。半導体素子68、70の底面が金属化される実施形態では、第1および第2の接合層92、98は、同一の材料で形成され得る。   In some embodiments, an optional finish layer (not shown) is provided on the lower metallization layer 84 prior to applying the second bonding layer 98. As a non-limiting example, a Ni—Au finish can be used when the second bonding layer 98 is solder, and a Ni—Ag finish can be used when the second bonding layer 98 is sintered silver. . In embodiments where the bottom surfaces of the semiconductor elements 68, 70 are metallized, the first and second bonding layers 92, 98 can be formed of the same material.

次に、導電性基板100が、図9に示すように、電子回路パッケージ40を形成するように、適切な溶接または接着処理を用いて第1および第2の接合層92、98に結合される。例示する実施形態では、導電性基板100は、例えば銅などの導電性材料から形成された上側および下側のシート104、106の間に挟まれた、例えばアルミナなどのセラミック基板102の層を含む多層基板100である。図9に示すように、多層基板100のパターニングされた上面を作り出すように上側シート104が部分的に除去される。代替的な実施形態では、第1および第2の接合層92、98の一方または両方が、下側金属化層84および半導体素子68、70ではなく、多層基板100に最初に塗布され得る。更に別の代替的な実施形態では、半導体素子68、70が多層基板100に結合された後に、第2の接合層98は、多層基板100を誘電体層42に直接結合するように塗布され、それにより、半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82を囲む内部キャビティ108の周囲にエッジ封止部を作り出し得る。そのような実施形態では、下側金属化層84のうち誘電体層42と第2の接合層98との間に配置されて示される部分が、図19に関してより詳細に記述されるように省略されてもよい。一実施形態によると、多層基板100は、銅回路付(DBC)基板である。代替的な実施形態では、基板100は、成形または封入され得る、例えば銅などの金属製リードフレームである。   Next, the conductive substrate 100 is bonded to the first and second bonding layers 92, 98 using a suitable welding or bonding process to form an electronic circuit package 40, as shown in FIG. . In the illustrated embodiment, the conductive substrate 100 includes a layer of a ceramic substrate 102, such as alumina, sandwiched between upper and lower sheets 104, 106 formed from a conductive material, such as copper. This is a multilayer substrate 100. As shown in FIG. 9, the upper sheet 104 is partially removed to create a patterned upper surface of the multilayer substrate 100. In an alternative embodiment, one or both of the first and second bonding layers 92, 98 may be initially applied to the multilayer substrate 100 rather than the lower metallization layer 84 and the semiconductor elements 68, 70. In yet another alternative embodiment, after the semiconductor elements 68, 70 are bonded to the multilayer substrate 100, the second bonding layer 98 is applied to bond the multilayer substrate 100 directly to the dielectric layer 42; Thereby, an edge seal can be created around the internal cavity 108 surrounding the semiconductor elements 68, 70 and the passive element (s) 82. In such an embodiment, the portion of the lower metallization layer 84 that is shown disposed between the dielectric layer 42 and the second bonding layer 98 is omitted as described in more detail with respect to FIG. May be. According to one embodiment, the multilayer substrate 100 is a copper circuit attached (DBC) substrate. In an alternative embodiment, the substrate 100 is a metal lead frame, such as copper, which can be molded or encapsulated.

図9には示していないが、電子回路パッケージ40内の電気部品と、例えばバスバーまたは印刷回路基板(printed circuit board、PCB)などの外部部品(図示せず)との間に電気接続が作られ得るように、任意の数の入力/出力(I/O)接続が、上側金属化層88および/または多層基板100の上に形成され得ると考えられる。そのようなI/O接続は、非限定的な例として、メッキバンプ、柱状バンプ、銅ストラップ、直接接着もしくは半田接合されたCu端子、またはワイヤボンド接続/パッドの形で設けられ得る。半田マスクが、上述したI/O接続方法を部分的にサポートするために塗布され得る。   Although not shown in FIG. 9, an electrical connection is made between an electrical component in the electronic circuit package 40 and an external component (not shown), such as a bus bar or a printed circuit board (PCB). It is contemplated that any number of input / output (I / O) connections may be formed on the upper metallization layer 88 and / or the multilayer substrate 100 as may be obtained. Such I / O connections may be provided as non-limiting examples in the form of plated bumps, columnar bumps, copper straps, direct bonded or solder bonded Cu terminals, or wire bond connections / pads. A solder mask may be applied to partially support the I / O connection method described above.

第2の接合層98が、誘電体層14の内側部分50、ならびにこれに結合された半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82を囲むようにどのようにして配置されるかをより明確に例示するために、電子回路パッケージ40の上面図が図10に提示されている。一実施形態では、第2の接合層98は、半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82を囲むキャビティ108を気密封止する。キャビティ108は、次いで、非限定的な例として、乾燥空気、またはアルゴンもしくは窒素などの不活性ガスで満たされ得る。代替的な実施形態では、第2の接合層98は、誘電体層14の内側部分50の小部分を囲み封止するように塗布される。例えば、受動素子82は、キャビティ108の気密封止部の外側に配置されてもよく、完全に省略されてもよい。   How the second bonding layer 98 is arranged to surround the inner portion 50 of the dielectric layer 14 and the semiconductor elements 68 and 70 and passive element (s) 82 coupled thereto. To more clearly illustrate, a top view of the electronic circuit package 40 is presented in FIG. In one embodiment, the second bonding layer 98 hermetically seals the cavity 108 that surrounds the semiconductor elements 68, 70 and the passive element (s) 82. The cavity 108 may then be filled with dry air or an inert gas such as argon or nitrogen as a non-limiting example. In an alternative embodiment, the second bonding layer 98 is applied to surround and seal a small portion of the inner portion 50 of the dielectric layer 14. For example, the passive element 82 may be disposed outside the hermetic seal of the cavity 108 or may be omitted completely.

第2の接合層98がキャビティ108を気密封止しない実施形態では、半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82は、キャビティ108を満たす、例えば高分子などの非導電性材料の形の封入材(図示せず)でオーバーコートされ得る。封入材は、例えば高電圧用途において、半導体素子と金属部品の間のアーク放電を防止したり、剛性および取扱いの容易さをもたらしたりするために用いられ得る。別の代替的な実施形態では、受動素子(単数または複数)82は、上側金属化層88の上面110に配置され得る。   In embodiments where the second bonding layer 98 does not hermetically seal the cavity 108, the semiconductor elements 68, 70 and the passive element (s) 82 fill the cavity 108, for example in the form of a non-conductive material such as a polymer. Can be overcoated with an encapsulant (not shown). The encapsulant can be used, for example, in high voltage applications to prevent arcing between the semiconductor element and the metal component, or to provide rigidity and ease of handling. In another alternative embodiment, passive element (s) 82 may be disposed on top surface 110 of upper metallization layer 88.

図10は、半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82に対する上側金属化層88およびビア54、56、58、62の例示的な配置を例示している。示すように、上側金属化層88の第1の部分112が、ビア54およびビア56の上方に配置され、したがって半導体素子68の接触パッド72および半導体素子70のソースパッド76に電気的に結合される。上側金属化層88の第2の部分114が、半導体素子70のゲートパッド78に電気的に結合されるビア56、および受動素子82のビア58と位置合わせされる。同様に、上側金属化層88の第3の部分116が、ビア60およびビア62を通って受動素子82と下側金属化層84との電気接続を形成する。   FIG. 10 illustrates an exemplary arrangement of upper metallization layer 88 and vias 54, 56, 58, 62 with respect to semiconductor devices 68, 70 and passive device (s) 82. As shown, the first portion 112 of the upper metallization layer 88 is disposed over the via 54 and via 56 and is therefore electrically coupled to the contact pad 72 of the semiconductor element 68 and the source pad 76 of the semiconductor element 70. The The second portion 114 of the upper metallization layer 88 is aligned with the via 56 that is electrically coupled to the gate pad 78 of the semiconductor device 70 and the via 58 of the passive device 82. Similarly, the third portion 116 of the upper metallization layer 88 forms an electrical connection between the passive element 82 and the lower metallization layer 84 through the via 60 and via 62.

誘電体層42、接着層64、ならびに下側金属化層84および上側金属化層88の一方または両方を含む電子回路サブパッケージが、半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82を伴うかまたは伴わない予め製造されたモジュールとして製造され得ると考えられる。電子回路サブパッケージが半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82を伴わずに製造される実施形態では、接着層64は、更なる取扱いまたは輸送のために十分安定している半硬化状態で(例えばBステージ材料として)設けられ得る。このことによって、半導体素子68、70および受動素子(単数または複数)82を、続いて後の加工ステップで電子回路サブパッケージに取り付けることが可能となる。   An electronic circuit subpackage that includes the dielectric layer 42, the adhesive layer 64, and one or both of the lower metallization layer 84 and the upper metallization layer 88 involves the semiconductor elements 68, 70 and the passive element (s) 82. It is contemplated that it can be manufactured as a pre-manufactured module with or without. In embodiments in which the electronic circuit subpackage is manufactured without semiconductor elements 68, 70 and passive element (s) 82, adhesive layer 64 is semi-cured that is sufficiently stable for further handling or transportation. Can be provided in a state (eg, as a B-stage material). This allows the semiconductor elements 68, 70 and passive element (s) 82 to be subsequently attached to the electronic circuit subpackage in a later processing step.

電子回路パッケージ40の上述した製造または集積技術に関連する処理または方法ステップの順序およびシーケンスは、代替的な実施形態に応じて変化してもよい。非限定的な一例として、接着層64は、ビア54〜62を形成する前に塗布され得る。加えて、下側金属化層84は、半導体素子68、70および受動素子82を配置する前に、または更に接着層64を塗布する前に、誘電体層42の下面86に形成され得る。   The order and sequence of processing or method steps associated with the above-described manufacturing or integration techniques of electronic circuit package 40 may vary depending on alternative embodiments. As a non-limiting example, the adhesive layer 64 can be applied prior to forming the vias 54-62. In addition, the lower metallization layer 84 may be formed on the lower surface 86 of the dielectric layer 42 before placing the semiconductor elements 68, 70 and the passive elements 82, or before applying the adhesive layer 64.

任意選択的に、図11に示すように、追加の集積層118が、上側金属化層88に結合されてもよい。一実施形態では、集積層118は、接着剤120の層を誘電体層42の上面90および上側金属化層88に塗布し、次いで上側誘電体層122を接着剤120上に配置することにより形成されるが、集積層118は、金属化すべき接着剤および膜として機能する単一の層、または接着剤および不動膜の2つの層であり得ることが認識される。集積層は、高分子またはガラスとすることができる。例示する実施形態では、上側誘電体層122は、全体にわたって均一またはほぼ均一な厚さ123を有する。誘電体層42と同様に、上側誘電体層122は、その厚さを通じて形成された多数のビア124を有するガラス基板である。代替的な実施形態では、上側誘電体層122は、例えばカプトンなどのポリイミド材料であり得る。そのような代替的な実施形態では、上側誘電体層122は、膜または積層として塗布され、ビア124を形成するために後でエッチングされ得る。   Optionally, an additional integrated layer 118 may be coupled to the upper metallization layer 88, as shown in FIG. In one embodiment, the integrated layer 118 is formed by applying a layer of adhesive 120 to the top surface 90 and upper metallization layer 88 of the dielectric layer 42 and then placing the upper dielectric layer 122 on the adhesive 120. However, it will be appreciated that the integrated layer 118 can be a single layer that functions as an adhesive and a film to be metallized, or two layers, an adhesive and an immobile film. The integration layer can be a polymer or glass. In the illustrated embodiment, the upper dielectric layer 122 has a thickness 123 that is uniform or substantially uniform throughout. Similar to the dielectric layer 42, the upper dielectric layer 122 is a glass substrate having a number of vias 124 formed through its thickness. In an alternative embodiment, the upper dielectric layer 122 may be a polyimide material such as Kapton. In such alternative embodiments, the upper dielectric layer 122 may be applied as a film or stack and later etched to form the vias 124.

金属化層126が、上側誘電体層122の上面128に形成され、上側金属化層88と電気的に接続するようにビア124を通って延びる。上側金属化層88と同様に、金属化層126は、例えば銅などの導電性材料を含み得、スパッタリングおよびメッキ技術、その後のリソグラフィ処理を用いて形成され得る。追加の再分配層が、設計仕様に基づいて再分配層118の上に形成され得る。   A metallization layer 126 is formed on the top surface 128 of the upper dielectric layer 122 and extends through the via 124 to make electrical connection with the upper metallization layer 88. Similar to the upper metallization layer 88, the metallization layer 126 may comprise a conductive material, such as copper, and may be formed using sputtering and plating techniques followed by a lithographic process. Additional redistribution layers may be formed on the redistribution layer 118 based on design specifications.

図12は、積層構成を有する電子回路パッケージ159の代替的な実施形態を例示しており、1つ以上の半導体素子132、133、受動素子134、および上層誘電体基板136を含む電子回路パッケージサブモジュール130が、電子回路パッケージ40に結合される。一実施形態態では、半導体素子133は、任意選択的な導電性シム135(破線で示す)の上側金属化層88に電気的に結合される裏面接続を有する電力用半導体素子である。上層誘電体基板136は、誘電体層42について上述したのと同様な様式で構成されたガラス基板であり、接着層138を介して素子132、133、134に結合される。上層誘電体基板136は、基板136の内側部分142を通って延びる1つ以上のビア140と、その外側部分146を通って延びる1つ以上のビア144とを有するように設けられる。上側金属化層88および下側金属化層84と同様に、上側金属化層148および下側金属化層150が、上層誘電体基板136の上面152および底面154のそれぞれに形成される。   FIG. 12 illustrates an alternative embodiment of an electronic circuit package 159 having a stacked configuration and includes an electronic circuit package sub that includes one or more semiconductor elements 132, 133, a passive element 134, and an upper dielectric substrate 136. Module 130 is coupled to electronic circuit package 40. In one embodiment, the semiconductor element 133 is a power semiconductor element having a backside connection that is electrically coupled to an upper metallization layer 88 of an optional conductive shim 135 (shown in dashed lines). The upper dielectric substrate 136 is a glass substrate configured in the same manner as described above for the dielectric layer 42 and is bonded to the elements 132, 133, 134 via the adhesive layer 138. The upper dielectric substrate 136 is provided to have one or more vias 140 extending through the inner portion 142 of the substrate 136 and one or more vias 144 extending through its outer portion 146. Similar to upper metallization layer 88 and lower metallization layer 84, upper metallization layer 148 and lower metallization layer 150 are formed on top surface 152 and bottom surface 154 of upper dielectric substrate 136, respectively.

接合層156が、電子回路パッケージサブモジュール130の下側金属化層150を上側金属化層88に電気的に接続する。第1の接合層92と同様に、接合層156は、半田、または例えば焼結銀などの他の導電性高温接合材料である。別の接合層158が、電子回路パッケージサブモジュール130の下側金属化層150と上側金属化層88の間で上層誘電体基板136の外側部分146の外周に延びる。代替的な実施形態によると、用途に応じては、接合層158または接合層98の一方が気密性である。一実施形態では、接合層158は、素子132、134を囲むキャビティ160内に気密性または略気密性の封止部を作り出す。   A bonding layer 156 electrically connects the lower metallization layer 150 of the electronic circuit package submodule 130 to the upper metallization layer 88. Similar to the first bonding layer 92, the bonding layer 156 is solder or other conductive high temperature bonding material such as, for example, sintered silver. Another bonding layer 158 extends around the outer portion 146 of the upper dielectric substrate 136 between the lower metallization layer 150 and the upper metallization layer 88 of the electronic circuit package submodule 130. According to alternative embodiments, depending on the application, one of bonding layer 158 or bonding layer 98 is hermetic. In one embodiment, the bonding layer 158 creates a hermetic or substantially hermetic seal within the cavity 160 surrounding the elements 132, 134.

本発明の代替的な実施形態による電子回路パッケージ161が、図13に例示されている。図12の電子回路パッケージ159と同様に、電子回路パッケージ161は、積層構成で配置される2つの電子回路パッケージサブモジュール40、130を含む。電子回路パッケージ161と電子回路パッケージ159の間の他の共通する部品は、同じ参照番号に関して適宜例示される。図13の実施形態では、上層誘電体基板136は、キャビティ160内へ下向きに延びる中央支柱137を含む。下側金属化層150の一部分が、中央支柱137の底面139に形成される。ビア141が、中央支柱137の厚さを通じて延び、上側金属化層148を下側金属化層150に電気的に接続するようにビア144と同様な様式で金属化される。   An electronic circuit package 161 according to an alternative embodiment of the present invention is illustrated in FIG. Similar to the electronic circuit package 159 of FIG. 12, the electronic circuit package 161 includes two electronic circuit package submodules 40 and 130 arranged in a stacked configuration. Other common parts between the electronic circuit package 161 and the electronic circuit package 159 are suitably illustrated with respect to the same reference numbers. In the embodiment of FIG. 13, the upper dielectric substrate 136 includes a central post 137 that extends downward into the cavity 160. A portion of the lower metallization layer 150 is formed on the bottom surface 139 of the central post 137. A via 141 extends through the thickness of the central post 137 and is metalized in a manner similar to the via 144 to electrically connect the upper metallization layer 148 to the lower metallization layer 150.

図14は、積層構成で配置された2つの電子回路パッケージサブモジュール41、131を含む、本発明の別の実施形態による電子回路パッケージ163を例示している。上述した実施形態と同じように、電子回路パッケージ163と電子回路パッケージ159に共通する部品(図12)は、共通する参照番号で適宜参照される。図14に示すように、電子回路パッケージサブモジュール131は、電子回路パッケージサブモジュール41の上で反転され、それらの対向する上側金属化層88が接合層156で互いに電気的に接続される。各電子回路パッケージサブモジュール41、131はそれぞれ、示すように接合層92、98を介して半導体素子68、70および上側金属化層88に結合される、熱伝導性および導電性基板43、143を含む。種々の実施形態によると、両方の導電性基板43、143のうちの一方が、封入された金属製リードフレーム、または例えばDBC基板もしくはプリント回路基板(PCB)などの多層基板であり得る。非限定的な一実施形態では、導電性基板43はDBC基板であり、導電性基板143はPCBである。導電性基板43、143の一方または両方が、半導体素子68、70の冷却を促すためにヒートシンク(図示せず)を更に含み得る。そのような構成は、半導体素子68、70が電力用素子である実施形態では、電子回路パッケージ163の両面冷却を可能にするので、特に有利である。任意選択的に、電子回路パッケージ163は、上側金属化層88を通って半導体素子68、70に電気的に接続される、入力/出力(I/O)接続167(仮想線で示す)および/または下向きI/O接続169(仮想線で示す)を含む。I/O接続167、169は、金属製(例えば銅)リードフレーム接続、または代替的な実施形態による他の既知の形のI/O接続として構成され得る。   FIG. 14 illustrates an electronic circuit package 163 according to another embodiment of the present invention that includes two electronic circuit package sub-modules 41, 131 arranged in a stacked configuration. As in the embodiment described above, components common to the electronic circuit package 163 and the electronic circuit package 159 (FIG. 12) are appropriately referred to by common reference numerals. As shown in FIG. 14, the electronic circuit package submodule 131 is inverted on the electronic circuit package submodule 41, and their upper metallization layers 88 facing each other are electrically connected to each other through a bonding layer 156. Each electronic circuit package sub-module 41, 131 has a thermally conductive and conductive substrate 43, 143 coupled to the semiconductor elements 68, 70 and the upper metallization layer 88 via bonding layers 92, 98 as shown. Including. According to various embodiments, one of both conductive substrates 43, 143 can be an encapsulated metal lead frame or a multilayer substrate, such as a DBC substrate or a printed circuit board (PCB). In one non-limiting embodiment, the conductive substrate 43 is a DBC substrate and the conductive substrate 143 is a PCB. One or both of the conductive substrates 43, 143 may further include a heat sink (not shown) to facilitate cooling of the semiconductor elements 68, 70. Such an arrangement is particularly advantageous in embodiments where the semiconductor elements 68, 70 are power elements, as it allows for double-sided cooling of the electronic circuit package 163. Optionally, the electronic circuit package 163 is electrically connected to the semiconductor elements 68, 70 through the upper metallization layer 88, input / output (I / O) connections 167 (shown in phantom lines) and / or Or a downward I / O connection 169 (shown in phantom). The I / O connections 167, 169 can be configured as metal (eg, copper) leadframe connections, or other known forms of I / O connections according to alternative embodiments.

種々の実施形態によると、電子回路パッケージサブモジュール41、131の両方は、図14に例示するように、1つ以上の半導体素子68、70と、受動素子82などの1つ以上の他の回路部品とを有する電力用モジュールと同様な様式で構成され得る。代替的な実施形態では、電子回路パッケージサブモジュール41、131は、様々な構成を有するように設けられ得る。非限定的な一例として、電子回路パッケージサブモジュール41は、図14に例示したものと同様の様式で電力用モジュールとして構成され得る一方、電子回路パッケージサブモジュール131は、制御回路として構成され得る。   According to various embodiments, both electronic circuit package sub-modules 41, 131 may include one or more semiconductor elements 68, 70 and one or more other circuits such as passive elements 82, as illustrated in FIG. And can be configured in a manner similar to a power module having components. In alternative embodiments, the electronic circuit package sub-modules 41, 131 can be provided with various configurations. As a non-limiting example, the electronic circuit package submodule 41 can be configured as a power module in a manner similar to that illustrated in FIG. 14, while the electronic circuit package submodule 131 can be configured as a control circuit.

ここで図15を参照すると、代替的な実施形態による電子回路パッケージ162が示されている。電子回路パッケージ162と電子回路パッケージ40(図9)は、同じ参照番号に関して適宜議論および例示される多数の共通する部品を共有する。電子回路パッケージ40と同様に、電子回路パッケージ162は、その底面66に形成された接着層64を有するガラス基板の形の誘電体層42を含む。上側金属化層88は、接着層64に結合される半導体素子68、70に電気的に接続するようにビア54、58を通って延びる。上側金属化層88の一部分が、ビア62を通って延び、下側金属化層84と電気的に結合される。下側金属化層84は、誘電体層42の周縁に延び、種々の実施形態によるキャビティ108を気密封止し得る第2の接合層98を介して多層基板100に結合される。第1の接合層92が、半導体素子68、70および下側金属化層84を多層基板100に結合する。   Referring now to FIG. 15, an electronic circuit package 162 according to an alternative embodiment is shown. Electronic circuit package 162 and electronic circuit package 40 (FIG. 9) share a number of common components that are discussed and illustrated as appropriate with respect to the same reference numbers. Similar to electronic circuit package 40, electronic circuit package 162 includes a dielectric layer 42 in the form of a glass substrate having an adhesive layer 64 formed on its bottom surface 66. Upper metallization layer 88 extends through vias 54, 58 to electrically connect to semiconductor elements 68, 70 that are bonded to adhesive layer 64. A portion of the upper metallization layer 88 extends through the via 62 and is electrically coupled to the lower metallization layer 84. The lower metallization layer 84 extends to the periphery of the dielectric layer 42 and is coupled to the multilayer substrate 100 via a second bonding layer 98 that can hermetically seal the cavities 108 according to various embodiments. A first bonding layer 92 couples the semiconductor elements 68, 70 and the lower metallization layer 84 to the multilayer substrate 100.

電子回路パッケージ40(図9)と共通する部品に加えて、電子回路パッケージ162は、誘電体層42の内側部分50の底面66に形成された金属化層164を含む。金属化層84、88と同様に、金属化層164は、例えば銅などの導電性材料であり、スパッタリングおよびメッキ技術、その後のリソグラフィ処理を用いて形成され得る。接合材料168が、受動素子82を金属化層164に機械的かつ電気的に結合する。種々の実施形態によると、接合材料168は、半田、焼結銀、銀などの導電性フィラーで満たされた高分子などの導電性接着剤、または高温に耐えられる別の導電性材料であり得る。一実施形態では、接合材料168は、液相接着接合技術を用いて受動素子82を金属化層164に結合するために用いられる。   In addition to the components common to electronic circuit package 40 (FIG. 9), electronic circuit package 162 includes a metallization layer 164 formed on bottom surface 66 of inner portion 50 of dielectric layer 42. Similar to metallization layers 84, 88, metallization layer 164 is a conductive material, such as copper, and can be formed using sputtering and plating techniques, followed by lithographic processing. A bonding material 168 mechanically and electrically couples the passive element 82 to the metallization layer 164. According to various embodiments, the bonding material 168 can be a conductive adhesive such as a polymer filled with a conductive filler such as solder, sintered silver, silver, or another conductive material that can withstand high temperatures. . In one embodiment, bonding material 168 is used to bond passive element 82 to metallization layer 164 using liquid phase bonding bonding techniques.

図16は、別の代替的な実施形態による電子回路パッケージ170を例示している。電子回路パッケージ170は、ビア62および上側金属化層88のうち電子回路パッケージ162のビア62を通って延びる部分が、電子回路パッケージ170内の導電性シム172により置き換えられる点を除いて、図15の電子回路パッケージ162と同様の部品を含む。種々の実施形態によると、導電性シム172は、銅または他の導電性金属材料であり得る。図16に示すように、上側金属化層88の一部分が、誘電体層42および接着層64の厚さ48を通じて形成されたビア174を通って延び、導電性シム172と結合される。第1の接合層92の一部分が、導電性シム172を多層基板100に電気的かつ機械的に結合する。   FIG. 16 illustrates an electronic circuit package 170 according to another alternative embodiment. Electronic circuit package 170 is similar to FIG. 15 except that portions of via 62 and upper metallization layer 88 extending through via 62 of electronic circuit package 162 are replaced by conductive shims 172 in electronic circuit package 170. The same components as those of the electronic circuit package 162 are included. According to various embodiments, the conductive shim 172 can be copper or other conductive metal material. As shown in FIG. 16, a portion of the upper metallization layer 88 extends through the via 174 formed through the dielectric layer 42 and the thickness 48 of the adhesive layer 64 and is coupled to the conductive shim 172. A portion of the first bonding layer 92 electrically and mechanically couples the conductive shim 172 to the multilayer substrate 100.

図17および図18は、半導体素子68、70の高さまたは厚さが異なる代替的な実施形態による電子回路パッケージ170を例示している。図17に例示する実施形態では、導電性シム171が、半導体素子68、70の間の高さの差を埋め合わせるように設けられ、半田93または他の導電性接合材料の層で半導体素子70に結合される。図18に例示する実施形態では、誘電体層42は、キャビティ108内へ下向きに延びる中央支柱173を有するように設けられる。半導体素子70は、接着層64と同様に接着層177で中央支柱173の底面175に結合される。   17 and 18 illustrate an electronic circuit package 170 according to alternative embodiments in which the height or thickness of the semiconductor elements 68, 70 are different. In the embodiment illustrated in FIG. 17, a conductive shim 171 is provided to compensate for the height difference between the semiconductor elements 68, 70 and is formed on the semiconductor element 70 with a layer of solder 93 or other conductive bonding material. Combined. In the embodiment illustrated in FIG. 18, the dielectric layer 42 is provided to have a central post 173 that extends downward into the cavity 108. The semiconductor element 70 is coupled to the bottom surface 175 of the central support column 173 with an adhesive layer 177 as in the adhesive layer 64.

ここで図19を参照すると、本発明の別の実施形態による電子回路パッケージ176が示されている。再び、電子回路パッケージ176は、電子回路パッケージ40に関して記述したもの(図9)と同様の多数の部品を含み、対応するパーツ番号が、本明細書で適宜参照される。受動素子82は図19の接着層64に直接結合されるように示されているが、代替的な実施形態では、金属化層164(図15)および接合材料168(図15)が、受動素子82を誘電体層42に結合するために用いられ得ると考えられる。   Referring now to FIG. 19, an electronic circuit package 176 is shown according to another embodiment of the present invention. Again, the electronic circuit package 176 includes a number of components similar to those described with respect to the electronic circuit package 40 (FIG. 9), and corresponding part numbers are referred to herein as appropriate. Although the passive element 82 is shown as being directly bonded to the adhesive layer 64 of FIG. 19, in an alternative embodiment, the metallization layer 164 (FIG. 15) and the bonding material 168 (FIG. 15) are coupled to the passive element. It is contemplated that 82 may be used to couple to dielectric layer 42.

電子回路パッケージ40(図9)と共通する部品に加えて、図19に示す電子回路パッケージ176は、誘電体層42の下面86を多層基板100の上側銅シート104の上面180に直接結合する接合層178を含む。接合層178は、例えば、ガラスフリット、または低い拡散特性をもたらす液晶高分子などの高温接合材料である。一実施形態では、接合層178は、半導体素子68、70が定量吐出および硬化法(dispense and cure method)により多層基板100に結合された後に塗布される。接合層178は、図19に示すように、フィレット付きに外側面を有するように塗布され得る。   In addition to the components common to electronic circuit package 40 (FIG. 9), electronic circuit package 176 shown in FIG. 19 is a bond that directly bonds lower surface 86 of dielectric layer 42 to upper surface 180 of upper copper sheet 104 of multilayer substrate 100. Layer 178 is included. The bonding layer 178 is a high-temperature bonding material such as glass frit or a liquid crystal polymer that provides low diffusion characteristics. In one embodiment, the bonding layer 178 is applied after the semiconductor elements 68, 70 are bonded to the multilayer substrate 100 by a dispense and cure method. The bonding layer 178 can be applied to have an outer surface with a fillet, as shown in FIG.

図20は、本発明の代替的な実施形態による接合層178を含む電子回路パッケージ182を例示している。電子回路パッケージ182、電子回路パッケージ170、および電子回路パッケージ40(図9)に共通する部品が、同じパーツ番号を参照して適宜議論される。図20の実施形態では、図9の下側金属化層84は完全に省略される。半導体素子68、70および導電性シム172は、多層基板100の上側銅シート104に直接結合される。気密性または略気密性の封止部が、誘電体層42の下面86と上側銅シート104との間に接合層178を塗布することにより、キャビティ108の周縁を囲むように形成される。示すように、接合層178は、フィレット付きの外側面を有するように形成され得る。この実施形態では、導電性シム172と第1の接合層92を併用することにより、誘電体層42の下面86において、下側金属化層84(図9)と同様の金属化層の必要性が軽減される。   FIG. 20 illustrates an electronic circuit package 182 including a bonding layer 178 according to an alternative embodiment of the present invention. Parts common to the electronic circuit package 182, the electronic circuit package 170, and the electronic circuit package 40 (FIG. 9) are discussed appropriately with reference to the same part numbers. In the embodiment of FIG. 20, the lower metallization layer 84 of FIG. 9 is omitted completely. The semiconductor elements 68, 70 and the conductive shim 172 are directly bonded to the upper copper sheet 104 of the multilayer substrate 100. An airtight or substantially airtight seal is formed so as to surround the periphery of the cavity 108 by applying a bonding layer 178 between the lower surface 86 of the dielectric layer 42 and the upper copper sheet 104. As shown, the bonding layer 178 can be formed to have an outer surface with a fillet. In this embodiment, the need for a metallization layer similar to the lower metallization layer 84 (FIG. 9) on the lower surface 86 of the dielectric layer 42 by using the conductive shim 172 and the first bonding layer 92 together. Is reduced.

したがって、本発明の実施形態は、電子回路パッケージ内に含まれるSiCまたは他の高温半導体素子(単数または複数)の熱膨張率とほぼ一致する熱膨張率を有するガラス基板の形で設けられた誘電体層を有する電子回路パッケージを含む。熱膨張率がほぼ一致することによって、電子回路パッケージ内の熱応力が最小化され、パッケージの信頼性、ならびに、高い周波数、電圧、および温度で動作するSiCおよび他の半導体素子が電子回路パッケージに組み込まれる場合に特に望ましい特性が向上する。ガラス基板の使用によって、また電力密度の高い電子回路パッケージの製造が容易となる。   Accordingly, embodiments of the present invention provide a dielectric provided in the form of a glass substrate having a coefficient of thermal expansion that substantially matches the coefficient of thermal expansion of SiC or other high temperature semiconductor element (s) contained within the electronic circuit package. An electronic circuit package having a body layer is included. The nearly identical thermal expansion coefficient minimizes thermal stresses in the electronic circuit package, and the reliability of the package, as well as SiC and other semiconductor elements operating at high frequencies, voltages, and temperatures in the electronic circuit package. Properties that are particularly desirable when incorporated are improved. The use of a glass substrate facilitates the manufacture of electronic circuit packages with high power density.

加えて、ガラス基板が複数の厚さを有する基板として設けられる実施形態では、1つ以上の半導体素子および他の電子部品が、ガラス基板と多層基板の間に形成されたキャビティ内に気密封止され得る。そのような気密環境によって、SiCもしくは他の高温半導体素子、および素子をガラス基板に取り付けるために用いられる接着剤の高温信頼性が拡張する。気密封止を提供する能力によって、半導体素子を囲む封入材または他のアンダーフィル材料を設ける必要性が軽減され、それにより、材料および加工のコストが低減される。複数の厚さを有するガラス基板を組み込む実施形態は、またガラス基板のより厚い部分を通る金属化ビアの形の貫通相互接続を提供し、これにより導電性シムが置き換えられ、製造ステップが減少する。   In addition, in embodiments where the glass substrate is provided as a substrate having a plurality of thicknesses, one or more semiconductor elements and other electronic components are hermetically sealed within a cavity formed between the glass substrate and the multilayer substrate. Can be done. Such an airtight environment extends the high temperature reliability of SiC or other high temperature semiconductor devices and the adhesive used to attach the devices to the glass substrate. The ability to provide a hermetic seal reduces the need to provide an encapsulant or other underfill material surrounding the semiconductor element, thereby reducing material and processing costs. Embodiments incorporating glass substrates having multiple thicknesses also provide through interconnects in the form of metallized vias through the thicker portions of the glass substrate, thereby replacing the conductive shims and reducing manufacturing steps. .

したがって、本発明の一実施形態によると、電子回路パッケージは、内側部分を囲む外側部分を有するガラス基板を含み、内側部分は、第1の厚さを有し、外側部分は、第1の厚さよりも大きい第2の厚さを有する。電子回路パッケージは、ガラス基板の内側部分の下面に形成された接着層と、接着層に結合された上面を有する半導体素子とを含み、半導体素子は、その上面に配置された少なくとも1つの接触パッドを有する。第1の金属化層が、ガラス基板の上面に結合されており、ガラス基板の第1の厚さを通じて形成された第1のビアを通って延びて、半導体素子の少なくとも1つの接触パッドと結合している。   Thus, according to one embodiment of the present invention, an electronic circuit package includes a glass substrate having an outer portion surrounding an inner portion, the inner portion having a first thickness and the outer portion having a first thickness. A second thickness greater than the second thickness. The electronic circuit package includes an adhesive layer formed on the lower surface of the inner portion of the glass substrate, and a semiconductor element having an upper surface bonded to the adhesive layer, the semiconductor element being at least one contact pad disposed on the upper surface. Have A first metallization layer is bonded to the top surface of the glass substrate and extends through a first via formed through a first thickness of the glass substrate to bond with at least one contact pad of the semiconductor device. doing.

本発明の別の実施形態によると、電子回路パッケージの製造方法は、外側部分により囲まれた内側部分を有するガラス基板を用意することであって、外側部分は、内側部分の厚さよりも大きい厚さを有する、ことを含む。方法は、またガラス基板の内側部分の下面に接着層を形成することと、半導体素子の上面を接着層を介してガラス基板に結合することであって、上面は、少なくとも1つの接触パッドを備える、ことと、ガラス基板上に第1の金属化層を形成することであって、第1の金属化層は、ガラス基板の内側部分の厚さを通じて形成された少なくとも1つのビアを通って延びて、半導体素子の少なくとも1つの接触パッドに接続している、こととを含む。   According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing an electronic circuit package includes providing a glass substrate having an inner portion surrounded by an outer portion, the outer portion having a thickness greater than the thickness of the inner portion. Including. The method also includes forming an adhesive layer on the lower surface of the inner portion of the glass substrate and bonding the upper surface of the semiconductor element to the glass substrate via the adhesive layer, the upper surface comprising at least one contact pad. And forming a first metallization layer on the glass substrate, the first metallization layer extending through at least one via formed through the thickness of the inner portion of the glass substrate. And connecting to at least one contact pad of the semiconductor element.

本発明の更に別の実施形態によると、電力用電子回路パッケージは、第1の厚さを通じて形成された少なくとも1つのビアを有する複数の厚さを有する基板と、複数の厚さを有する基板に結合された能動面を有する電力用素子であって、能動面は、複数の厚さを有する基板内の少なくとも1つのビアと位置合わせされた少なくとも1つの接触パッドを備える、電力用素子とを含む。第1の金属化層が、複数の厚さを有する基板の上面に形成され、少なくとも1つのビアを通って延びて、少なくとも1つの接触パッドに接触している。多層基板の熱膨張率と電力用素子の熱膨張率との差は、約7ppm/℃未満である。   According to yet another embodiment of the present invention, a power electronic circuit package includes: a substrate having a plurality of thicknesses having at least one via formed through a first thickness; and a substrate having a plurality of thicknesses. A power device having a coupled active surface, the active surface comprising at least one contact pad aligned with at least one via in a substrate having a plurality of thicknesses. . A first metallization layer is formed on the top surface of the substrate having a plurality of thicknesses and extends through the at least one via to contact the at least one contact pad. The difference between the coefficient of thermal expansion of the multilayer substrate and the coefficient of thermal expansion of the power element is less than about 7 ppm / ° C.

限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に記述してきたが、そのような開示した実施形態に本発明が限定されないことを容易に理解されたい。むしろ、本明細書に記述していないが本発明の趣旨および範囲に相応する、任意の数の変形、改変、置換、または等価の構成を組み込むように本発明を修正することができる。加えて、本発明の種々の実施形態を記述してきたが、記述した実施形態の一部のみを本開示の態様が含んでもよいことを理解されたい。したがって、本発明は、前述した説明により限定されるとみなされず、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。   Although the invention has been described in detail with respect to only a limited number of embodiments, it should be readily understood that the invention is not limited to such disclosed embodiments. Rather, the invention can be modified to incorporate any number of variations, alterations, substitutions or equivalent arrangements not described herein but which are commensurate with the spirit and scope of the invention. In addition, while various embodiments of the invention have been described, it is to be understood that aspects of the present disclosure may include only some of the described embodiments. Accordingly, the invention is not considered limited by the foregoing description, but is only limited by the scope of the appended claims.

10 平面パッケージ構造
12、68、70、132、133 電力用半導体素子、半導体素子
14、42 誘電体層
16 接着剤、接着層
18 受動部品
20 金属相互接続
22 入出力(I/O)システム
24 銅回路付(DBC)基板
26、102 無機セラミック基板
28、104 上側銅シート
30、106 下側銅シート
32 ろう材層
34、135、171、172 導電性シム
36、93 半田
38 高分子誘電体材料
40、41、159、161、162、163、170、176、182 電子回路パッケージ
43、100、143 導電性基板
44、146 外側部分
46、48、52、123 厚さ
50、142 内側部分
51 凹部
54、56、58、60、62、124、140、141、144、174 ビア
64、138、177 接着層
66、86、94、96、139、154、175 底面、下面
72 接触パッド
74、80 能動面
76 ソースパッド
78 ゲートパッド
82、134 受動素子
84、150 下側金属化層
88、148 上側金属化層
90、110、128、152、180 上面
92 第1の接合層
98 第2の接合層
108、160 内部キャビティ
112 第1の部分
114 第2の部分
116 第3の部分
118 集積層、再分配層
16、120 接着剤
122 上側誘電体層
126、164 金属化層
130、131 電子回路パッケージサブモジュール
136 上層誘電体基板
137、173 中央支柱
156、158、178 接合層
167、169 入力/出力(I/O)接続
168 接合材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Planar package structure 12,68,70,132,133 Power semiconductor element, Semiconductor element 14,42 Dielectric layer 16 Adhesive, adhesive layer 18 Passive component 20 Metal interconnection 22 Input / output (I / O) system 24 Copper Circuit board (DBC) substrate 26, 102 Inorganic ceramic substrate 28, 104 Upper copper sheet 30, 106 Lower copper sheet 32 Brazing material layer 34, 135, 171, 172 Conductive shim 36, 93 Solder 38 Polymer dielectric material 40 41, 159, 161, 162, 163, 170, 176, 182 Electronic circuit package 43, 100, 143 Conductive substrate 44, 146 Outer portion 46, 48, 52, 123 Thickness 50, 142 Inner portion 51 Recess 54, 56, 58, 60, 62, 124, 140, 141, 144, 174 Via 64, 138, 177 Adhesive layer 6, 86, 94, 96, 139, 154, 175 Bottom, bottom surface 72 Contact pad 74, 80 Active surface 76 Source pad 78 Gate pad 82, 134 Passive element 84, 150 Lower metallization layer 88, 148 Upper metallization layer 90, 110, 128, 152, 180 Upper surface 92 First bonding layer 98 Second bonding layer 108, 160 Internal cavity 112 First portion 114 Second portion 116 Third portion 118 Integration layer, redistribution layer 16 , 120 Adhesive 122 Upper dielectric layer 126, 164 Metallized layer 130, 131 Electronic circuit package sub-module 136 Upper dielectric substrate 137, 173 Center post 156, 158, 178 Bonding layer 167, 169 Input / output (I / O ) Connection 168 Joining material

Claims (20)

電子回路パッケージ(40)であって、
内側部分(50)を囲む外側部分(44)を有するガラス基板(42)であって、前記内側部分(50)は、第1の厚さ(48)を有し、前記外側部分(44)は、前記第1の厚さ(48)よりも厚い第2の厚さ(46)を有する、ガラス基板(42)と、
前記ガラス基板(42)の前記内側部分(50)の下面(66)に形成された接着層(64)と、
前記接着層(64)に結合された上面を有する半導体素子(68)であって、前記上面に配置された少なくとも1つの接触パッド(72)を有する半導体素子(68)と、
前記ガラス基板(42)の上面(90)に結合された第1の金属化層(88)であって、前記ガラス基板(42)の前記第1の厚さ(48)を通じて形成された第1のビア(54)を通って延びて、前記半導体素子(68)の前記少なくとも1つの接触パッド(72)と結合している第1の金属化層(88)と、
を備える電子回路パッケージ(40)。
An electronic circuit package (40),
A glass substrate (42) having an outer portion (44) surrounding an inner portion (50), said inner portion (50) having a first thickness (48), said outer portion (44) being A glass substrate (42) having a second thickness (46) greater than the first thickness (48);
An adhesive layer (64) formed on the lower surface (66) of the inner portion (50) of the glass substrate (42);
A semiconductor element (68) having an upper surface coupled to the adhesive layer (64), the semiconductor element (68) having at least one contact pad (72) disposed on the upper surface;
A first metallization layer (88) bonded to an upper surface (90) of the glass substrate (42), the first metallization layer (88) formed through the first thickness (48) of the glass substrate (42). A first metallization layer (88) extending through the via (54) of the semiconductor element and coupled to the at least one contact pad (72) of the semiconductor device (68);
An electronic circuit package (40) comprising:
前記ガラス基板(42)の熱膨張率と前記半導体素子(68)の熱膨張率との差が7ppm/℃以下である、請求項1に記載の電子回路パッケージ(40)。   The electronic circuit package (40) according to claim 1, wherein a difference between a coefficient of thermal expansion of the glass substrate (42) and a coefficient of thermal expansion of the semiconductor element (68) is 7 ppm / ° C or less. 前記半導体素子(68)は、電力用素子を備える、請求項1に記載の電子回路パッケージ(40)。   The electronic circuit package (40) of claim 1, wherein the semiconductor element (68) comprises a power element. 前記ガラス基板(42)の前記外側部分(44)の下面(86)に結合された第2の金属化層(84)を更に備え、
前記第1の金属化層(88)と前記第2の金属化層(84)は、前記ガラス基板(42)の前記第2の厚さ(46)を通じて形成された第2のビア(62)内で電気的に接続している、請求項1に記載の電子回路パッケージ(40)。
A second metallization layer (84) bonded to the lower surface (86) of the outer portion (44) of the glass substrate (42);
The first metallization layer (88) and the second metallization layer (84) are formed in a second via (62) formed through the second thickness (46) of the glass substrate (42). The electronic circuit package (40) of claim 1, wherein the electronic circuit package (40) is electrically connected within.
前記接着層(64)に結合された受動素子(82)を更に備え、
前記受動素子(82)は、前記第1の金属化層(88)に電気的に接続されている、請求項4に記載の電子回路パッケージ(40)。
A passive element (82) coupled to the adhesive layer (64);
The electronic circuit package (40) of claim 4, wherein the passive element (82) is electrically connected to the first metallization layer (88).
前記ガラス基板(42)の底面(66)に隣接して配置され、前記第1の金属化層(88)に電気的に結合された導電性シム(135)を更に備える、請求項1に記載の電子回路パッケージ(40)。   The conductive shim (135) of claim 1, further comprising a conductive shim (135) disposed adjacent to a bottom surface (66) of the glass substrate (42) and electrically coupled to the first metallization layer (88). Electronic circuit package (40). 前記半導体素子(68)の底面(94)に結合された導電性基板(100)と、
前記導電性基板(100)と前記ガラス基板(42)の前記外側部分(44)との間に配置された第2の接合層(98)であって、前記ガラス基板(42)の前記内側部分(50)の少なくとも小部分を囲む第2の接合層(98)と、
を更に備える、請求項1に記載の電子回路パッケージ(40)。
A conductive substrate (100) coupled to the bottom surface (94) of the semiconductor element (68);
A second bonding layer (98) disposed between the conductive substrate (100) and the outer portion (44) of the glass substrate (42), the inner portion of the glass substrate (42); A second bonding layer (98) surrounding at least a small portion of (50);
The electronic circuit package (40) of claim 1, further comprising:
前記第2の接合層(98)は、前記電子回路パッケージ(40)の内部キャビティ(108)内に前記半導体素子(68)を気密封止する材料を備える、請求項7に記載の電子回路パッケージ(40)。   The electronic circuit package of claim 7, wherein the second bonding layer (98) comprises a material that hermetically seals the semiconductor element (68) within an internal cavity (108) of the electronic circuit package (40). (40). 前記第2の接合層(98)は、前記ガラス基板(42)の前記外側部分(44)の前記下面(86)に直接結合されている、請求項7に記載の電子回路パッケージ(40)。   The electronic circuit package (40) of claim 7, wherein the second bonding layer (98) is directly coupled to the lower surface (86) of the outer portion (44) of the glass substrate (42). 前記ガラス基板(42)と前記導電性基板(100)の間に配置されたキャビティ(108)を満たし、前記半導体素子(68)を囲む封入材を更に備える、請求項7に記載の電子回路パッケージ(40)。   The electronic circuit package of claim 7, further comprising an encapsulant that fills a cavity (108) disposed between the glass substrate (42) and the conductive substrate (100) and surrounds the semiconductor element (68). (40). 電子回路パッケージ(40)の製造方法であって、
外側部分(44)により囲まれた内側部分(50)を有するガラス基板(42)を用意することであって、前記外側部分(44)は、前記内側部分(50)の厚さ(48)よりも大きい厚さ(46)を有する、ことと、
前記ガラス基板(42)の前記内側部分(50)の下面(66)に接着層(64)を形成することと、
半導体素子(68)の上面を前記接着層(64)を介して前記ガラス基板(42)に結合することであって、前記上面は、少なくとも1つの接触パッド(72)を備える、ことと、
前記ガラス基板(42)上に第1の金属化層(88)を形成することであって、前記第1の金属化層(88)は、前記ガラス基板(42)の前記内側部分(50)の前記厚さ(48)を通じて形成された少なくとも1つのビア(54)を通って延びて、前記半導体素子(68)の前記少なくとも1つの接触パッド(72)に接続している、ことと、
を含む、電子回路パッケージ(40)の製造方法。
A method of manufacturing an electronic circuit package (40) comprising:
Providing a glass substrate (42) having an inner portion (50) surrounded by an outer portion (44), wherein the outer portion (44) is less than a thickness (48) of the inner portion (50); Having a greater thickness (46),
Forming an adhesive layer (64) on the lower surface (66) of the inner portion (50) of the glass substrate (42);
Bonding the upper surface of a semiconductor element (68) to the glass substrate (42) via the adhesive layer (64), the upper surface comprising at least one contact pad (72);
Forming a first metallization layer (88) on the glass substrate (42), the first metallization layer (88) being the inner portion (50) of the glass substrate (42); Extending through at least one via (54) formed through the thickness (48) of the semiconductor element (68) and connecting to the at least one contact pad (72) of the semiconductor element (68);
A method of manufacturing an electronic circuit package (40), comprising:
第1の接合層(92)を用いて前記半導体素子(68)の底面(94)を導電性基板(100)に結合することであって、前記導電性基板(100)は、前記導電性基板(100)に塗布された金属構造を有するセラミック層(102)を備える、ことと、
第2の接合層(98)を用いて前記ガラス基板(42)の前記外側部分(44)を前記導電性基板(100)に結合することと、
を更に含む、請求項11に記載の方法。
Bonding the bottom surface (94) of the semiconductor element (68) to the conductive substrate (100) using the first bonding layer (92), wherein the conductive substrate (100) is the conductive substrate. Comprising a ceramic layer (102) having a metal structure applied to (100);
Bonding the outer portion (44) of the glass substrate (42) to the conductive substrate (100) using a second bonding layer (98);
The method of claim 11, further comprising:
ガラスフリットまたは液晶高分子接着を用いて前記ガラス基板(42)の前記外側部分(44)の下面(86)を前記導電性基板(100)に直接結合することを更に含む、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, further comprising directly bonding a lower surface (86) of the outer portion (44) of the glass substrate (42) to the conductive substrate (100) using glass frit or liquid crystal polymer adhesion. the method of. 前記ガラス基板(42)の前記外側部分(44)の下面(86)に第2の金属化層(84)を形成することを更に含む、請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, further comprising forming a second metallization layer (84) on a lower surface (86) of the outer portion (44) of the glass substrate (42). 前記ガラス基板(42)の前記外側部分(44)の前記厚さ(46)を通じて延びるビア(62)を通って前記第1の金属化層(88)を前記第2の金属化層(84)に電気的に結合することを更に含む、請求項14に記載の方法。   The first metallization layer (88) passes through the via (62) extending through the thickness (46) of the outer portion (44) of the glass substrate (42) to the second metallization layer (84). 15. The method of claim 14, further comprising electrically coupling to. 前記接着層(64)を介して受動素子(82)を前記ガラス基板(42)に結合することと、
前記受動素子(82)を前記第1の金属化層(88)および前記第2の金属化層(84)に電気的に結合することと、
を更に含む、請求項15に記載の方法。
Bonding a passive element (82) to the glass substrate (42) via the adhesive layer (64);
Electrically coupling the passive element (82) to the first metallization layer (88) and the second metallization layer (84);
16. The method of claim 15, further comprising:
電力用電子回路パッケージ(40)であって、
第1の厚さ(48)を通じて形成された少なくとも1つのビア(54)を有する複数の厚さを有する基板(42)と、
前記複数の厚さを有する基板(42)に結合された能動面を有する電力用素子(68)であって、前記能動面は、前記複数の厚さを有する基板(42)内の前記少なくとも1つのビア(54)と位置合わせされた少なくとも1つの接触パッド(72)を備える、電力用素子(68)と、
前記複数の厚さを有する基板(42)の上面(90)に形成され、前記少なくとも1つのビア(54)を通って延びて、前記少なくとも1つの接触パッド(72)に接触している第1の金属化層(88)と、を備え、
前記多層基板(42)の熱膨張率と前記電力用素子(68)の熱膨張率との差が、約7ppm/℃未満である、電力用電子回路パッケージ(40)。
A power electronic circuit package (40) comprising:
A substrate (42) having a plurality of thicknesses having at least one via (54) formed through the first thickness (48);
A power element (68) having an active surface coupled to a substrate (42) having a plurality of thicknesses, the active surface being the at least one in the substrate (42) having the plurality of thicknesses. A power element (68) comprising at least one contact pad (72) aligned with one via (54);
A first surface formed on an upper surface (90) of the substrate (42) having the plurality of thicknesses, extends through the at least one via (54), and contacts the at least one contact pad (72). A metallization layer (88) of
The power electronic circuit package (40), wherein a difference between the thermal expansion coefficient of the multilayer substrate (42) and the thermal expansion coefficient of the power element (68) is less than about 7 ppm / ° C.
前記複数の厚さを有する基板(42)と前記電力用素子(68)との間に配置された接着層(64)であって、前記複数の厚さを有する基板(42)のうちの前記第1の厚さ(48)を有する部分に結合された接着層(64)を更に備える、請求項17に記載の電力用電子回路パッケージ(40)。   An adhesive layer (64) disposed between the substrate (42) having the plurality of thicknesses and the power element (68), wherein the adhesive layer (64) of the substrates (42) having the plurality of thicknesses. The power electronic circuit package (40) of claim 17, further comprising an adhesive layer (64) coupled to the portion having the first thickness (48). 前記複数の厚さを有する基板(42)のうち前記第1の厚さ(48)よりも大きい第2の厚さ(46)を有する部分に結合された導電性基板(100)を更に備え
電力用素子(68)は、前記複数の厚さを有する基板(42)と前記導電性基板(100)との間に形成されたキャビティ(108)内に気密封止されている、請求項17に記載の電力用電子回路パッケージ(40)。
A conductive substrate (100) coupled to a portion of the plurality of substrates (42) having a second thickness (46) greater than the first thickness (48). The working element (68) is hermetically sealed in a cavity (108) formed between the substrate (42) having the plurality of thicknesses and the conductive substrate (100). A power electronic circuit package (40) as described.
前記複数の厚さを有する基板(42)および前記第1の金属化層(88)に結合された電気部品(82)と、
前記複数の厚さを有する基板(42)のうち前記第2の厚さ(46)を有する部分の下面(86)に形成された第2の金属化層(84)と、を更に備え、
前記電気部品(82)は、前記複数の厚さを有する基板(42)の前記第2の厚さ(46)を通じて形成された金属化ビア(62)を介して前記第2の金属化層(84)に電気的に結合されている、請求項19に記載の電力用電子回路パッケージ(40)。
An electrical component (82) coupled to the plurality of thicknessed substrates (42) and the first metallization layer (88);
A second metallization layer (84) formed on the lower surface (86) of the portion having the second thickness (46) of the substrate (42) having the plurality of thicknesses;
The electrical component (82) is connected to the second metallized layer (62) through a metallized via (62) formed through the second thickness (46) of the substrate (42) having the plurality of thicknesses. A power electronic circuit package (40) according to claim 19, electrically coupled to 84).
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020053593A (en) * 2018-09-27 2020-04-02 Tdk株式会社 Substrate with built-in mos transistor and switching power supply using the same
EP3944310A1 (en) 2020-07-21 2022-01-26 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Semiconductor device
JP2022513218A (en) * 2018-12-14 2022-02-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ How to manufacture high voltage semiconductor devices with improved electric field suppression
US11437308B2 (en) 2019-03-29 2022-09-06 Absolics Inc. Packaging glass substrate for semiconductor, a packaging substrate for semiconductor, and a semiconductor apparatus
US11469167B2 (en) 2019-08-23 2022-10-11 Absolics Inc. Packaging substrate having electric power transmitting elements on non-circular core via of core vias and semiconductor device comprising the same
US11652039B2 (en) 2019-03-12 2023-05-16 Absolics Inc. Packaging substrate with core layer and cavity structure and semiconductor device comprising the same
EP4203011A2 (en) 2021-12-23 2023-06-28 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Semiconductor device
US11967542B2 (en) 2019-03-12 2024-04-23 Absolics Inc. Packaging substrate, and semiconductor device comprising same
US11981501B2 (en) 2019-03-12 2024-05-14 Absolics Inc. Loading cassette for substrate including glass and substrate loading method to which same is applied

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10270972A (en) * 1997-03-19 1998-10-09 Daishinku Co Surface mount type electronic component
JP2002359341A (en) * 2001-05-31 2002-12-13 Hitachi Ltd Semiconductor module and its manufacturing method
CN1577813A (en) * 2003-07-22 2005-02-09 松下电器产业株式会社 Circuit module and manufacturing method thereof
JP2007047850A (en) * 2005-08-05 2007-02-22 Dainippon Printing Co Ltd Ic card, manufacturing method of ic card, and manufacturing device of ic card
JP2008176626A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Dainippon Printing Co Ltd Non-contact data carrier and wiring board for non-contact data carrier
US20090215231A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 Shinko Electric Industries Co., Ltd Method of manufacturing electronic component built-in substrate
JP2009239247A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Ibiden Co Ltd Method of manufacturing multilayer printed circuit board
JP2010153691A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Seiko Instruments Inc Method of manufacturing electronic device
JP2013197258A (en) * 2012-03-19 2013-09-30 Ngk Spark Plug Co Ltd Circuit board and manufacturing method for semiconductor module
JP2015128124A (en) * 2013-12-30 2015-07-09 合同会社東京ソリューションズ Printed wiring board mounted with components and manufacturing method of the same
JP2016058417A (en) * 2014-09-05 2016-04-21 日本特殊陶業株式会社 Semiconductor power module manufacturing method

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10270972A (en) * 1997-03-19 1998-10-09 Daishinku Co Surface mount type electronic component
JP2002359341A (en) * 2001-05-31 2002-12-13 Hitachi Ltd Semiconductor module and its manufacturing method
CN1577813A (en) * 2003-07-22 2005-02-09 松下电器产业株式会社 Circuit module and manufacturing method thereof
JP2005045013A (en) * 2003-07-22 2005-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Circuit module and its manufacturing method
JP2007047850A (en) * 2005-08-05 2007-02-22 Dainippon Printing Co Ltd Ic card, manufacturing method of ic card, and manufacturing device of ic card
JP2008176626A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Dainippon Printing Co Ltd Non-contact data carrier and wiring board for non-contact data carrier
US20090215231A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 Shinko Electric Industries Co., Ltd Method of manufacturing electronic component built-in substrate
JP2009200389A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Shinko Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing electronic component built-in board
JP2009239247A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Ibiden Co Ltd Method of manufacturing multilayer printed circuit board
JP2010153691A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Seiko Instruments Inc Method of manufacturing electronic device
JP2013197258A (en) * 2012-03-19 2013-09-30 Ngk Spark Plug Co Ltd Circuit board and manufacturing method for semiconductor module
JP2015128124A (en) * 2013-12-30 2015-07-09 合同会社東京ソリューションズ Printed wiring board mounted with components and manufacturing method of the same
JP2016058417A (en) * 2014-09-05 2016-04-21 日本特殊陶業株式会社 Semiconductor power module manufacturing method

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7119842B2 (en) 2018-09-27 2022-08-17 Tdk株式会社 Substrate with built-in MOS transistor and switching power supply device using the same
JP2020053593A (en) * 2018-09-27 2020-04-02 Tdk株式会社 Substrate with built-in mos transistor and switching power supply using the same
JP2022513218A (en) * 2018-12-14 2022-02-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ How to manufacture high voltage semiconductor devices with improved electric field suppression
US11652039B2 (en) 2019-03-12 2023-05-16 Absolics Inc. Packaging substrate with core layer and cavity structure and semiconductor device comprising the same
US11967542B2 (en) 2019-03-12 2024-04-23 Absolics Inc. Packaging substrate, and semiconductor device comprising same
US11981501B2 (en) 2019-03-12 2024-05-14 Absolics Inc. Loading cassette for substrate including glass and substrate loading method to which same is applied
US11437308B2 (en) 2019-03-29 2022-09-06 Absolics Inc. Packaging glass substrate for semiconductor, a packaging substrate for semiconductor, and a semiconductor apparatus
US11469167B2 (en) 2019-08-23 2022-10-11 Absolics Inc. Packaging substrate having electric power transmitting elements on non-circular core via of core vias and semiconductor device comprising the same
US11728259B2 (en) 2019-08-23 2023-08-15 Absolics Inc. Packaging substrate having electric power transmitting elements on non-circular core via of core vias and semiconductor device comprising the same
US12027454B1 (en) 2019-08-23 2024-07-02 Absolics Inc. Packaging substrate having electric power transmitting elements on non-circular core via of core vias and semiconductor device comprising the same
EP3944310A1 (en) 2020-07-21 2022-01-26 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Semiconductor device
US11817381B2 (en) 2020-07-21 2023-11-14 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Semiconductor device
EP4203011A2 (en) 2021-12-23 2023-06-28 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Semiconductor device

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