KR100849914B1 - 패키지형 전력 반도체 장치의 제조방법 - Google Patents

패키지형 전력 반도체 장치의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100849914B1
KR100849914B1 KR1020067024873A KR20067024873A KR100849914B1 KR 100849914 B1 KR100849914 B1 KR 100849914B1 KR 1020067024873 A KR1020067024873 A KR 1020067024873A KR 20067024873 A KR20067024873 A KR 20067024873A KR 100849914 B1 KR100849914 B1 KR 100849914B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power semiconductor
dbc
substrate
die
semiconductor device
Prior art date
Application number
KR1020067024873A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070007197A (ko
Inventor
최강림
Original Assignee
익시스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 익시스 코포레이션 filed Critical 익시스 코포레이션
Publication of KR20070007197A publication Critical patent/KR20070007197A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100849914B1 publication Critical patent/KR100849914B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
    • H01L23/4334—Auxiliary members in encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517—Additional leads
    • H01L23/49531—Additional leads the additional leads being a wiring board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562—Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601—Structure
    • H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45139—Silver (Ag) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/4917—Crossed wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/85399—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01023—Vanadium [V]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H01L2924/13034—Silicon Controlled Rectifier [SCR]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/157—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2924/15738—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
    • H01L2924/15747—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

금속 후방측(34)과 장치의 단자(38) 간에 전압 절연이 있는 패키지형 전력 반도체 장치(24)를 개시한다. "직접 결합식 구리(DBC)" 기판(28)은 장치로부터 히트 싱크로 양호한 열전달과 전기적 절연을 제공하도록 사용된다. 전력 반도체 다이(26)는 DBC 기판의 제1 금속층(30)에 솔더링되거나 실장된다. 제1 금속층은 반도체 다이에 의해 발생된 열을 확산시킨다. 도선과 다이는 단일 작업으로 DBC 기판에 솔더링된다. 일실시예에 있어서, 3,000 볼트 이상의 절연이 달성된다. 다른 실시예에 있어서, 패키지형 전력 반도체 장치는 TO-247 형태와 일치한다.
패키지형 전력 반도체 장치, 직접 결합식 구리기판, DBC, TO-247

Description

패키지형 전력 반도체 장치의 제조방법{METHOD OF FABRICATING A PACKAGED POWER SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1a는 중간에 절연 패드가 개재된 상태로 히트 싱크에 장착된 종래의 패키지형 전력 반도체 장치의 개략적인 분해 조립도.
도 1b는 도 1a에 도시된 부품들의 조립 상태를 도시하는 개략도.
도 2는 DBC 기판 상에 장착되어 밀봉된 전력 반도체 다이의 개략적인 단면도.
도 3은 DBC 기판에 부착되고 도선에 와이어 결합된 전력 반도체 다이의 개략적인 평면도.
도 4a는 DBC 기판에 솔더링된 중앙 도선의 개략적인 측면도.
도 4b는 다수의 DBC 기판에 부착된 구리 도선 프레임의 개략적인 평면도.
도 5a는 부품과 칩 부착형 스트립의 제조에 사용되는 공구의 개략적인 분해 평면도.
도 5b는 부품과 칩 부착형 스트립의 제조에 사용되는 공구의 개략적인 분해 측면도.
도 5c는 반도체 다이와 구리 도선을 DBC 기판에 동시에 솔더링하기 위한 부품과 조립 보트의 개략적인 측면도.
도 5d는 다이와 도선을 DBC 기판에 조립하는 공정의 개략적인 흐름도.
도 6a는 히트 싱크에 솔더링된 본 발명의 실시예에 따른 전력 반도체 장치의 개략도.
도 6b는 히트 싱크에 클립에 의해 고정된 본 발명의 실시예에 따른 전력 반도체 장치의 개략도.
본 발명은 전자 장치, 보다 상세히는 패키지형 전력 반도체 장치의 단자로부터 전기적으로 절연되는 금속 후방판이 있는 패키지형 전력 반도체 장치에 관한 것이다.
"실리콘 제어 정류기(SCR)", "전력 트랜지스터", "절연 게이트 양극 트랜지스터(IGBT)", "금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)", "전력 정류기", "전력 레귤레이터", 또는 그 조합체와 같은 대부분의 전력 반도체 장치는 전기적으로 절연되지 않은 패키지 내에 조립된다. 즉, 통상적으로 패키지형 장치의 후방측을 형성하는 금속 탭이 패키지형 장치 내에 있는 반도체 다이에, 예컨대 솔더링에 의해 전기적으로 결합된다. 이에 의해, 패키지의 이면은 반도체 다이와 동일한 전위에 위치하게 된다.
전력 반도체 장치는 통상적으로 논리 장치 또는 메모리 장치와 같은 다른 전자 반도체 장치에 비해 30 내지 1,000 V 또는 그 이상의 비교적 고압으로 동작하도 록 설계되어 있다. 종래의 패키지형 전력 반도체 장치에서, 패키지의 후방측은 정상 작동하에서 또는 장치에 고장이 발생했을 때 이러한 전압에 영향을 받기 쉽다. 또한, 전력 반도체 장치는 작동 중에 의도된 범위 밖의 전압에 노출될 수도 있으며, 이 장치가 패키지의 후방측에 전기적으로 결합될 수도 있다.
종래의 패키지형 전력 반도체 장치의 후방측에 존재하는 고압은 다른 회로 부품에 손상을 주거나 이러한 장치가 장착된 개인용 기기의 안전성에 위험 요인이 되고 있다. 40 볼트 정도로 낮은 전압도 그러한 기기에서 또는 그러한 기기로 작업하는 작업자에게 위험 요인이 될 수 있다. 통상적으로 전력 반도체 장치의 후방측을 회로의 잔부로부터 전기적으로 절연시키는 데에는 절연 패드 또는 와셔를 사용하고 있다. 일반적인 용례에 있어서, 전력 반도체는 접지 전위(ground potential)에 있는 전기 샤시의 일부인 히트 싱크 상에 장착된다.
작동 중 일부 장치에 의해 방산되는 전력 때문에, 또한 장치가 동작하는 환경 때문에 전력 반도체 장치에서 방열이 중요하다. 전력 반도체 장치는 엔진 격실 또는 공장과 같이 비교적 고온인 장소에서 흔히 사용된다. 따라서, 수 와트 또는 수 킬로와트의 전력을 발생시킬 수 있는 능동 소자와, 고온으로 될 수도 있는 환경 사이에 열저항을 최소화시키는 것이 특히 중요하다.
도 1a는 패키지형 전력 반도체 장치(10), 절연 패드(12), 히트 싱크(14) 및 나사(16)의 개략적인 분해 조립도이다. 나사는 반도체 장치와 절연 패드를 히트 싱크에 부착시키는데 사용된다. 반도체 다이(도시않음)는 금속 탭(21)에 부착되고, 도선(18)은 다이의 단자에 전기적으로 결합되며, 그 다음에 조립체는 밀봉 재 료(20)로 밀봉된다. 밀봉 재료는 통상적으로 에폭시, 플라스틱, 고무, 실리콘, 또는 유사 재료이며 주형으로 성형되거나 다이 및 관련 구조물 상에서 형성된다.
히트 싱크(14)는 대개 금속이며, 절연 패드(12)는 통상 실리콘 고무, 운모 또는 세라믹 등의 절연 재료로 제조되는 데 패드 외에 와셔 또는 다른 형태일 수도 있다. 절연 패드(12)는 히트 싱크에 대해 양호한 열적 결합을 제공하면서도, 전력 반도체 장치(10)의 후방측(22)과 히트 싱크(14) 사이에 전기적 절연을 제공하는 것이 바람직하다.
도 1b는 나사(16)에 의해 히트 싱크(14)에 장착된 전력 반도체 장치(10)와 절연 패드(12)의 개략도이다. 상기 나사를 나일론과 같은 절연 재료로 제조하거나 전력 반도체 장치를 히트 싱크로부터 절연시키도록 절연 와셔 및/또는 슬리브를 추가로 사용할 수 있다. 일부 용례에 있어서는, 방열을 강화시키는 것이 요구되는 경우가 있다. 전력 반도체 장치를 히트 싱크에 솔더링하는 것은 우수한 열적 결합을 제공한다. 그러나, 히트 싱크를 회로의 잔부 또는 샤시로부터 절연시킬 필요가 있으며, 치명적인 전압 수준으로 되는 고전압의 히트 싱크를 기술자가 부주의해서 만지는 것을 방지하기 위해 차폐물이 필요한 경우가 있다.
전력 반도체 장치와 히트 싱크 간에 전기 절연부를 추가하는 것은 히트 싱크에 대한 열적 결합을 감소시켜 추가 부품 및 조립체를 필요로 한다. 유사하게, 히트 싱크 및 샤시 간에 전기 절연부를 제공하는 것도 추가 부품 및 조립체를 필요로 한다. 이러한 추가 부품 및 조립체로 인해 비용이 상승할 뿐만 아니라, 인적 과실, 즉 사람이 실수로 절연부를 아예 빠뜨리는 경우도 생기게 된다. 또한, 어떤 절연 패드는 파손되기 쉬우며 갈라지고 파열될 수도 있으며, 그렇지 않으면 조립 중에 또는 이후의 사용 중에 손상을 입을 수도 있다. 이러한 절연 패드의 생략 또는 손상으로 인해 절연에 실패하게 되면 위험한 전압에 작업자가 노출하게 된다.
따라서, 추가 부품 또는 추가 노동을 필요로 하지 않으면서 패키지형 전력 반도체 장치를 히트 싱크 또는 다른 회로 부품에 장착하는 것이 바람직하다. 또한, 패키지형 전력 반도체가 신뢰성 있고 안정된 형태로 장착되고 패키지형 전력 반도체 장치와 히트 싱크 간에 양호한 열적 결합이 달성되는 것이 바람직하다. 더욱이, 그러한 임의의 패키지형 전력 반도체 장치가 기존의 용례를 갱신하도록 적용될 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 패키지 내측에 있는 다이의 전위와 패키지의 금속 후방측 간에 전기 절연을 갖는 패키지형 전력 반도체 장치를 제공한다. 전력 반도체 다이는 직접 결합식 구리(DBC) 기판 상에 장착된다. 전력 반도체 다이는 솔더 또는 다른 다이 부착 수단을 사용하여 장착될 수도 있다. 패키지의 도선도 또한 DBC 기판에 솔더링된다. 소정의 실시예에 있어서, 모든 도선은 DBC 기판 상의 접속 패드에 솔더링된다.
한 양태에 있어서, 본 발명은, 직접 결합식 구리(DBC) 기판의 제1 구리층에 부착된 전력 반도체 다이와,
상기 제1 구리층에 전기적으로 결합된 하나 이상의 도선과,
상기 전력 반도체 다이와 적어도 제1 구리층을 둘러싸고, DBC 기판의 제2 구리층의 적어도 일부를 노출된 상태로 남겨놓아 패키지형 전력 반도체 장치의 후방측을 형성하는 밀봉체
를 구비하며, 상기 제2 구리층은 제1 구리층으로부터 전기적으로 절연되어 도선의 일부를 노출된 상태로 남겨놓는 것인 패키지형 전력 반도체 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 전력 반도체 다이는 제1 구리층에 솔더링된다.
바람직하게는, 하나 이상의 도선은 제1 구리층에 솔더링된다.
바람직하게는, 제1 구리층내에 패터닝되는 접점 패드에 솔더링되고, 하나 이상의 도선으로부터 전기적으로 절연되는 제2 도선을 더 구비한다.
바람직하게는, 상기 전력 반도체 다이는 40 볼트 이상에서 동작하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 전력 반도체 다이는 3 단자 장치이다.
바람직하게는, 상기 3 단자 장치는 절연 게이트 양극 트랜지스터이다.
바람직하게는, 상기 3 단자 장치는 전계 효과 트랜지스터이다.
바람직하게는, 상기 DBC 기판은 제1 구리층과 제2 구리층 간에 적어도 약 3,000 볼트의 절연부를 제공한다.
바람직하게는, 상기 DBC 기판은 제1 구리층과 제2 구리층 간에 알루미나 세라믹층을 구비한다.
바람직하게는, 상기 DBC 기판은 제1 구리층과 제2 구리층 간에 질화알루미늄 층을 구비한다.
바람직하게는, 상기 DBC 기판은 제1 구리층과 제2 구리층 간에 산화베릴륨층을 구비한다.
바람직하게는, 상기 패키지형 전력 반도체 장치는 TO-247 패키지 외형에 합치한다.
바람직하게는, 상기 패키지형 전력 반도체 장치는 TO-264 패키지 외형에 합치한다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은, TO-247 패키지 외형에 합치하는 패키지형 전력 반도체 장치로서,
약 40 볼트 이상에서 동작하도록 구성되며 직접 결합식 구리(DBC) 기판의 제1 구리층에 솔더링되는 전력 반도체 다이와,
상기 제1 구리층에 솔더링되어 전력 반도체 다이의 제1 단자에 전기적으로 결합되는 제1 도선과,
전력 반도체 다이의 제2 단자에 와이어 결합되는 제2 도선과,
전력 반도체 다이의 제3 단자에 와이어 결합되는 제3 도선과,
전력 반도체 다이, 제1 구리층, 제1 도선의 일부, 제2 도선의 일부, 제3 도선의 일부 및 와이어 결합부를 적어도 둘러싸고, DBC 기판의 제2 구리층의 적어도 일부를 노출된 상태로 남겨놓아 패키지형 전력 반도체 장치의 후방측을 형성하는 밀봉체
를 구비하며, 제2 구리층과 제1 구리층 사이에 있는 세라믹층은 제1 구리층 과 제2 구리층 간에 약 3,000 볼트 이상의 절연부를 제공하는 것인 TO-247 패키지 외형에 합치하는 패키지형 전력 반도체 장치를 제공한다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은, 직접 결합식 구리(DBC) 기판을 조립 고정물에 배치하는 단계와,
솔더 프리폼을 DBC 기판 상에 배치하는 단계와,
도선 프레임을 솔더 프레임 상에 배치하는 단계와,
전력 반도체 다이를 솔더 프리폼 상에 배치하는 단계, 그리고
조립 고정물에 열을 가하여 도선 프레임과 전력 반도체 다이를 DBC 기판에 솔더링하는 단계를 포함하는 것인 패키지형 전력 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
바람직하게는, DBC 기판과 전력 반도체 다이를 밀봉하는 단계와,
도선 프레임을 트리밍하여 패키지형 전력 반도체 장치의 도선들을 분리시키는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 다수의 DBC 기판, 다수의 솔더 프리폼 및 다수의 전력 반도체 다이를 조립 고정물에 배치한다.
바람직하게는, 다수의 전력 반도체 다이는 2개 이상의 장치 타입을 포함한다.
바람직하게는, 상기 조립 고정물은 그라파이트(graphite)를 포함한다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은, 후방측 금속층과 전력 반도체 다이를 구비하는 패키지형 전력 반도체 장치와, 히트 싱크를 구비하며,
상기 패키지형 전력 반도체 장치의 후방측 금속층은 히트 싱크에 솔더링되고 후방측 금속층은 전력 반도체 다이로부터 전기적으로 절연되는 것인 전자 보조 조립체를 제공한다.
바람직하게는, 상기 히트 싱크는 전력 반도체 다이로부터 약 3,000 볼트 이상 절연된다.
바람직하게는, 상기 패키지형 전력 반도체 장치는 직접 결합식 구리 기판을 포함한다.
명세서의 나머지 부분과 도면을 참조하면 본 발명의 특징 및 장점을 보다 잘 이해할 것이다.
본 발명은 우수한 안전성, 성능 및 제조성을 갖춘 패키지형 전력 반도체 장치를 제공한다. 본 발명은 반도체 다이와 패키지의 후방판 사이에서 전력 반도체 장치의 패키지 내에 있는 절연층을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 패키지형 전력 반도체 장치(24)의 개략적인 단면을 도시한다. 전력 반도체 다이(26)는 직접 결합식 구리[DBC, 또한 직접 구리 결합식(DCB)으로도 공지됨] 기판(28)에 솔더링된다. DBC 기판(28)은 다이측(제1) 구리층(30), 세라믹층(32) 및 후방측(제2) 구리층(34)을 포함한다. 밀봉층(36)은 전력 반도체 다이(26), DBC 기판(28) 및 제1 구리층(30)에 솔더링된(40) 장치 도선(30; 하나만 도시됨)의 상부에 형성된다.
추가 금속층이 구비될 수도 있으며, 예를 들어 구리층 중 한쪽 또는 양쪽이 티닝(tinning)되거나 도금될 수 있다. 절연체는 알루미나(Al2O3) 세라믹이지만, 질화알루미늄(AlN), 산화베릴륨(BeO)과 같은 다른 재료, 또는 DBC 제조에 적합한 다른 절연 재료일 수 있다. 각 구리층의 두께는 약 0.30 mm이며, 알루미나층의 두께는 약 0.630 mm이어서, 전체 두께가 약 1.230 mm인 DBC 기판이 제조된다. 그러나, 이들 두께는 단지 일예로서 제공된 것이며 더 두껍거나 얇은 층이 사용될 수 있다.
도 3은 절연층이 제거된 상태로 도 2에 도시된 장치의 개략적인 평면도이다. 3개의 장치 도선(37,38,39)이 DBC 기판(28)에 일체로 설치된다. 다이측 구리층(30)은 도선이 솔더링되는 도선 접속 패드(47,48,49)를 만들도록 패터닝된다. 한 도선(37)은 IGBT 다이의 게이트와 같은 3 단자 장치(44)의 한 단자(43)에 접속하도록 와이어 결합된다(42). 제2 도선(39)은 IGBT 다이의 에미터와 같은 3 단자 장치의 제2 단자(46)에 와이어 결합되고(45), 제3 도선(38)은 다이측 구리층(30)에 솔더링되고 다이의 컬렉터에 전기적으로 결합되며 또한 다이측 구리층에 솔더링된다(50). 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같이 3 단자 장치인 다른 장치도 사용될 수 있다. 전력 FET는 최대 3,000 볼트의 전압과 70 볼트에서 110 암페어 이상의 전류로 작동하도록 설계된다. 따라서, 전력 방산은 작업자 안전을 위한 전기 절연과 함께 전력 반도체 장치에 있어서 중요한 고려 대상이다.
도 4a는 플라스틱 밀봉체가 제거된 상태로 TO-247 외형에 적용된 본 발명의 개략적인 측면도이지만, 다른 실시예들이 TO-220, TO-264 또는 SOT-227B 외형과 같은 다른 패키지 외형에 적용될 수도 있다. 중앙 도선(38)은 다른 2개의 도선을 다 이측 구리층(30) 상부로 들어올린 상태로 다이측 구리층(30)에 솔더링하도록 만곡된다(52). 다른 2개의 도선은 다이에 와이어 결합되거나 그렇지 않으면 전기적으로 결합되고, 밀봉체(도시않음)는 도선에 기계적 지지를 제공한다. 다이측 구리층(30)의 에지(31)는 세라믹층(32)의 에지(33)에서 후방으로 세팅되므로 밀봉체는 다이측 구리층의 에지를 덮고 패키지의 상부 및 측부로부터 전기 절연부를 제공할 수 있다.
도 4b는 DBC 기판(28)이 부착된 도선 프레임의 개략적인 평면도이다. 구리 도선 프레임(54)은 합금 194, TAMAC-4 또는 유사물로 제조되고 그 두께는 약 0.6 mm이다. DBC 기판의 폭은 약 14.2 mm이고 그 길이는 약 17.0 mm이다. 전술한 바와 같이, DBC 기판의 두께는 약 1.23 mm이다. 중앙 도선(38)은 DBC 기판의 다이측 구리층(30)에 솔더링된다. 다이를 부착하고 와이어 결합한 후에, 밀봉되지 않은 5개의 장치를 당분야에서 공지된 트리밍 공구 또는 다른 수단을 사용하여 도선 프레임으로부터 절단한다.
몰딩 프레스에 밀봉되지 않은 장치를 로딩하고 플라스틱 밀봉체를 가열하여 적절한 패키지 사양(있다면)에 따라 장치 주위에 형성한다. 밀봉 공정을 통한 수율은 노출된 세라믹 기판이 밀봉되는 유사한 장치보다 DBC 패키지형 장치의 경우에 더 높다. DBC 기판을 사용하면 기판과 반도체 다이 양쪽의 균열이 감소된다. 기판의 균열은 복합 DBC 구조가 세라믹층에 대한 지지를 제공하기 때문에 감소된다. 또한, 반도체 다이의 균열은 통상적인 세라믹의 열 팽창 계수보다 구리의 열 팽창 계수가 실리콘과 보다 가깝게 일치되기 때문에 감소된다.
더욱이, 패키지형 전력 반도체 장치용으로 노출된 세라믹 기판을 사용하면 본 발명에 따른 DBC 패키지형 전력 반도체 장치에 비해 제조 비용이 상승하고 열적 성능이 감소된다. 첫째로, 다이를 세라믹 기판에 부착하기 위해서는, 다이 부착 패드를 통상 제공한다. 이것은 금속 유리 프릿(frit)을 세라믹 기판 상에 실크 스크린하고 프릿을 열을 가하여 흔히 수행된다. 프릿에 있는 금속은 통상 값비싼 귀금속이며, 스크린 및 소성 공정으로 인해 수율 손실이 추가로 발생한다. 둘째로, 노출된 세라믹 기판이 있는 패키지의 열적 성능은 DBC 패키지보다 떨어진다.
DBC 패키지의 다이측 구리층은 반도체 다이 외부의 "풋프린트(footprint)"로부터 거의 전체 DBC 기판 영역, 즉 다이측 구리층 영역으로의 열전달을 기본적으로 증가시키는 열확산층으로서 작용한다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 통상적으로 구리보다 높은 열저항을 갖는 소정 두께의 세라믹의 경우, 큰 열전달 영역은 고저항층을 가로지르는 우수한 열전달을 제공한다.
또한, 후방측 구리층은 여러 방법으로 DBC 패키지의 열적 성능을 향상시킨다. 다이측 구리층이 다이로부터의 열을 확산시키지만, 다이 근처(다이의 "하부")에서의 온도는 다이측 구리층의 에지에서의 온도보다 높다. 이러한 열 구배의 범위는 여러 인자에 종속되지만, 후방측 구리층은 세라믹층을 가로질러 전달되는 열을 확산시키도록 작용하여 다이 하부에서 고온 스폿의 형성을 감소시킨다. 또한, 양쪽의 구리층으로부터 확산되는 열은 열과 관련된 응력 및 이 응력에 의해 생기는 기판 및/또는 다이의 균열을 감소시키므로 신뢰성을 향상시킨다.
또한, 직접 결합 공정은 구리를 세라믹에 밀접하게 부착시켜, 한 층에서 다 음 층으로 우수한 열전도를 제공한다. 이러한 열전도는 노출된 세라믹 기판을 히트 싱크에 접촉시킬 때 통상적으로 발생하는 것보다 양호하다. 높은 열저항의 세라믹은 측방향의 열 확산을 방해하므로, 히트 싱크와의 초소형 접촉점은 각각 고온 스폿이 되는 반면에, 후방측 구리층의 열전도성은 양호한 측방향 열전도를 제공하여 히트 싱크와의 국부 접촉의 영향을 감소시킨다. 결과적으로, 후방측 구리층으로 인해 DBC 패키지형 장치가 히트 싱크에 솔더링될 수 있어 후방측 구리층의 전체 영역이 히트 싱크에 열적으로 결합된다.
세라믹 기판의 후방측을 프릿으로 피복하고 소성시키더라도, 열적 성능이 DBC 패키지형 장치와 동일하지 않은데, 그 이유는 소성된 프릿의 금속 유리 매트릭스가 DBC 패키지형 장치의 구리층처럼 열을 전도하지 않기 때문이다. 따라서, DBC 패키지형 전력 장치는 전기 절연부를 제공하면서 히트 싱크에 열적으로 결합할 수 있다.
도 5a 내지 5c는 단일 솔더링 작업으로 도선과 다이를 DBC 기판에 부착하는 조립 공정을 도시한다. 도 5a는 일예로서 칩 부착형 스트립(500)을 제조하는데 사용되는 부품의 분해 평면도이며, 상기 스트립은 다수의 TO-247 패키지형 절연 전력 반도체 장치를 제조하는데 사용된다. TO-247 패키지는 "조인트 전자 장치 공학 협의회(JEDEC)"의 표준 패키지 외형이며 패키지형 전력 반도체 장치를 생산하도록 전력 반도체 다이와 함께 흔히 사용된다는 것을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 공구 및 다른 부품을 적절히 변경하여 TO-220 또는 TO-264 스타일의 패키지와 같은 다른 패키지 외형을 조립 공정에 사용할 수 있다. 부품 및 공구는 전력 반도체 다이 (칩;502), 그라파이트(graphite)로 제조된 칩 정렬기(504), 구리 도선 프레임(506), 솔더 프리폼(508), DBC 기판(510) 및 그라파이트로 제조된 조립 보트(assembly boat)(512)를 포함한다. 칩 정렬기와 조립 보트는 알루미나, 석영, 질화붕소 등과 같이 의도된 조립 공정에 맞는 다른 재료로 제조될 수 있다.
도 5b는 부품 및 공구의 분해 측면도이고, 도 5c는 DBC 기판(510) 및 솔더 프리폼(508)과 적절한 정렬 관계로 전력 반도체 다이(502)와 구리 도선 프레임(506)을 유지시키는 칩 정렬기(504)와 조립 보트(512)가 있는 조립 유닛을 도시한다.
도 5d는 본 발명의 일실시예에 따른 TO-247 칩 부착형 스트립의 조립 공정(520)용 흐름도이다. DBC 기판을 조립 보트 내에 기계가공된 포켓에 배치한다(단계 522). 솔더 프리폼을 DBC 기판 상에 배치한다(단계 524). 구리 도선 프레임을 기계가공된 별개의 포켓에 배치하여 DBC 기판의 패터닝된 다이측 구리층의 접촉 패드에 도선 프레임의 접촉 패드를 정렬시킨다(단계 526). 칩 정렬기를 조립 보트 상에 배치하고, DBC 기판에 대한 적절한 정렬 관계로 도선을 유지하며(단계 528), 칩을 DBC 기판에 정렬시키는 칩 정렬기의 포켓에 전력 반도체 다이를 배치한다. 그 다음 상기 조립체를 가열하여 솔더를 용융시키고 구리 도선 프레임과 전력 반도체 다이를 DBC 기판에 함께 솔더링한다(단계 532). 통상적으로 솔더링 공정은 환원성 분위기의 리플로 벨트 노(reflow belt furnace)를 한번 통과하여 수행되므로, 당업계에 공지된 솔더 플럭스에 대한 필요성이 제거되지만, 다른 노 또는 가열원을 사용할 수도 있다.
또한, 예를 들어 칩 부착을 위한 고온의 솔더 또는 경납땜, 또는 공융 다이 부착을 사용하여 한번의 작업으로 칩을 DBC 기판에 부착시키고, 도선 부착을 위한 다른 솔더, 스폿 용접 또는 유사한 작업을 사용하여 도선을 다른 한번의 작업으로 기판에 부착시킬 수 있다. DBC 기판은 도선 프레임에 부착될 수 있으며, 이들 보조 조립체를 조립 설비로 보내고, 이 조립 설비에서 반도체 다이를 부착시키고 와이어 결합 및 밀봉을 수행한다. 통상, 도선 또는 다이를 부착하는데 사용되는 제1 부착 공정에 의해 제2 부착 공정의 온도에서도 신뢰성이 있는 부착이 이루어진다.
일실시예에 있어서, 솔더 프리폼은 DBC 기판과 비교하여 크기가 큰 솔더 시트이다. 솔더가 용융될 때, 솔더는 조립체의 금속 부품에만 도포되므로 기판의 세라믹 부분과 조립 공구에는 솔더가 존재하지 않게 된다.
이와 달리, 전력 반도체 다이의 후방에 솔더가 미리 도포된다면 칩 정렬기가 필요없게 된다. 이 경우에, 다이는 DBC 기판 상의 적절한 스폿으로 자체 정렬하게 된다. 이 자체 정렬은 소기의 반도체 다이의 풋프린트에 따라 다이측 구리층을 패터닝함으로써 용이하게 될 수도 있다. 이와 달리, DBC 기판 상에 각 다이를 배치하는 데에 자동 다이 배치 또는 다이 결합 기기를 사용할 수 있다.
도 6a는 히트 싱크(14)로 솔더링되는(602) DBC 패키지형 전력 반도체 장치(600)의 개략도이다. 이와 달리, DBC 패키지형 전력 반도체 장치를 클립, 나사 및 볼트로 히트 싱크에 고정하거나 다른 방법으로 히트 싱크에 부착시킬 수 있다.
도 6b는 클립(604)으로 히트 싱크(14)에 부착된 DBC 전력 반도체 장치(600)의 개략적인 측면도이다. 클립의 재료는 스프링강 또는 베릴륨 구리 등의 금속이거 나 플라스틱이다.
본 발명을 특정 실시예를 참조하여 도시 및 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위 및 사상을 벗어남이 없이 형태 및 세부 사항에 있어 변화가 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 본 발명을 설명하기 위해 TO-247 패키지를 사용하였지만, 표준형이던 아니던 간에 다른 패키지 타입을 본 발명에 적용할 수 있다. 이들 및 다른 동등물과 변형예는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 간주한다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예로 제한되지 않고 다음의 청구범위에 의해 한정된다.
DBC 패키지형 전력 반도체 장치를 히트 싱크에 나사 또는 볼트로 고정시키려면, 적절한 장착 구멍을 패키지에 형성해야 하지만, 이 DBC 패키지형 전력 반도체 장치를 솔더 또는 클립을 사용하여 히트 싱크에 부착시키는 경우에는 그러한 구멍이 필요없게 된다. 이것으로 인해 큰 다이를 패키지에 장착할 수 있으며, 플라스틱 밀봉체가 클립을 절연시킬 때 실장된 하드웨어를 고압으로부터 절연시키는 문제를 무시할 수 있다. 또한, 히트 싱크는 단지 설명을 위해 도시되었으며 인쇄 회로 기판의 접지면 또는 금속 샤시와 같은 다른 형태를 취할 수 있다.
작업자를 장치의 작동 전압으로부터 절연시키는 것에 부가하여, DBC 기판은 안전 요건에 적합한 절연부를 제공할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 전력 반도체 장치는 산업 환경에서 흔히 사용된다. 장치가 치명적인 전압으로 작동되지 않더라도, 장치는 치명적인 전압에 노출하게 될 수도 있다. 이러한 상황에서, 장치의 히 트 싱크와 샤시에 전기적으로 결합되는 작업자를 위험으로부터 보호하는 것은 매우 중요하다. 본 발명에 따른 장치를 제조하고 3,000 볼트의 "고전위(HI-POT)" 시험을 받게 하였다. 기판이 파손되지 않아 장치는 이 시험을 통과하였다. 전술한 바와 같이, 절연 소자는 패키지형 장치의 일체 부품이기 때문에, 종래의 절연 패드 또는 와셔를 사용할 때처럼 실수로 빠뜨리는 일이 없이, 절연 소자가 항상 장착되게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 패키지형 전력 반도체 다이는 대응하는 종래의 제품보다 더 안전하다.
따라서, 본 발명에 따르면, 추가 부품 또는 추가 노동을 필요로 하지 않으면서 패키지형 전력 반도체 장치를 히트 싱크 또는 다른 회로 부품에 장착할 수 있고, 패키지형 전력 반도체가 신뢰성 있고 안정된 형태로 장착되고 패키지형 전력 반도체 장치와 히트 싱크 간에 양호한 열적 결합이 달성될 수 있으며, 그러한 임의의 패키지형 전력 반도체 장치가 기존의 용례를 갱신하도록 적용될 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 패키지형 전력 반도체 장치의 제조 방법에 있어서,
    조립 고정물에 직접 결합식 구리(DBC) 기판을 위치시키고, 상기 DBC 기판 상에 솔더 프리폼을 위치시키는 단계와,
    상기 솔더 프리폼 상에 도선 프레임을 위치시키는 단계와,
    상기 솔더 프리폼 상에 전력 반도체 다이를 위치시키는 단계와,
    상기 도선 프레임 및 전력 반도체 다이를 상기 DBC 기판에 솔더링하도록 상기 조립 고정물에 열을 가하는 단계
    를 포함하는, 패키지형 전력 반도체 장치의 제조 방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 DBC 기판와 전력 반도체 다이를 밀봉하는 단계와,
    상기 패키지형 전력 반도체 장치의 도선들이 구별되도록 상기 도선 프레임을 트리밍(trim)하는 단계
    를 더 포함하는 패키지형 전력 반도체 장치의 제조 방법
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조립 고정물에 복수의 DBC 기판, 복수의 솔더 프리폼, 및 복수의 전력 반도체 다이가 배치되는 것인 패키지형 전력 반도체 장치의 제조 방법
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 전력 반도체 다이는 두 개 이상의 유형을 포함하는 것인 패키지형 전력 반도체 장치의 제조 방법
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 조립 고정물은 그라파이트(graphite)를 포함하는 것인 패키지형 전력 반도체 장치의 제조 방법
  6. SOT 227 패키지 표준을 만족시키는 전력 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 전도층, 제 2 절연층, 및 제 3 전도층을 포함하는 기판을 제공하는 단계로서, 상기 제 1 전도층은 상기 제 2 절연층에 결합되고, 상기 제 2 절연층은 상기 제 3 전도층에 결합되고, 상기 제 1 및 제 3 전도층은 서로 전기적으로 절연되어 있는 것인, 기판 제공 단계와,
    상기 기판의 제1 전도층에 반도체 다이를 결합하는 단계와,
    상기 반도체 다이를 플라스틱 패키지로 감싸는 단계
    를 포함하는 것인 전력 장치의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 다이의 하부 표면으로부터 상기 제 3 전도층의 하부 표면까지의 거리가 1.2mm 인 것인 전력 장치의 제조 방법.
KR1020067024873A 1998-07-31 1999-07-27 패키지형 전력 반도체 장치의 제조방법 KR100849914B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/134,664 US6404065B1 (en) 1998-07-31 1998-07-31 Electrically isolated power semiconductor package
US09/134,664 1998-07-31
KR1020017001329A KR100685253B1 (ko) 1998-07-31 1999-07-27 패키지형 전력 반도체 장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017001329A Division KR100685253B1 (ko) 1998-07-31 1999-07-27 패키지형 전력 반도체 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070007197A KR20070007197A (ko) 2007-01-12
KR100849914B1 true KR100849914B1 (ko) 2008-08-04

Family

ID=22464385

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017001329A KR100685253B1 (ko) 1998-07-31 1999-07-27 패키지형 전력 반도체 장치
KR1020067024873A KR100849914B1 (ko) 1998-07-31 1999-07-27 패키지형 전력 반도체 장치의 제조방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017001329A KR100685253B1 (ko) 1998-07-31 1999-07-27 패키지형 전력 반도체 장치

Country Status (7)

Country Link
US (3) US6404065B1 (ko)
EP (1) EP1099252A4 (ko)
JP (1) JP2002521843A (ko)
KR (2) KR100685253B1 (ko)
DE (2) DE19983419B3 (ko)
GB (1) GB2358960B (ko)
WO (1) WO2000007238A1 (ko)

Families Citing this family (90)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6331763B1 (en) * 1998-04-15 2001-12-18 Tyco Electronics Corporation Devices and methods for protection of rechargeable elements
US6404065B1 (en) * 1998-07-31 2002-06-11 I-Xys Corporation Electrically isolated power semiconductor package
JP4629842B2 (ja) * 2000-09-29 2011-02-09 古河電気工業株式会社 光モジュールの製造方法及び光モジュール
US6727585B2 (en) * 2001-05-04 2004-04-27 Ixys Corporation Power device with a plastic molded package and direct bonded substrate
US6583505B2 (en) * 2001-05-04 2003-06-24 Ixys Corporation Electrically isolated power device package
DE10122191A1 (de) * 2001-05-08 2002-08-22 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper und einem Gehäuse
DE10125697B4 (de) 2001-05-25 2019-01-03 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul und Verfahren zum Herstellen eines Leistungshalbleitermoduls
KR100411254B1 (ko) * 2001-06-04 2003-12-18 삼성전기주식회사 Ｓｍｄ 패키지의 리드융착방법
JP4540884B2 (ja) * 2001-06-19 2010-09-08 三菱電機株式会社 半導体装置
JP3910383B2 (ja) * 2001-07-17 2007-04-25 株式会社日立製作所 パワーモジュールおよびインバータ
US6670216B2 (en) * 2001-10-31 2003-12-30 Ixys Corporation Method for manufacturing a power semiconductor device and direct bonded substrate thereof
KR100799562B1 (ko) * 2002-03-25 2008-01-31 페어차일드코리아반도체 주식회사 반도체 전력 모듈 및 그 제조방법
US20030183369A1 (en) * 2002-04-02 2003-10-02 John Makaran Heat sink and method of removing heat from power electronics components
KR100902766B1 (ko) * 2002-09-27 2009-06-15 페어차일드코리아반도체 주식회사 절연성 세라믹 히트 싱크를 갖는 디스크리트 패키지
JP3740116B2 (ja) 2002-11-11 2006-02-01 三菱電機株式会社 モールド樹脂封止型パワー半導体装置及びその製造方法
US7129577B2 (en) * 2003-02-27 2006-10-31 Power-One, Inc. Power supply packaging system
DE10319900A1 (de) * 2003-04-29 2004-11-25 Infineon Technologies Ag Optoelektronische Sende- und/oder Empfangsanordnung
US7482638B2 (en) * 2003-08-29 2009-01-27 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Package for a semiconductor light emitting device
KR20050025728A (ko) * 2003-09-08 2005-03-14 삼성에스디아이 주식회사 히트싱크 및 이를 구비한 디스플레이 패널
JP4461268B2 (ja) * 2004-03-30 2010-05-12 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 半導体装置部品およびその製造方法ならびにこれを用いた半導体装置
US7327024B2 (en) * 2004-11-24 2008-02-05 General Electric Company Power module, and phase leg assembly
US7547964B2 (en) * 2005-04-25 2009-06-16 International Rectifier Corporation Device packages having a III-nitride based power semiconductor device
DE102005061016B4 (de) * 2005-12-19 2018-12-06 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung in einem Schaltnetzteil
US8131860B1 (en) 2006-03-30 2012-03-06 Emc Corporation Serialization and deserialization
US20070275540A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Hackitt Dale A Backside via formation prior to die attachment
US8198712B2 (en) * 2006-06-07 2012-06-12 International Rectifier Corporation Hermetically sealed semiconductor device module
DE102006062711B4 (de) * 2006-06-09 2008-10-09 Fpe Fischer Gmbh Verfahren zur Überwachung und zum Schutz von einzelnen Solar-Panels vor Überhitzung
JP2007335632A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Toyota Industries Corp 半導体装置
US8269338B2 (en) * 2006-08-10 2012-09-18 Vishay General Semiconductor Llc Semiconductor device having improved heat dissipation capabilities
US8198709B2 (en) * 2006-10-18 2012-06-12 Vishay General Semiconductor Llc Potted integrated circuit device with aluminum case
CN201011655Y (zh) * 2007-01-10 2008-01-23 上海凯虹科技电子有限公司 一种大功率半导体器件的框架
DE102007014789B3 (de) * 2007-03-28 2008-11-06 Ixys Ch Gmbh Anordnung mindestens eines Leistungshalbleitermoduls und einer Leiterplatte und Leistungshalbleitermodul
KR101371956B1 (ko) * 2007-06-21 2014-03-07 엘지이노텍 주식회사 Ｄｃｂ 기판 모듈
US7586179B2 (en) * 2007-10-09 2009-09-08 Fairchild Semiconductor Corporation Wireless semiconductor package for efficient heat dissipation
DE102007051870A1 (de) * 2007-10-30 2009-05-07 Robert Bosch Gmbh Modulgehäuse und Verfahren zur Herstellung eines Modulgehäuses
US20090286286A1 (en) * 2007-11-06 2009-11-19 Ambergen , Inc. Methods for controlling amplification
US8796837B2 (en) 2009-03-03 2014-08-05 Ixys Corporation Lead and lead frame for power package
US8455987B1 (en) * 2009-06-16 2013-06-04 Ixys Corporation Electrically isolated power semiconductor package with optimized layout
US20110278706A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 iQXPRZ Power Inc. Power Electronic Device Package
TWI425907B (zh) * 2010-09-21 2014-02-01 Delta Electronics Inc 電子元件和散熱裝置之組合結構及其絕緣元件
JP5838559B2 (ja) * 2011-02-08 2016-01-06 富士電機株式会社 半導体装置の組立治具および半導体装置の組立方法
US8546906B2 (en) 2011-07-19 2013-10-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army System and method for packaging of high-voltage semiconductor devices
US8779566B2 (en) * 2011-08-15 2014-07-15 National Semiconductor Corporation Flexible routing for high current module application
US8653635B2 (en) * 2011-08-16 2014-02-18 General Electric Company Power overlay structure with leadframe connections
US8637964B2 (en) * 2011-10-26 2014-01-28 Infineon Technologies Ag Low stray inductance power module
US20130175704A1 (en) * 2012-01-05 2013-07-11 Ixys Corporation Discrete power transistor package having solderless dbc to leadframe attach
US8866274B2 (en) 2012-03-27 2014-10-21 Infineon Technologies Ag Semiconductor packages and methods of formation thereof
CN102646648B (zh) * 2012-03-30 2014-12-03 台达电子企业管理（上海）有限公司 半导体开关绝缘保护装置以及电源组件
US9099432B2 (en) * 2012-05-30 2015-08-04 Stmicroelectronics S.R.L. Electronic device for power applications
US8716864B2 (en) 2012-06-07 2014-05-06 Ixys Corporation Solderless die attach to a direct bonded aluminum substrate
US8941208B2 (en) 2012-07-30 2015-01-27 General Electric Company Reliable surface mount integrated power module
EP2892074B1 (en) * 2012-08-31 2018-01-03 Mitsubishi Materials Corporation Power module substrate and power module
DE102012018943A1 (de) * 2012-09-25 2014-03-27 Infineon Technologies Ag Halbleitergehäuse mit Rückseiten-Strukturierung
US8575767B1 (en) 2012-10-06 2013-11-05 Ixys Corporation Reflow of thermoplastic sheet for passivation of power integrated circuits
JP6099453B2 (ja) * 2012-11-28 2017-03-22 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 電子部品搭載基板およびその製造方法
US8987876B2 (en) 2013-03-14 2015-03-24 General Electric Company Power overlay structure and method of making same
US10269688B2 (en) 2013-03-14 2019-04-23 General Electric Company Power overlay structure and method of making same
US9431394B2 (en) * 2013-08-29 2016-08-30 Infineon Technologies Ag Power semiconductor package with gate and field electrode leads
US9312231B2 (en) * 2013-10-31 2016-04-12 Freescale Semiconductor, Inc. Method and apparatus for high temperature semiconductor device packages and structures using a low temperature process
US9806009B2 (en) * 2014-01-09 2017-10-31 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Semiconductor device and power converter using the same
KR101673680B1 (ko) 2014-10-16 2016-11-07 현대자동차주식회사 전력 반도체 모듈 및 이의 제조 방법
DE102015116807A1 (de) 2015-10-02 2017-04-06 Infineon Technologies Austria Ag Funktionalisierte Schnittstellenstruktur
US9443792B1 (en) 2015-10-31 2016-09-13 Ixys Corporation Bridging DMB structure for wire bonding in a power semiconductor device module
CN106920781A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 意法半导体有限公司 半导体封装体和用于形成半导体封装体的方法
US10000423B1 (en) 2016-03-31 2018-06-19 Ixys, Llc Direct metal bonding on carbon-covered ceramic contact projections of a ceramic carrier
WO2018018848A1 (zh) * 2016-07-29 2018-02-01 广东美的制冷设备有限公司 一种智能功率模块及其制造方法
USD877707S1 (en) 2017-03-30 2020-03-10 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor package
CN110945651B (zh) * 2017-07-10 2023-11-10 日立能源有限公司 在端子的脚部下方的金属化层中具有凹陷的功率半导体模块
EP3444839A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-20 Infineon Technologies Austria AG Assembly and method for mounting an electronic component to a substrate
US10002821B1 (en) * 2017-09-29 2018-06-19 Infineon Technologies Ag Semiconductor chip package comprising semiconductor chip and leadframe disposed between two substrates
JP7153544B2 (ja) * 2018-11-28 2022-10-14 株式会社マキタ 電動作業機
US11927431B1 (en) 2018-12-11 2024-03-12 Northrop Grumman Systems Corporation Firing switch for compact capacitive discharge unit
KR102343920B1 (ko) 2019-06-04 2021-12-29 제엠제코(주) 반도체 패키지
US11270969B2 (en) 2019-06-04 2022-03-08 Jmj Korea Co., Ltd. Semiconductor package
KR102199360B1 (ko) 2019-06-20 2021-01-06 제엠제코(주) 반도체 패키지
KR102332716B1 (ko) 2019-07-15 2021-11-30 제엠제코(주) 반도체 패키지
US11521921B2 (en) * 2019-09-04 2022-12-06 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device package assemblies and methods of manufacture
JP1664527S (ko) * 2019-10-28 2020-07-27
JP1664528S (ko) * 2019-10-28 2020-07-27
US11581632B1 (en) 2019-11-01 2023-02-14 Northrop Grumman Systems Corporation Flexline wrap antenna for projectile
KR102172689B1 (ko) 2020-02-07 2020-11-02 제엠제코(주) 반도체 패키지 및 그 제조방법
EP3872848A1 (en) * 2020-02-27 2021-09-01 Littelfuse, Inc. Metal tab for chip assembly
KR102228945B1 (ko) 2020-05-21 2021-03-17 제엠제코(주) 반도체 패키지 및 이의 제조방법
US11328980B2 (en) 2020-07-10 2022-05-10 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Automotive power devices on direct bond copper embedded in PCB driver boards
KR102378171B1 (ko) 2020-08-12 2022-03-25 제엠제코(주) 커플드 반도체 패키지
KR102228938B1 (ko) 2020-08-12 2021-03-17 제엠제코(주) 커플드 반도체 패키지
US11388839B2 (en) 2020-08-14 2022-07-12 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Power electronics cooling assemblies and methods for making the same
KR102499825B1 (ko) * 2021-02-05 2023-02-14 파워마스터반도체 주식회사 패키지형 전력 반도체 장치
CN117296235A (zh) * 2021-03-15 2023-12-26 美国轮轴制造公司 电驱动单元
CN113782504A (zh) * 2021-09-08 2021-12-10 中国矿业大学 一种集成散热器的功率模块简化封装结构及制作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278990A (en) * 1979-03-19 1981-07-14 General Electric Company Low thermal resistance, low stress semiconductor package
US5637922A (en) * 1994-02-07 1997-06-10 General Electric Company Wireless radio frequency power semiconductor devices using high density interconnect
US5942797A (en) * 1996-04-02 1999-08-24 Fuji Electric Co. Ltd. Power semiconductor module

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202925C (ko) * 1969-04-30 1900-01-01
US3784883A (en) * 1971-07-19 1974-01-08 Communications Transistor Corp Transistor package
GB1327352A (en) * 1971-10-02 1973-08-22 Kyoto Ceramic Semiconductor device
US3763403A (en) * 1972-03-01 1973-10-02 Gen Electric Isolated heat-sink semiconductor device
US3908185A (en) * 1974-03-06 1975-09-23 Rca Corp High frequency semiconductor device having improved metallized patterns
DE3204167A1 (de) * 1982-02-06 1983-08-11 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Verfahren zum direkten verbinden von metallstuecken mit oxidkeramiksubstraten
JPS59181627A (ja) * 1983-03-31 1984-10-16 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US4563383A (en) 1984-03-30 1986-01-07 General Electric Company Direct bond copper ceramic substrate for electronic applications
US4925024A (en) * 1986-02-24 1990-05-15 Hewlett-Packard Company Hermetic high frequency surface mount microelectronic package
US4878106A (en) * 1986-12-02 1989-10-31 Anton Piller Gmbh & Co. Kg Semiconductor circuit packages for use in high power applications and method of making the same
US4891686A (en) * 1988-04-08 1990-01-02 Directed Energy, Inc. Semiconductor packaging with ground plane conductor arrangement
JPH07118514B2 (ja) * 1989-04-24 1995-12-18 株式会社東芝 半田バンプ型半導体装置
US5075759A (en) * 1989-07-21 1991-12-24 Motorola, Inc. Surface mounting semiconductor device and method
US5198885A (en) 1991-05-16 1993-03-30 Cts Corporation Ceramic base power package
US5596231A (en) 1991-08-05 1997-01-21 Asat, Limited High power dissipation plastic encapsulated package for integrated circuit die
US5164885A (en) * 1991-11-21 1992-11-17 Motorola, Inc. Electronic package having a non-oxide ceramic bonded to metal and method for making
US5808357A (en) * 1992-06-02 1998-09-15 Fujitsu Limited Semiconductor device having resin encapsulated package structure
EP0590804B1 (en) * 1992-09-03 1997-02-05 STMicroelectronics, Inc. Vertically isolated monolithic bipolar high-power transistor with top collector
US5338974A (en) * 1993-03-17 1994-08-16 Spectrian, Inc. RF power transistor package
US5650662A (en) 1993-08-17 1997-07-22 Edwards; Steven F. Direct bonded heat spreader
EP0650193A3 (en) * 1993-10-25 1996-07-31 Toshiba Kk Semiconductor device and method for its production.
TW258829B (ko) 1994-01-28 1995-10-01 Ibm
EP0671766A1 (en) * 1994-02-25 1995-09-13 Harris Corporation Semiconductor package and method
US5490627A (en) 1994-06-30 1996-02-13 Hughes Aircraft Company Direct bonding of copper composites to ceramics
US5488252A (en) * 1994-08-16 1996-01-30 Telefonaktiebolaget L M Erricsson Layout for radio frequency power transistors
US5675181A (en) * 1995-01-19 1997-10-07 Fuji Electric Co., Ltd. Zirconia-added alumina substrate with direct bonding of copper
US5834840A (en) * 1995-05-25 1998-11-10 Massachusetts Institute Of Technology Net-shape ceramic processing for electronic devices and packages
JP3429921B2 (ja) * 1995-10-26 2003-07-28 三菱電機株式会社 半導体装置
US5696466A (en) * 1995-12-08 1997-12-09 The Whitaker Corporation Heterolithic microwave integrated impedance matching circuitry and method of manufacture
US6056186A (en) * 1996-06-25 2000-05-02 Brush Wellman Inc. Method for bonding a ceramic to a metal with a copper-containing shim
US5760473A (en) * 1996-06-25 1998-06-02 Brush Wellman Inc. Semiconductor package having a eutectic bonding layer
US5889319A (en) * 1996-07-19 1999-03-30 Ericsson, Inc. RF power package with a dual ground
JP2781783B2 (ja) * 1996-07-30 1998-07-30 山形日本電気株式会社 半導体装置用パッケージ
TW353220B (en) * 1996-08-20 1999-02-21 Toshiba Corp Silicon nitride circuit board and semiconductor module
US5877555A (en) * 1996-12-20 1999-03-02 Ericsson, Inc. Direct contact die attach
US6020636A (en) * 1997-10-24 2000-02-01 Eni Technologies, Inc. Kilowatt power transistor
US6404065B1 (en) * 1998-07-31 2002-06-11 I-Xys Corporation Electrically isolated power semiconductor package
US6181200B1 (en) * 1999-04-09 2001-01-30 Integra Technologies, Inc. Radio frequency power device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278990A (en) * 1979-03-19 1981-07-14 General Electric Company Low thermal resistance, low stress semiconductor package
US5637922A (en) * 1994-02-07 1997-06-10 General Electric Company Wireless radio frequency power semiconductor devices using high density interconnect
US5942797A (en) * 1996-04-02 1999-08-24 Fuji Electric Co. Ltd. Power semiconductor module

Also Published As

Publication number Publication date
GB0101986D0 (en) 2001-03-14
US20010018235A1 (en) 2001-08-30
EP1099252A4 (en) 2006-05-31
GB2358960B (en) 2003-08-13
GB2358960A (en) 2001-08-08
US6404065B1 (en) 2002-06-11
US20020017714A1 (en) 2002-02-14
DE19983419T1 (de) 2001-09-13
US6710463B2 (en) 2004-03-23
DE19983419B3 (de) 2018-07-05
KR20010071079A (ko) 2001-07-28
EP1099252A1 (en) 2001-05-16
KR20070007197A (ko) 2007-01-12
KR100685253B1 (ko) 2007-02-22
WO2000007238A1 (en) 2000-02-10
JP2002521843A (ja) 2002-07-16
US6534343B2 (en) 2003-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100849914B1 (ko) 패키지형 전력 반도체 장치의 제조방법
US6731002B2 (en) High frequency power device with a plastic molded package and direct bonded substrate
KR100957078B1 (ko) 전기적으로 절연된 전력 장치 패키지
US7005734B2 (en) Double-sided cooling isolated packaged power semiconductor device
JP2007184315A (ja) 樹脂封止型パワー半導体モジュール
US5297001A (en) High power semiconductor assembly
JP2982126B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
EP2851951B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
EP1696484B1 (en) Process for assembling a double-sided circuit component
JP2017123360A (ja) 半導体モジュール
JPH11163045A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20020163074A1 (en) Power device with a plastic molded package and direct bonded substrate
JPH09181253A (ja) 半導体素子用のパッケージング装置
KR100260045B1 (ko) 전력 반도체 모듈의 방열판 구조
JP2000228490A (ja) パワー半導体モジュール
US20220238426A1 (en) Packaged electronic devices having dielectric substrates with thermally conductive adhesive layers
JP7492375B2 (ja) 半導体装置
EP4145495A1 (en) Method of manufacturing an electrical interconnect for a semiconductor device as well as the corresponding device having the same
US20240194576A1 (en) Power module for a vehicle
JPH03116859A (ja) 混成集積回路装置

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130628

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140627

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160629

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 11

EXPY Expiration of term