KR20220047563A - 전력 전자장치를 위한 패키지 - Google Patents

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KR20220047563A
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KR
South Korea
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power
pad
power switching
coupled
control
Prior art date
Application number
KR1020227000955A
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English (en)
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브라이스 맥퍼슨
다니엘 마틴
제니퍼 스타바흐
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울프스피드, 인크.
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Abstract

전력 전자장치를 위한 패키지는 전력 기판, 다수의 전력 반도체 다이, 및 켈빈 접속 콘택을 포함한다. 전력 반도체 다이 각각은 전력 기판 상에 있고, 제1 전력 스위칭 패드, 제2 전력 스위칭 패드, 제어 패드, 반도체 구조체, 및 켈빈 접속 패드를 포함한다. 반도체 구조체는 제1 전력 스위칭 패드, 제2 전력 스위칭 패드, 및 제어 패드 사이에 있고, 제1 전력 스위칭 패드와 제2 전력 스위칭 패드 사이의 전력 스위칭 경로의 저항이 제어 패드에서 제공되는 제어 신호에 기초하도록 구성된다. 켈빈 접속 패드는 전력 스위칭 경로에 결합된다. 켈빈 접속 콘택은 전력 기판 상의 켈빈 전도성 트레이스를 통해 전력 반도체 다이 각각의 켈빈 접속 패드에 결합된다.

Description

전력 전자장치를 위한 패키지
본 개시내용은 전력 전자장치(power electronics)를 위한 패키지에 관한 것으로, 특히 2개 이상의 병렬화된 전력 반도체 다이를 내부에 포함하는 전력 전자장치를 위한 패키지에 관한 것이다.
도 1은 전력 전자장치를 위한 종래의 이산 패키지(discrete package)(10)의 평면도(top-down view)를 도시한다. 종래의 이산 패키지(10)는 전력 기판(12), 제1 전력 스위칭 콘택(14), 제2 전력 스위칭 콘택(16), 제어 콘택(18), 및 켈빈(Kelvin) 접속 콘택(20)을 포함하는 리드프레임 패키지이다. 제1 전력 스위칭 콘택(14), 제2 전력 스위칭 콘택(16), 제어 콘택(18), 및 켈빈 접속 콘택(20)은 종래의 이산 패키지(10)의 리드프레임 어레이의 일부를 형성한다. 전력 기판(12)은 전력 스위칭 전도성 트레이스(22) 및 제어 트레이스(24)를 포함하고, 이들 각각은 절연 재료의 일부에 의해 서로 분리되어 전력 스위칭 전도성 트레이스(22)가 제어 트레이스(24)로부터 전기적으로 격리된다. 다수의 전력 반도체 다이(26)가 전력 스위칭 전도성 트레이스(22) 상에 제공되어, 전력 반도체 다이(26) 각각의 후면 상의 제1 전력 스위칭 패드(28)가 전력 스위칭 전도성 트레이스(22)에 전기적으로 결합된다. 후면에 대향하는 전력 반도체 다이(26) 각각의 상단에서, 전력 반도체 다이(26)는 제2 전력 스위칭 패드(30)(2개의 부분으로 분할됨), 및 제어 패드(32)를 포함한다.
전력 반도체 다이(26) 각각은 단일 스위칭 위치를 형성하도록 병렬로 결합된 트랜지스터들이다. 따라서, 전력 반도체 다이(26) 각각은 제1 전력 스위칭 패드(28), 제2 전력 스위칭 패드(30) 및 제어 패드(32) 사이에 위치되는 반도체 구조체를 포함하며, 이는 제1 전력 스위칭 패드(28)와 제2 전력 스위칭 패드(30) 사이의 전력 스위칭 경로의 저항이 제어 패드(32)에서 제공되는 제어 신호에 기초하도록 구성된다. 제1 전력 스위칭 콘택(14)은 제1 전력 스위칭 전도성 트레이스(22)에 결합되어, 제1 전력 스위칭 콘택(14)이 전력 반도체 다이(26) 각각의 제1 전력 스위칭 패드(28)에 결합된다. 제2 전력 스위칭 콘택(16)은 전력 반도체 다이(26) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(30)에 결합된다. 제어 콘택(18)은 제2 전력 스위칭 콘택(16)에 결합된다. 제어 트레이스(24)는 차례로 하나 이상의 와이어본드(34)에 의해 전력 반도체 다이(26) 각각의 제어 패드(32)에 결합되어, 제어 콘택(18)이 전력 반도체 다이(26) 각각의 제어 패드(32)에 결합된다. 제1 전력 스위칭 콘택(14)과 제2 전력 스위칭 콘택(16) 사이에 전력 스위칭 루프가 형성된다. 제어 콘택(18)과 켈빈 접속 콘택(20) 사이에 신호 루프가 형성된다. 제1 전력 스위칭 콘택(14)과 제2 전력 스위칭 콘택(16) 사이의(즉, 전력 스위칭 루프 양단의) 저항을 제어하기 위해 제어 콘택(18)과 켈빈 접속 콘택(20) 사이에(즉, 신호 루프 양단에) 제어 신호들이 제공된다.
특히, 제2 전력 스위칭 콘택(16)과 켈빈 접속 콘택(20)은 전력 반도체 다이(26)에 개별적으로 결합되지 않는다. 즉, 제2 전력 스위칭 콘택(16)과 켈빈 접속 콘택(20)이 먼저 서로 결합되고, 그 후 전력 반도체 다이(26) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(30)에 결합된다. 그 결과, 제2 전력 스위칭 콘택(16)이 켈빈 접속 콘택(20)에 결합되는 지점과, 조합된 제2 전력 스위칭 콘택(16)과 켈빈 접속 콘택(20)이 전력 반도체 다이(26) 각각에 결합되는 지점 사이에 소정량의 금속이 존재한다. 이 금속은 전력 스위칭 루프와 신호 루프 사이의 결합(coupling)을 도입하는 연관된 임피던스를 갖는다.
전력 스위칭 루프와 신호 루프 사이의 결합은 루프들 사이의 피드백을 야기하고, 이는 스위칭 품질의 감소, 더 느린 스위칭 속도들, 증가된 손실들, 및 전력 반도체 다이(26)의 가능한 파괴와 같은 상당한 문제들을 야기한다. 상기한 것에 비추어, 전력 전자장치들을 위한 개선된 이산 전력 패키지들이 필요하다.
일 실시예에서, 전력 전자장치를 위한 패키지는 전력 기판, 다수의 전력 반도체 다이, 및 켈빈 접속 콘택을 포함한다. 전력 반도체 다이 각각은 전력 기판 상에 있고, 제1 전력 스위칭 패드, 제2 전력 스위칭 패드, 제어 패드, 반도체 구조체, 및 켈빈 접속 패드를 포함한다. 반도체 구조체는 제1 전력 스위칭 패드, 제2 전력 스위칭 패드, 및 제어 패드 사이에 있고, 제1 전력 스위칭 패드와 제2 전력 스위칭 패드 사이의 전력 스위칭 경로의 저항이 제어 패드에서 제공되는 제어 신호에 기초하도록 구성된다. 켈빈 접속 패드는 전력 반도체 다이 상의 제2 전력 스위칭 패드에 결합된다. 켈빈 접속 콘택은 전력 기판 상의 켈빈 전도성 트레이스를 통해 전력 반도체 다이 각각의 켈빈 접속 패드에 결합된다. 전력 반도체 다이 각각의 켈빈 접속 패드를 전력 기판 상의 전도성 트레이스를 통해 켈빈 접속 콘택에 접속시키는 것은 이산 패키지의 레이아웃을 상당히 단순화시키고 켈빈 접속 콘택과 전력 반도체 다이 사이의 접속 길이를 감소시켜, 이산 패키지의 성능을 개선시킨다.
본 기술분야의 통상의 기술자들은 첨부 도면들과 관련하여 바람직한 실시예들의 다음의 상세한 설명을 읽은 후에 본 개시내용의 범위를 인식하고 그의 추가적인 양태들을 실현할 것이다.
본 명세서에 통합되어 그 일부를 형성하는 첨부 도면들은 본 개시내용의 몇몇 양태들을 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 개시내용의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 전력 전자장치를 위한 종래의 이산 패키지의 평면 개략도(top-down schematic view)를 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 전자장치를 위한 이산 패키지의 평면 개략도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 전자장치를 위한 이산 패키지의 평면 개략도를 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 전자장치를 위한 이산 패키지의 평면 개략도를 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 전자장치를 위한 이산 패키지의 평면 개략도를 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 전자장치를 위한 이산 패키지의 평면 개략도를 도시한다.
도 7은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 전자장치를 위한 이산 패키지의 평면 개략도를 도시한다.
도 8은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 전자장치를 위한 이산 패키지의 평면 개략도를 도시한다.
아래에 설명된 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자들이 실시예들을 실시하고 실시예들을 실시하는 최상의 모드를 설명할 수 있게 하는 데 필요한 정보를 나타낸다. 첨부 도면들에 비추어 다음의 설명을 읽으면, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 본 개시내용의 개념들을 이해할 것이고 본 명세서에서 특별히 다루지 않은 이러한 개념들의 응용들을 인식할 것이다. 이러한 개념들 및 응용들은 본 개시내용 및 첨부된 청구항들의 범위 내에 속한다는 것이 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어가 본 명세서에서 다양한 요소를 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 요소는 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 이 용어들은 하나의 요소를 다른 요소와 구별하는 데만 사용된다. 본 개시내용의 범위로부터 벗어남이 없이, 예를 들어, 제1 요소를 제2 요소라고 부를 수 있고, 유사하게, 제2 요소를 제1 요소라고 부를 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은 연관된 나열된 항목들 중 하나 이상의 항목의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
층, 영역, 또는 기판과 같은 요소가 다른 요소 "상에(on)" 있거나 다른 요소 "상으로(onto)" 연장되는 것으로 지칭될 때, 그것은 다른 요소 상에 직접 있거나 다른 요소 상으로 직접 연장될 수 있거나, 또는 개재 요소(intervening element)들이 존재할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 반대로, 한 요소가 다른 요소 "상에 직접(directly on)" 있거나 다른 요소 "상으로 직접(directly onto)" 연장되는 것으로 지칭될 때, 개재 요소들이 존재하지 않는다. 마찬가지로, 층, 영역, 또는 기판과 같은 요소가 다른 요소 "위에(over)" 있거나 다른 요소 "위로(over)" 연장되는 것으로 지칭될 때, 그것은 다른 요소 위에 직접 있거나 다른 요소 위로 직접 연장될 수 있거나, 또는 개재 요소들이 존재할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 반대로, 한 요소가 다른 요소 "위에 직접(directly over)" 있거나 다른 요소 "위로 직접(directly over)" 연장되는 것으로 지칭될 때, 개재 요소들이 존재하지 않는다. 또한, 한 요소가 다른 요소에 "접속(connected)" 또는 "결합(coupled)"되는 것으로 지칭될 때, 그것은 다른 요소에 직접 접속 또는 결합될 수 있거나 또는 개재 요소들이 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 반대로, 한 요소가 다른 요소에 "직접 접속" 또는 "직접 결합"되는 것으로 지칭될 때, 개재 요소들은 존재하지 않는다.
"아래" 또는 "위" 또는 "상부" 또는 "하부" 또는 "수평" 또는 "수직"과 같은 상대적 용어들은 도면들에 예시된 바와 같은 하나의 요소, 층 또는 영역과 다른 요소, 층 또는 영역의 관계를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 이러한 용어들 및 위에서 논의된 용어들은 도면들에 도시된 배향에 추가하여 디바이스의 상이한 배향들을 포괄하기 위한 것이라는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서 사용된 전문 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위한 것일 뿐이고 본 개시내용을 제한하려는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들 "한(a)", "하나(an)" 및 "그(the)"는, 문맥이 명확하게 달리 나타내지 않는 한, 복수 형태들을 포함하려는 의도이다. 용어들 "구성되다(comprises)", "구성되는(comprising)", "포함하다(includes)" 및/또는 "포함하는(including)"은 본 명세서에서 사용될 때 기술된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 컴포넌트들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 컴포넌트들, 및/또는 그의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것을 추가로 이해할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들(기술 용어 및 과학 용어를 포함함)은 본 개시내용이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 명세서 및 관련 기술의 문맥에서의 의미와 일관되는 의미를 갖는 것으로서 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명백히 그렇게 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이라는 것을 추가로 이해할 것이다.
전력 패키지들은 일반적으로 전력 모듈들 또는 이산 패키지들로서 카테고리화될 수 있다. 전력 모듈들은 종종 이산 패키지들보다 더 많은 수의 전력 반도체 다이(예를 들어, >2)를 포함하고 일부 구성들에서 전력 기판, 전력 콘택들, 신호 콘택들, 및 베이스 플레이트(base plate)를 포함한다. 전력 모듈 내의 전력 기판은 전기적 상호접속뿐만 아니라 전기적 격리를 위해 사용된다. 베이스 플레이트는 구조적 지지 및 열 확산을 제공한다. 내부적으로, 전력 모듈들은 전기 회로(예를 들어, 하프-브리지(half-bridge), 풀-브리지(full-bridge), 3-상(three-phase) 등)를 형성하기 위해 내부에 전력 반도체 다이의 토폴로지(또는 배열)를 종종 포함한다. 전력 모듈들은 일반적으로 하우징 및 캡슐화 재료에 의해 몰딩되거나 보호된다.
이산 패키지들은 이들이 더 적은 전력 반도체 다이(예를 들어, 1-2)로 금속 리드 프레임 어레이 상에 형성된다는 점에서 모듈들과 상이하다. 이들은 전기적 격리를 제공하는 전력 기판을 가질 수 있거나 갖지 않을 수 있다. 리드 프레임 어레이는 전력 및 신호 접속들을 생성하도록 트리밍(trim)되고 형성된다. 조립체는 전기적 격리, 기계적 지지, 및 주변 환경(습기 등)으로부터의 보호를 위해 몰딩된다. 이산 패키지들은 통상적으로, 역병렬 다이오드(antiparallel diode)를 갖거나 갖지 않는, MOSFET(metal-oxide semiconductor field-effect transistor), IGBT(insulated gate bipolar transistor) 등과 같은 단일 전력 반도체 다이가 종종 있는, 단일 스위치 위치를 하우징한다.
전력 패키지에는 중요한 2개의 전기적 루프가 있다: (1) 전력 루프(예를 들어, 드레인-소스 또는 컬렉터-이미터) 및 (2) 신호 루프(예를 들어, 게이트-소스 또는 게이트-이미터). 전력 루프는 전력을 부하에 전달하는 스위치를 통한 고전압, 고전류 경로이다. 신호 루프는 전력 루프를 제어하기 위한(즉, 턴-온 및 턴-오프를 작동시키기 위한) 저전압, 저전류 경로이다. 최적의 스위칭 성능을 위해, 전력 루프와 신호 루프는 서로 완전히 독립적이어야 한다. 전력 루프와 신호 루프의 독립성을 보장하는 것은 빠르고 잘 제어된 역학으로 낮은 스위칭 손실을 허용한다.
전력 루프와 신호 루프는 둘 다 전력 패키지 내의 전력 반도체 다이의 소스(또는 이미터)에 접속된다. 전력 루프가 신호 루프에 결합되면, 포지티브 또는 네거티브 피드백을 통해 추가 역학이 도입된다. 전형적으로, 네거티브 피드백은 전력 경로 결합이 제어 신호와 교전(fight)할 때 추가 손실들을 도입한다(즉, 전력 경로 결합은 제어 신호가 디바이스를 턴 온하려고 시도하고 있을 때 전력 반도체 다이를 턴 오프하려고 시도한다). 포지티브 피드백은 전형적으로, 전력 반도체 다이가 파괴될 때까지 전력 경로 결합이 제어 신호를 증폭하기 때문에 불안정성을 야기한다. 궁극적으로, 전력 루프와 신호 루프의 결합은 스위칭 품질의 감소, 더 느린 스위칭 속도들, 증가된 손실들, 및 전력 반도체 다이의 가능한 파괴를 초래한다.
상기한 것에 비추어, 전력 패키지에서 전력 루프와 제어 루프의 독립성을 보장하는 것이 바람직하다. 이를 달성하기 위한 한 가지 방법은 소스 켈빈 접속(또는 이미터 켈빈 접속)을 사용하는 것이다. 켈빈 접속이 작동 목적을 위해 소스 또는 이미터에 개별적으로 결합된다. 일반적으로, 전력 루프 및 신호 루프로부터의 별개의 접속들이 전력 반도체 다이에 더 가까울수록, 달성될 수 있는 스위칭 성능이 더 양호해진다. 이상적으로는, 전력 루프에 독립적인 별개의 와이어본드, 인터커넥트(interconnect) 등과 같은 별개의 경로를 통해 소스 또는 이미터에 대해 켈빈 접속이 이루어질 것이다.
켈빈 접속들이 전력 모듈들과 이산 패키지들 둘 다에서 한동안 사용되었지만, 이들은 내부의 전력 반도체 다이의 레이아웃을 상당히 복잡하게 만든다. 진정한 켈빈 접속들은 반도체 다이의 소스 또는 이미터로의 별개의 경로를 요구하고, 이는 추가적인 와이어본드들 또는 인터커넥트들을 요구한다. 이러한 추가적인 와이어본드들 또는 인터커넥트들은 복잡한 레이아웃 문제들을 생성한다.
위에서 논의된 복잡한 레이아웃 문제들을 회피하기 위해, 이산 패키지들은 종종 단일 전력 반도체 다이만을 포함하고 다수의 이산 패키지들은 (이산 패키지 내에서 다수의 반도체 다이를 병렬화하는 것과는 대조적으로) 외부 접속들을 사용하여 병렬화된다. 이것은 전류 운반 용량(current carrying capacity)을 효과적으로 증가시키지만, 패키지들 사이의 외부 접속들이 상당한 양의 인덕턴스를 도입하기 때문에, 패키지들 사이의 균형잡힌 스위칭을 보장하기 위해서는 병렬화된 이산 패키지들의 스위칭이 게이트 드라이버 레벨에서 느려져야 한다. 또한, 병렬화된 패키지들에서 반도체 다이의 트랜스컨덕턴스(transconductance) 및 부유 인덕턴스(stray inductance)에 의해 도입되는 포지티브 피드백 메커니즘에 의해 생성되는 고주파수 발진들을 회피하기 위해 개별적인 게이트 저항기들이 추가되어야 한다. 마지막으로, 패키지들을 병렬화하는 것은 주어진 해결책에 대해 많은 양의 필요한 영역을 초래한다.
위에서 논의된 레이아웃 과제들에 더하여, 이산 패키지에서 전력 반도체 다이를 병렬화하는 것은 전력 반도체 다이 사이의 트랜스컨덕턴스 미스매치들(transconductance mismatches)의 형태로 추가적인 문제를 제시한다. 전력 반도체 다이의 스위칭 동안, 입력 전압은 상승하고 연관된 출력 전류의 상승을 초래한다. 2개의 병렬 전력 반도체 다이의 트랜스컨덕턴스에 차이가 있다면, 이들은 각각 약간 상이한 턴 온 특성을 가질 것이다. 따라서, 스위칭 동안 상이한 양의 전류가 각각의 전력 반도체 다이를 통해 흐를 것이고 따라서 각각의 전력 반도체 다이 양단에 상이한 전압이 존재할 것이다. 전력 반도체 다이 양단의 전압 미스매치는 스위칭 동안 전력 반도체 다이 사이에 흐르는 밸런싱 전류를 초래할 것이다.
밸런싱 전류는 전력 루프 대신에 신호 루프를 통할 수 있는 최소 저항의 경로를 선호할 것이다. 전력 루프와 신호 루프 사이의 결합으로부터 발생하는 간섭의 문제들과 같이, 밸런싱 전류는 또한 스위칭 품질에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 밸런싱 전류는 또한 신호 루프를 통해 흐르는 경우 신뢰성 문제를 도입할 수 있다.
상기한 것에 비추어, 개선된 전력 패키지들, 특히 다수의 병렬화된 전력 반도체 다이를 내부에 포함하는 개선된 전력 이산 패키지들에 대한 요구가 존재한다.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 전자장치를 위한 이산 패키지(36)의 평면도를 도시한다. 이산 패키지(36)는 전력 기판(38), 제1 전력 스위칭 콘택(40), 제2 전력 스위칭 콘택(42), 제어 콘택(44), 및 켈빈 접속 콘택(46)을 포함하는 리드프레임 패키지이다. 제1 전력 스위칭 콘택(40), 제2 전력 스위칭 콘택(42), 제어 콘택(44), 및 켈빈 접속 콘택(46)은 이산 패키지(36)의 리드프레임 어레이의 전부 또는 일부를 형성한다. 전력 기판(38)은 전력 스위칭 전도성 트레이스(48), 제어 전도성 트레이스(50), 및 켈빈 전도성 트레이스(52)를 포함하고, 이들 각각은 절연 재료의 일부에 의해 서로 분리되어 전력 스위칭 전도성 트레이스(48), 제어 전도성 트레이스(50), 및 켈빈 전도성 트레이스(52)가 서로 전기적으로 격리된다. 다수의 전력 반도체 다이(54)가 전력 스위칭 전도성 트레이스(48) 상에 제공되어, 전력 반도체 다이(54) 각각의 후면 상의 제1 전력 스위칭 패드(56)가 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)에 전기적으로 결합된다. 후면에 대향하는 전력 반도체 다이(54) 각각의 상단에서, 전력 반도체 다이(54)는 제2 전력 스위칭 패드(58)(2개의 부분으로 분할됨), 제어 패드(60), 및 켈빈 접속 패드(62)를 포함한다.
전력 반도체 다이(54) 각각은 단일 스위칭 위치를 형성하도록 병렬로 결합된 트랜지스터들이다. 전력 반도체 다이(54) 각각은 제1 전력 스위칭 패드(56), 제2 전력 스위칭 패드(58) 및 제어 패드(60) 사이에 위치되는 반도체 구조체(도시되지 않음)를 포함하며, 이는 제1 전력 스위칭 패드(56)와 제2 전력 스위칭 패드(58) 사이의 전력 스위칭 경로의 저항이 제어 패드(60)에서 제공되는 제어 신호에 기초하도록 구성된다. 켈빈 접속 패드(62)는 전력 반도체 다이(54) 상의 제2 전력 스위칭 패드(58)에 결합된다. 일 실시예에서, 전력 반도체 다이(54) 각각은 MOSFET들이고, 이에 따라 제1 전력 스위칭 패드(56)가 반도체 구조체의 드레인 영역에 결합되고, 제2 전력 스위칭 패드(58) 및 켈빈 접속 패드(62)가 반도체 구조체의 소스 영역에 결합되고, 제어 패드(60)가 반도체 구조체의 게이트 영역에 결합된다. 다른 실시예에서, 전력 반도체 다이(54) 각각은 IGBT들이고, 이에 따라 제1 전력 스위칭 패드(56)가 반도체 구조체의 컬렉터 영역에 결합되고, 제2 전력 스위칭 패드(58) 및 켈빈 접속 패드(62)가 반도체 구조체의 이미터 영역에 결합되고, 제어 패드(60)가 반도체 구조체의 게이트 영역에 결합된다.
도 2에 도시되지 않았지만, 제1 전력 스위칭 콘택(40)은 전력 반도체 다이(54) 각각의 제1 전력 스위칭 패드(56)에 결합되고, 제2 전력 스위칭 콘택(42)은 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58)에 결합되고, 제어 콘택(44)은 전력 반도체 다이(54) 각각의 제어 패드(60)에 결합되고, 켈빈 접속 콘택(46)은 전력 반도체 다이(54) 각각의 켈빈 접속 패드(62)에 결합된다. 콘택들과 패드들 사이의 접속들은 직접 부착, 와이어본드들, 또는 임의의 다른 적합한 수단과 같은 임의의 적합한 인터커넥트들에 의해 이루어질 수 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 제어 전도성 트레이스(50) 및 켈빈 전도성 트레이스(52)는 상당한 중첩 또는 복잡한 레이아웃 방식들 없이 전력 반도체 다이(54)와 이산 패키지(36)의 콘택들 사이의 접속을 허용한다.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 이산 패키지(36)를 도시한다. 도 3에 예시된 바와 같이, 제1 전력 스위칭 콘택(40)은 직접 콘택 부착(direct contact attach)을 통해 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)에 결합된다. 직접 콘택 부착은 땜납, 전도성 에폭시, 소결된 금속 등으로 달성될 수 있다. 위에서 논의한 바와 같이, 전력 반도체 다이(54)가 전력 스위칭 전도성 트레이스(48) 상에 제공되어, 그의 제1 전력 스위칭 패드(56)가 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)와 전기적으로 접촉하게 한다. 따라서, 제1 전력 스위칭 콘택(40)은 전력 반도체 다이(54) 각각의 제1 전력 스위칭 패드(56)에 결합된다. 제2 전력 스위칭 콘택(42)은 직접 콘택 부착을 통해 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58)에 결합된다. 또 다시, 직접 콘택 부착은 땜납, 전도성 에폭시, 소결된 금속 등으로 달성될 수 있다. 예시된 바와 같이, 직접 부착을 가능하게 하기 위해 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58) 위에 금속 구조체(64)가 제공된다. 특히, 금속 구조체(66)의 일 부분이 제2 전력 스위칭 콘택(42)과 제2 전력 스위칭 패드(58)의 접속과는 별도로 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58)를 결합한다. 금속 구조체(66)의 이 부분은 트랜스컨덕턴스 미스매치로 인한 턴 온 및 턴 오프 동안의 전력 반도체 다이(54) 양단의 전압차를 감소시키는 밸런싱 접속으로서 역할한다. 이는 위에서 논의된 밸런싱 전류를 감소시키거나 제거하여 이산 패키지(36)의 성능을 개선시킬 수 있다.
전력 반도체 다이(54) 각각의 제어 패드(60)는 하나 이상의 와이어본드(68)를 통해 제어 전도성 트레이스(50)에 결합되고, 제어 전도성 트레이스(50)는 차례로 하나 이상의 와이어본드(68)를 통해 제어 콘택(44)에 결합된다. 특히, 제어 전도성 트레이스(50)의 일부는 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)에 평행하게 이어지며, 따라서 전력 반도체 다이(54) 둘 다에 대해 그의 제어 패드(60)와 제어 전도성 트레이스(50) 사이에 짧은 길이가 존재한다. 따라서, 제어 패드(60)와 제어 전도성 트레이스(50) 사이의 와이어본드들(68)의 길이는 짧게 유지됨으로써, 부유 인덕턴스를 최소화하고 전력 반도체 다이(54)와 와이어본드들(68)의 레이아웃에 유연성을 제공할 수 있다. 와이어본드들(68)의 요구되는 길이를 추가로 감소시키기 위해, 제어 전도성 트레이스(50)는 도시된 바와 같이 전력 기판(38)의 에지들에 대해 각을 이룬다. 특히, 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)는 전력 기판(38)의 에지에 평행하지 않은 적어도 하나의 에지를 갖도록 제공된다. 제어 전도성 트레이스(50)는 전력 기판(38)의 에지에 평행하지 않지만 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)의 적어도 하나의 에지에 평행한 적어도 하나의 에지를 갖도록 유사하게 제공된다. 도시된 바와 같이, 이들 에지는 미묘한(subtle) "V" 또는 "U" 형상을 형성한다. 이는 전력 반도체 다이(54) 각각의 제어 패드(60)와 제어 전도성 트레이스(50) 사이의 와이어본드들(68)의 요구되는 길이를 추가로 감소시킨다.
전력 반도체 다이(54) 각각의 켈빈 접속 패드(62)는 하나 이상의 와이어본드(68)를 통해 켈빈 전도성 트레이스(52)에 결합되고, 켈빈 전도성 트레이스(52)는 차례로 하나 이상의 와이어본드(68)를 통해 켈빈 접속 콘택(46)에 결합된다. 제1 전력 스위칭 콘택(40)과 제2 전력 스위칭 콘택(42) 사이에 전력 스위칭 루프가 형성된다. 제어 콘택(44)과 켈빈 접속 콘택(46) 사이에 신호 루프가 형성된다. 제1 전력 스위칭 콘택(40)과 제2 전력 스위칭 콘택(42) 사이의(즉, 전력 루프 양단의) 저항을 제어하기 위해 제어 콘택(44)과 켈빈 접속 콘택(46) 사이에(즉, 신호 루프 양단에) 제어 신호들이 제공된다. 전력 반도체 다이(54) 각각에 켈빈 접속 패드(62)가 도시되어 있지만, 전력 반도체 다이(54)는 또한 별개의 켈빈 접속 패드 없이 제공되어, 켈빈 접속 콘택(46)이 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(60)에 결합되게 할 수 있다. 이러한 실시예는 전력 루프 및 신호 루프에 대한 신호 경로들이 분리되어 유지되는 한(즉, 켈빈 접속 콘택(46)이 제2 전력 스위칭 콘택(42)과는 별개의 와이어본드 또는 인터커넥트를 통해 제2 전력 스위칭 패드(60)에 결합되는 한) 본 명세서에서 논의된 것과 동일한 이점들을 제공할 것이다.
위에서 논의한 제어 전도성 트레이스(50)와 유사하게, 켈빈 전도성 트레이스(52)는 또한 전력 기판(38)의 에지에 평행하지 않지만 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)의 적어도 하나의 에지에 평행한 적어도 하나의 에지를 포함한다. 이러한 방식으로 켈빈 전도성 트레이스(52)를 제공하는 것은 전력 반도체 다이(54) 각각의 켈빈 접속 패드(62)를 켈빈 전도성 트레이스(52)에 결합하는 와이어본드들(68)의 길이를 감소시킨다. 전력 기판(38) 상에 전도성 트레이스를 제공하는 것은 켈빈 접속 콘택(46)이 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58)에 개별적으로 결합되는 것을 허용하고, 특히 켈빈 접속 콘택(46)이 전력 반도체 다이(54) 각각의 켈빈 접속 패드(62)에 결합되는 것을 허용한다. 따라서, 이산 패키지(36)는 전력 루프 및 신호 루프가 결합되지 않도록 진정한 켈빈 접속을 제공한다. 위에서 논의된 바와 같이, 이산 패키지의 신호 루프에 켈빈 접속을 사용하는 것은 그의 스위칭 속도 및 안정성에 상당한 이점을 제공한다. 따라서, 이산 패키지(36)의 레이아웃은 그 성능에 대한 개선을 허용한다.
위에서 논의한 이산 패키지(36)의 레이아웃에 의해 제공되는 성능 이점들에 더하여, 이산 패키지의 유연성에서 제공되는 상당한 이점들도 있다. 예를 들어, 제1 전력 스위칭 콘택(40)을 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)에 직접 부착하고 제2 전력 스위칭 콘택(42)을 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58)에 직접 부착하기보다는, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 전력 스위칭 콘택(40)은 다수의 와이어본드(68)를 통해 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)에 결합될 수 있고 제2 전력 스위칭 콘택(42)은 다수의 와이어본드(68)를 통해 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58)에 결합될 수 있다. 특히, 와이어본드들(68)이 제2 전력 스위칭 콘택(42)을 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58)에 결합하는데 사용될 때, 하나 이상의 밸런싱 와이어본드(70)가 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58) 사이에 결합된다. 위에서 논의된 바와 같이, 이는 트랜스컨덕턴스 미스매치로 인한 턴 온 및 턴 오프 동안의 전력 반도체 다이(54) 양단의 전압차를 감소시키고, 이에 의해 밸런싱 전류를 감소시키거나 제거하여 이산 패키지(36)의 성능 및 신뢰성을 개선시킬 수 있다.
이산 패키지(36)의 레이아웃의 유연성을 추가로 예시하면, 도 5는 제1 전력 스위칭 콘택(40), 제2 전력 스위칭 콘택(42), 제어 콘택(44), 및 켈빈 접속 콘택(46) 모두가 이산 패키지(36)의 일 측면 상에 위치되는 이산 패키지(36)를 도시한다. 도 6은 이산 패키지(36)를 도시하며, 여기서 제1 전력 스위칭 콘택(40), 제2 전력 스위칭 콘택(42), 제어 콘택(44), 및 켈빈 접속 콘택(46)은 이산 패키지(36)의 동일한 측면 상에 위치되지만, 도 5에서와 같이 제1 전력 스위칭 콘택(40)은 직접 부착되기보다는 와이어본드들(68)을 통해 전력 스위칭 전도성 트레이스(48)에 결합되고 제2 전력 스위칭 콘택(42)은 직접 부착되기보다는 와이어본드들(68)을 통해 전력 반도체 다이(54) 각각의 제2 전력 스위칭 패드(58)에 결합된다. 특히, 도 5 및 도 6에 도시된 이산 패키지(36)의 구성은 이산 패키지(36)의 최소한의 변경으로 달성될 수 있다(예를 들어, 전력 반도체 다이(54)가 함께 약간 더 가깝게 이동된다). 도 7은 도 2에서와 같은 이산 패키지(36)를 도시하며, 여기서 제2 전력 스위칭 콘택(42), 제어 콘택(44), 및 켈빈 접속 콘택(46)의 위치는 미러링된다. 도 5 내지 도 7은 이산 패키지(36)가 다양한 시스템에 적응될 수 있게 하는 이산 패키지(36)의 유연성을 예시한다.
이산 패키지(36)가 단지 2개의 전력 반도체 다이(54)만을 포함하는 것으로 위에 도시되지만, 본 개시내용의 원리들은 임의의 수의 전력 반도체 다이(54)를 포함하는 이산 패키지(36)에 동일하게 적용된다. 따라서, 도 8은 4개의 전력 반도체 다이(54)를 포함하는 이산 패키지(36)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이산 패키지(36)는 위에서 설명한 것과 실질적으로 유사하다. 제어 전도성 트레이스(50) 및 켈빈 전도성 트레이스(52)는 추가적인 전력 반도체 다이(54)가 복잡한 라우팅 또는 레이아웃 없이 이산 패키지(36)의 콘택들에 용이하게 결합될 수 있게 해준다. 도시되지는 않았지만, 이산 패키지(36)의 많은 추가적인 구성들 및 레이아웃들이 가능하며, 이들 모두는 본 명세서에서 고려된다.
본 기술분야의 통상의 기술자들은 본 개시내용의 바람직한 실시예들에 대한 개선들 및 수정들을 인식할 것이다. 모든 이러한 개선들 및 수정들은 본 명세서에서 개시되는 개념들 및 이어지는 청구항들의 범위 내에서 고려된다.

Claims (23)

  1. 전력 전자장치(power electronics)를 위한 패키지로서,
    ● 전력 기판;
    ● 상기 전력 기판 상의 적어도 2개의 전력 반도체 다이 - 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각은:
    ● 제1 전력 스위칭 패드 및 제2 전력 스위칭 패드;
    ● 제어 패드;
    ● 상기 제1 전력 스위칭 패드, 상기 제2 전력 스위칭 패드, 및 상기 제어 패드 사이에 있는 반도체 구조체 - 상기 반도체 구조체는 상기 제1 전력 스위칭 패드와 상기 제2 전력 스위칭 패드 사이의 전력 스위칭 경로의 저항이 상기 제어 패드에서 제공되는 제어 신호에 기초하도록 구성됨 - ; 및
    ● 상기 전력 반도체 다이 상의 상기 제2 전력 스위칭 패드에 결합되는 켈빈 접속 패드(Kelvin connection pad)를 포함함 - ; 및
    ● 상기 전력 기판 상의 켈빈 전도성 트레이스(Kelvin conductive trace)를 통해 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 켈빈 접속 패드에 결합되는 켈빈 접속 콘택(Kelvin connection contact)
    을 포함하는, 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 켈빈 접속 패드는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 켈빈 전도성 트레이스에 결합되고;
    ● 상기 켈빈 전도성 트레이스는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 켈빈 접속 콘택에 결합되는, 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각은 전력 MOSFET(metal-oxide semiconductor field-effect transistor) 반도체 다이이고, 이에 따라:
    ● 상기 제1 전력 스위칭 패드가 상기 반도체 구조체의 드레인 영역에 결합되고;
    ● 상기 제2 전력 스위칭 패드 및 상기 켈빈 접속 패드가 상기 반도체 구조체의 소스 영역에 결합되고;
    ● 상기 제어 패드가 상기 반도체 구조체의 게이트 영역에 결합되는, 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각은 전력 IGBT(insulated gate bipolar transistor) 반도체 다이이고, 이에 따라:
    ● 상기 제1 전력 스위칭 패드가 상기 반도체 구조체의 컬렉터 영역에 결합되고;
    ● 상기 제2 전력 스위칭 패드 및 상기 켈빈 접속 패드가 상기 반도체 구조체의 이미터 영역에 결합되고;
    ● 상기 제어 패드가 상기 반도체 구조체의 게이트 영역에 결합되는, 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    ● 상기 전력 기판은 직사각형이고;
    ● 상기 켈빈 전도성 트레이스는 상기 전력 기판의 에지에 평행하지 않은 적어도 하나의 에지를 포함하는, 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각은 상기 전력 기판 상의 전력 스위칭 전도성 트레이스 상에 제공되고;
    ● 상기 전력 스위칭 전도성 트레이스는 상기 전력 기판의 에지에 평행하지 않은 적어도 하나의 에지를 포함하고;
    ● 상기 전력 스위칭 전도성 트레이스의 상기 적어도 하나의 에지는 상기 켈빈 전도성 트레이스의 상기 적어도 하나의 에지에 평행한, 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드는 함께 결합되는, 패키지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드는 하나 이상의 와이어본드를 통해 결합되는, 패키지.
  9. 제7항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드는 리드프레임 콘택 구조체를 통해 결합되는, 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제1 전력 스위칭 패드에 결합되는 제1 전력 스위칭 콘택;
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드에 결합되는 제2 전력 스위칭 콘택; 및
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제어 패드에 결합되는 제어 콘택
    을 추가로 포함하는, 패키지.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 전력 스위칭 콘택, 상기 제2 전력 스위칭 콘택, 상기 제어 콘택, 및 상기 켈빈 접속 콘택은 상기 패키지의 동일한 측면 상에 위치되는, 패키지.
  12. 제11항에 있어서, 상기 패키지는 리드프레임 패키지인, 패키지.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제1 전력 스위칭 콘택, 상기 제2 전력 스위칭 콘택, 상기 제어 콘택, 및 상기 켈빈 접속 콘택 중 적어도 하나는 상기 패키지의 상이한 측면들 상에 위치되는, 패키지.
  14. 제10항에 있어서,
    ● 상기 전력 기판 상의 전력 스위칭 전도성 트레이스;
    ● 상기 전력 기판 상의 제어 트레이스
    를 추가로 포함하고,
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이가 상기 전력 스위칭 전도성 트레이스 상에 제공되어, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제1 전력 스위칭 패드가 상기 전력 스위칭 전도성 트레이스에 직접 결합되고;
    ● 상기 전력 스위칭 전도성 트레이스는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 제1 전력 스위칭 콘택에 결합되고;
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제어 패드는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 제어 트레이스에 결합되고;
    ● 상기 제어 트레이스는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 제어 콘택에 결합되고;
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 켈빈 접속 패드는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 켈빈 전도성 트레이스에 결합되고;
    ● 상기 켈빈 전도성 트레이스는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 켈빈 접속 콘택에 결합되고;
    ● 상기 제2 전력 스위칭 콘택은 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드에 결합되는, 패키지.
  15. 제10항에 있어서,
    ● 상기 전력 기판 상의 전력 스위칭 전도성 트레이스;
    ● 상기 전력 기판 상의 제어 트레이스
    를 추가로 포함하고,
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이가 상기 전력 스위칭 전도성 트레이스 상에 제공되어, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제1 전력 스위칭 패드가 상기 전력 스위칭 전도성 트레이스에 직접 결합되고;
    ● 상기 제1 전력 스위칭 콘택은 상기 전력 스위칭 전도성 트레이스에 직접 부착되고;
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제어 패드는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 제어 트레이스에 결합되고;
    ● 상기 제어 트레이스는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 제어 콘택에 결합되고;
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 켈빈 접속 패드는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 켈빈 전도성 트레이스에 결합되고;
    ● 상기 켈빈 전도성 트레이스는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 켈빈 접속 콘택에 결합되고;
    ● 상기 제2 전력 스위칭 콘택은 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드에 직접 부착되는, 패키지.
  16. 제1항에 있어서, 상기 전력 기판 상의 제어 전도성 트레이스를 통해 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제어 패드에 결합되는 제어 콘택을 추가로 포함하는, 패키지.
  17. 제16항에 있어서,
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 켈빈 접속 패드는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 켈빈 전도성 트레이스에 결합되고;
    ● 상기 켈빈 전도성 트레이스는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 켈빈 접속 콘택에 결합되고;
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제어 패드는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 제어 전도성 트레이스에 결합되고;
    ● 상기 제어 전도성 트레이스는 하나 이상의 와이어본드를 통해 상기 제어 콘택에 결합되는, 패키지.
  18. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이는 적어도 4개의 전력 반도체 다이를 포함하는, 패키지.
  19. 전력 전자장치를 위한 패키지로서,
    ● 전력 기판;
    ● 상기 전력 기판 상의 적어도 2개의 전력 반도체 다이 - 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각은:
    ● 제1 전력 스위칭 패드 및 제2 전력 스위칭 패드;
    ● 제어 패드;
    ● 상기 제1 전력 스위칭 패드, 상기 제2 전력 스위칭 패드, 및 상기 제어 패드 사이에 있는 반도체 구조체를 포함하고, 상기 반도체 구조체는 상기 제1 전력 스위칭 패드와 상기 제2 전력 스위칭 패드 사이의 전력 스위칭 경로의 저항이 상기 제어 패드에서 제공되는 제어 신호에 기초하도록 구성됨 - ; 및
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드 사이에 결합되는 하나 이상의 전력 스위칭 밸런싱 와이어본드(power switching balancing wirebond)
    를 포함하는, 패키지.
  20. 제19항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각은 전력 MOSFET(metal-oxide semiconductor field-effect transistor) 반도체 다이이고, 이에 따라:
    ● 상기 제1 전력 스위칭 패드가 상기 반도체 구조체의 드레인 영역에 결합되고;
    ● 상기 제2 전력 스위칭 패드가 상기 반도체 구조체의 소스 영역에 결합되고;
    ● 상기 제어 패드가 상기 반도체 구조체의 게이트 영역에 결합되는, 패키지.
  21. 제19항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각은 전력 IGBT(insulated gate bipolar transistor) 반도체 다이이고, 이에 따라:
    ● 상기 제1 전력 스위칭 패드가 상기 반도체 구조체의 컬렉터 영역에 결합되고;
    ● 상기 제2 전력 스위칭 패드가 상기 반도체 구조체의 이미터 영역에 결합되고;
    ● 상기 제어 패드가 상기 반도체 구조체의 게이트 영역에 결합되는, 패키지.
  22. 전력 전자장치를 위한 패키지로서,
    ● 전력 기판;
    ● 상기 전력 기판 상의 적어도 2개의 전력 반도체 다이 - 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각은:
    ● 제1 전력 스위칭 패드 및 제2 전력 스위칭 패드;
    ● 제어 패드; 및
    ● 상기 제1 전력 스위칭 패드, 상기 제2 전력 스위칭 패드, 및 상기 제어 패드 사이에 있는 반도체 구조체를 포함하고, 상기 반도체 구조체는 상기 제1 전력 스위칭 패드와 상기 제2 전력 스위칭 패드 사이의 전력 스위칭 경로의 저항이 상기 제어 패드에서 제공되는 제어 신호에 기초하도록 구성됨 - ;
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제1 전력 스위칭 패드에 결합되는 제1 전력 스위칭 콘택;
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드에 결합되는 제2 전력 스위칭 콘택; 및
    ● 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드에 상기 제2 전력 스위칭 패드와 별도로 결합되는 켈빈 접속 콘택
    을 포함하는, 패키지.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제2 전력 스위칭 콘택은 제1 인터커넥트(interconnect)에 의해 상기 적어도 2개의 전력 반도체 다이 각각의 상기 제2 전력 스위칭 패드에 결합되고, 상기 켈빈 접속 콘택은 상기 제1 인터커넥트와 별개인 제2 인터커넥트에 의해 상기 제2 전력 스위칭 패드에 결합되는, 패키지.
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