TW202407920A - 多面導熱功率元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種多面導熱功率元件。多面導熱功率元件包括陶瓷金屬複合電路基板、功率晶片組、導熱金屬蓋與導熱材料。陶瓷金屬複合電路基板包含線路層、密封環及導熱金屬墊。導熱金屬墊不電性連接線路層。功率晶片組設置於陶瓷金屬複合電路基板上，並且電性連接線路層。密封環環繞功率晶片組。導熱金屬蓋結合於密封環。導熱金屬蓋與陶瓷金屬複合電路基板之間圈圍一填充空間。導熱材料填充於填充空間並環繞功率晶片組。
Description
本發明是有關於一種多面導熱功率元件。
由於智慧型電網(smart grid、smart electric grid或intelligent grid)的興起，需要提高電力設備的耐高壓能力。目前透過寬能隙半導體如氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)或氧化鎵(Ga
2O
3)的選用，來滿足耐高壓需求。
然而採用寬能隙半導體的高功率元件的功率密度高，因此運作時產生的單位體積熱能多，又因目前採用的樹脂材料封裝的導熱效果有限，且無法完全阻擋外界的濕氣並受濕氣影響，以及不能滿足高功率元件的散熱與可靠度需求。所以高功率元件的散熱仍為待解決的問題。
因此，本發明之一目的就是在提供一種多面導熱功率元件，提高散熱效果。
根據本發明之上述目的，提出一種多面導熱功率元件。多面導熱功率元件包括陶瓷金屬複合電路基板、功率晶片組、導熱金屬蓋與導熱材料。陶瓷金屬複合電路基板包含陶瓷絕緣層、線路層、密封環及導熱金屬墊。陶瓷絕緣層具有相對的第一側面與第二側面。線路層設置於陶瓷絕緣層的第一側面上。密封環設置於陶瓷絕緣層的第一側面上。導熱金屬墊設置於陶瓷絕緣層的第二側面上，並且不參與功率晶片組的電性操作且不電性連接線路層。功率晶片組設置於陶瓷金屬複合電路基板上，並且電性連接線路層。密封環環繞功率晶片組。導熱金屬蓋結合於密封環，導熱金屬蓋的一側面形成凹槽。其中功率晶片組位於凹槽內，以及導熱金屬蓋與陶瓷金屬複合電路基板之間圈圍一填充空間。導熱材料填充於填充空間並環繞功率晶片組。
依據本發明之一實施例，上述之功率晶片組包含第一功率晶片。第一功率晶片包含垂直式電晶體及具有金屬導腳的金屬導電導熱夾片。垂直式電晶體設置於陶瓷金屬複合電路基板上，並且包含第一面、第二面、閘極、源極及汲極。第一面鄰近陶瓷金屬複合電路基板。第二面遠離陶瓷金屬複合電路基板。閘極位在第一面，並且電性連接線路層。源極位在第一面，並且電性連接線路層。汲極位在第二面。金屬導電導熱夾片設置於垂直式電晶體的第二面，並且電性連接汲極。金屬導墊導熱夾片的金屬導腳電性連接線路層。
依據本發明之一實施例，上述之功率晶片組更包含第二功率晶片，第二功率晶片包含異質基板、半導體結構層及導電接墊。半導體結構層設置於異質基板上。導電接墊設置於半導體結構層，並且電性連接半導體結構層與線路層。其中半導體結構層位於異質基板與導電接墊之間。
依據本發明之一實施例，上述之密封環為金屬材質製成的構件，並且不連接，也不接觸線路層。
依據本發明之一實施例，上述之密封環包含絕緣層及金屬層。絕緣層設置於陶瓷絕緣層的第一側面，並且覆蓋部分的線路層。金屬層設置於絕緣層上。
依據本發明之一實施例，上述之線路層延伸出密封環，並且連接金屬引腳。
依據本發明之一實施例，上述之導熱金屬蓋包含貫孔。貫孔連通凹槽。
依據本發明之一實施例，上述之多面導熱功率元件包含封孔件。封孔件設置貫孔中。
依據本發明之一實施例，上述之導熱金屬蓋包含多孔結構。多孔結構形成導熱金屬蓋的外表面。
依據本發明之一實施例，上述之功率晶片組與線路層之間及導熱金屬蓋與陶瓷金屬複合電路基板之間是以金屬鍵結所連接。
依據本發明之一實施例，上述之金屬鍵結是由金屬共晶方法或金屬燒結方法所形成。金屬共晶方法的材料選自於金、金/錫、錫/銀/鉍、錫/銀/鉍/銅、錫/銀/銅或其組合所組成之群組。金屬燒結方法為銀燒結或銅燒結等。
依據本發明之一實施例，上述之多面導熱功率元件的導熱材料在填充空間中，呈固態型態或液態型態。
基於上述，陶瓷金屬複合電路基板的導熱金屬墊可提供導熱。以及導熱材料與導熱金屬蓋的配置，讓熱能可經由導熱材料傳導至導熱金屬蓋。藉由多面導熱型態的提供，提升散熱效果，以滿足高功率元件的散熱需求。
請參閱圖1，其繪示依照本發明之第一實施方式的多面導熱功率元件100的剖面示意圖。多面導熱功率元件100包括陶瓷金屬複合電路基板110、功率晶片組120、導熱金屬蓋130及導熱材料140。功率晶片組120設置於陶瓷金屬複合電路基板110上。導熱金屬蓋130設置於陶瓷金屬複合電路基板110上，並覆蓋功率晶片組120。導熱材料140位於導熱金屬蓋130與功率晶片組120之間。
陶瓷金屬複合電路基板110包含陶瓷絕緣層111、線路層112、密封環113及導熱金屬墊114。陶瓷絕緣層111具有相對的第一側面111f與第二側面111s。線路層112設置於陶瓷絕緣層111的第一側面111f上，並且包含第一接墊112p。陶瓷絕緣層111的第二側面111s上設置第二接墊115，並且第二接墊115電性連接第一接墊112p。密封環113設置於陶瓷絕緣層111的第一側面111f上，密封環113為金屬材質製成的構件，並且不連接也不接觸線路層112。導熱金屬墊114設置於陶瓷絕緣層111的第二側面111s上，並且不參與功率晶片組120電性操作且不電性連接線路層112，且導熱金屬墊114也不電性連接第二接墊115。導熱金屬墊114可輔助加強散熱效果。
在一例子中，密封環113採用的金屬材料可為銅(Cu)加金(Au)、銅(Cu)加銀(Ag)、銅鎢合金(CuW)加金(Au)、或銅鎢合金(CuW)加銀(Ag)等金屬疊層材料。以銅加金的金屬疊層材料為例，為銅金屬表層加上一層金金屬。以銅加銀的金屬疊層材料為例，為銅金屬表層加上一層銀金屬。以銅鎢合金加金的金屬疊層材料為例，為銅鎢合金金屬表層加上一層金金屬。以銅鎢合金加銀的金屬疊層材料為例，為銅鎢合金金屬表層加上一層銀金屬。
在一例子中，第一接墊112p、第二接墊115與導熱金屬墊114可為銅加金、或銅加銀等金屬疊層材料。以銅加金的金屬疊層材料為例，為銅金屬表層加上一層金金屬。以銅加銀的金屬疊層材料為例，為銅金屬表層加上一層銀金屬。
功率晶片組120電性連接線路層112的第一接墊112p，以及功率晶片組120與導熱金屬墊114不電性連接，即導熱金屬墊114不參與功率晶片組120電性操作。密封環113環繞功率晶片組120。詳言之，功率晶片組120包含至少一個第一功率晶片121，而圖1中的功率晶片組120包含兩個第一功率晶片121。第一功率晶片121包含垂直式電晶體1211與具有金屬導腳1213的金屬導電導熱夾片1212(clip)。
垂直式電晶體1211設置於陶瓷金屬複合電路基板110上，並且垂直式電晶體1211包含相對的第一面與第二面、閘極1211g、源極1211s及汲極1211d。第一面鄰近該陶瓷金屬複合電路基板110。第二面遠離該陶瓷金屬複合電路基板110。閘極1211g位在第一面，並且電性連接該線路層112的其中一個第一接墊112p。源極1211s位在第一面，並且電性連接線路層112的另一個第一接墊112p。其中，閘極1211g與第一接墊112p之間是以金屬鍵結所連接，以及源極1211s與第一接墊112p之間也是以金屬鍵結所連接。汲極1211d位在第二面，也與金屬導電導熱夾片1212以金屬鍵結，例如銀燒結或銅燒結所連接。換言之，汲極1211d與金屬導電導熱夾片1212之間形成金屬鍵結層BY。
金屬導電導熱夾片1212設置於第二面上，並且電性連接汲極1211d。即，汲極1211d位在金屬導電導熱夾片1212與垂直式電晶體1211之間。
金屬導電導熱夾片1212具備的金屬導腳1213設置於垂直式電晶體1211的外側，並且金屬導腳1213電性連接線路層112的第一接墊112p。連接金屬導腳1213的第一接墊112p可以接地。
導熱金屬蓋130結合於密封環113。其中導熱金屬蓋130與密封環113之間是以金屬鍵結所連接，可阻隔水氣，進而適用於高熱高溫的嚴苛環境。該導熱金屬蓋130的一側面形成凹槽131。其中功率晶片組120位於凹槽131內，以及導熱金屬蓋130與陶瓷金屬複合電路基板110之間圈圍填充空間FS。
上述中，金屬鍵結是由金屬共晶方法或金屬燒結方法所形成。金屬共晶方法的材料選自於金、金/錫、錫/銀/鉍、錫/銀/鉍/銅、錫/銀/銅或其組合所組成之一群組。金屬燒結方法為銀燒結或銅燒結等金屬燒結材料等。
導熱材料140填充於填充空間FS並環繞功率晶片組120。導熱材料140以聚合物為基體、以導熱粉為填料的高分子複合材料，具有良好的導熱性能和機械性能。其中導熱粉的材料可為碳、氮化鋁、氮化硼、碳化矽、氧化鋁、氧化鋅、石墨烯或其組合。其中導熱材料140連接功率晶片組120與導熱金屬蓋130。
功率晶片組120產生的部分熱能可利用導熱材料140，經由導熱材料140傳導至導熱金屬蓋130。以及功率晶片組120產生的另一部分熱能可經由陶瓷金屬複合電路基板110的導熱金屬墊114傳導出去。因此熱能可傳導至多面導熱功率元件100的全周面，達到多面導熱並提升散熱效果的目的。
此外，也可調整導熱材料140的量，讓導熱材料140連接功率晶片組120與陶瓷金屬複合電路基板110。或者讓導熱材料140熱耦接功率晶片組120、導熱金屬蓋130與陶瓷金屬複合電路基板110。
接著參閱圖2A至2C，其繪示本發明之第一實施方式的多面導熱功率元件100的製造流程示意圖。如圖2A，將功率晶片組120結合於陶瓷金屬複合電路基板110上。即，第一功率晶片121中，垂直式電晶體1211的閘極1211g與源極1211s分別和對應的第一接墊112p直接結合，垂直式電晶體1211的汲極1211d利用金屬導電導熱夾片1212與其金屬導腳1213，進而與對應的第一接墊112p間接結合。
如圖2B，填充適量的導熱材料140於導熱金屬蓋130的凹槽131中，此時凹槽131朝上，以及導熱金屬蓋130形成凹槽131的側面上塗佈適量的焊接材料，其中此焊接材料圍繞凹槽131的開口。
接著如圖2C，將已經結合功率晶片組120的陶瓷金屬複合電路基板110，與導熱金屬蓋130結合。即，陶瓷金屬複合電路基板110與導熱金屬蓋130以金屬鍵結所連接。功率晶片組120進入凹槽131。導熱材料140填充於功率晶片組120與導熱金屬蓋130之間。導熱材料140可為填充部分的填充空間FS。或者導熱材料140可將填充空間FS完全填充。其中，導熱材料140注入凹槽131時，導熱材料140呈可流動型態，可隨時間/溫度而固化成固態。導熱材料140在可流動型態時，導熱材料140的黏度值範圍是小於或等於2.5*10
6mPa∙s。待導熱材料140固化後，可將圖2C所示的多面導熱功率元件100上下翻轉，而呈現如圖1的多面導熱功率元件100。
請參閱圖3，其繪示依照本發明之第二實施方式的多面導熱功率元件200的剖面示意圖。本發明第二實施方式的多面導熱功率元件200與第一實施方式的多面導熱功率元件100大致相同，其差異在於陶瓷金屬複合電路基板210。
如圖3，在陶瓷金屬複合電路基板210中，密封環213包含絕緣層2131與金屬層2132。絕緣層2131設置於陶瓷絕緣層111的第一側面111f，並且如圖4A，絕緣層2131覆蓋部分的線路層112。金屬層2132設置於絕緣層2131上。即，絕緣層2131位於陶瓷絕緣層111與金屬層2132之間。其中，絕緣層2131的材料可選用陶瓷材料或其他電絕緣材料。
如圖3，在陶瓷金屬複合電路基板210中，線路層212延伸出密封環213，並且連接金屬引腳216。並且如圖4B，陶瓷絕緣層211的第二側面211s僅設置導熱金屬墊214，沒有設置如圖1的第二接墊115。另外，依據需求可調整金屬引腳216，即，可彎折或不彎折金屬引腳216，以便於後續的平貼式安裝或插接式安裝。
接著參閱圖5A至5D，繪示本發明之第二實施方式的多面導熱功率元件200的製造流程示意圖。如圖5A，將功率晶片組220結合於陶瓷金屬複合電路基板210上。即第一功率晶片221中，垂直電晶體的閘極2211g與源極2211s以金屬鍵結連接於線路層212，以及金屬導腳2213以金屬鍵結連接於線路層212。換言之，垂直式電晶體2211的汲極2211d利用金屬導電導熱夾片2212與其金屬導腳2213，與線路層212間接結合。此時金屬引腳216尚未設置於線路層212上。
如圖5B，填充適量的導熱材料240於導熱金屬蓋230的凹槽231中，此時凹槽231朝上，以及金屬蓋形成凹槽231的側面上塗佈適量的焊接材料。
接著如圖5C將已經結合功率晶片組220的陶瓷金屬複合電路基板210，與導熱金屬蓋230結合。即，陶瓷金屬複合電路基板210與導熱金屬蓋230以金屬鍵結所連接。換言之，導熱金屬蓋230與密封環213的金屬層2132以金屬鍵結所連接。功率晶片組220進入凹槽231。導熱材料240填充於功率晶片組220與導熱金屬蓋230之間。導熱材料240可為填充部分的填充空間FS。或者導熱材料240可將填充空間FS完全填充。待導熱材料240固化後，可將圖5C所示的多面導熱功率元件200上下翻轉。
接著如圖5D，將金屬引腳216設置於線路層212上。即金屬引腳216與線路層212以金屬鍵結所連接。進一步可彎折金屬引腳216。
請參閱圖6，其繪示依照本發明之第三實施方式的多面導熱功率元件300的剖面示意圖。本發明第三實施方式的多面導熱功率元件300與第一實施方式的多面導熱功率元件100大致相同，其差異在於，導熱金屬蓋330包含一個或多個貫孔332，貫孔332連通凹槽331。可藉由貫孔332將導熱材料340填入填充空間FS中。
在一些例子中，貫孔332的數量為一個。貫孔332的孔徑大於填充頭(圖未示)的填充口處的外徑。例如，貫孔332的孔徑大於100微米。此外，上述填充頭可提供導熱材料340。由於貫孔332的孔徑大於填充頭，因此填充頭可從貫孔332注入導熱材料340於填充空間FS中。在一些例子中，貫孔332的數量為複數個。貫孔332的孔徑小於100微米。部分貫孔332提供填充頭將導熱材料340注入填充空間FS，其餘貫孔332提供填充空間FS中的氣體排出。
由於貫孔332的配置，所以導熱材料340可將填充空間FS完全填充。換言之，導熱材料340連接功率晶片組320與導熱金屬蓋330，以及導熱材料340進一步連接陶瓷金屬複合電路基板310，更可提升導熱效率。
接著參閱圖7A與7B，繪示本發明之第三實施方式的多面導熱功率元件300的製造流程示意圖。如圖7A，將功率晶片組320結合於陶瓷金屬複合電路基板310上。即，第一功率晶片321中，垂直式電晶體3211的閘極3211g與源極3211s分別和對應的第一接墊312p直接結合，垂直式電晶體3211的汲極3211d利用金屬導電導熱夾片3212與其金屬導腳3213，進而與對應的第一接墊312p間接結合。如圖7B，導熱金屬蓋330與陶瓷金屬複合電路基板310以金屬鍵結所連接。即導熱金屬蓋330與密封環313以金屬鍵結所連接。再如圖6，經由貫孔332，將導熱材料340注入填充空間FS中，讓導熱材料340完全填充於填充空間FS。
請參閱圖8，其繪示依照本發明之第四實施方式的多面導熱功率元件400的剖面示意圖。本發明第四實施方式的多面導熱功率元件400與第三實施方式的多面導熱功率元件300大致相同，其差異在於，功率晶片組420除了包含第一功率晶片421，更包含第二功率晶片422。
第二功率晶片422包含異質基板4221、半導體結構層4222與導電接墊4223。半導體結構層4222設置於異質基板4221上。導電接墊4223設置於半導體結構層4222，並且電性連接半導體結構層4222與線路層412。半導體結構層4222位於異質基板4221與導電接墊4223之間。其中，第一功率晶片421的金屬導電導熱夾片4212與導熱金屬蓋430以金屬鍵結所連接，以及第二功率晶片422的異質基板4221與導熱金屬蓋430以金屬鍵結所連接。
接著參閱圖9A與9B，繪示本發明之第四實施方式的多面導熱功率元件400的製造流程示意圖。如圖9A，導熱金屬蓋430的凹槽431朝上，將第一功率晶片421與第二功率晶片422以金屬鍵結連接於導熱金屬蓋430的凹槽431中。接著如圖9B，將陶瓷金屬複合電路基板410與第一功率晶片421、第二功率晶片422與導熱金屬蓋430以金屬鍵結所連接，此時陶瓷金屬複合電路基板410位於導熱金屬蓋430上方，並且覆蓋凹槽431。接著可上下翻轉結合後的陶瓷金屬複合電路基板410與導熱金屬蓋430。即，導熱金屬蓋430位於陶瓷金屬複合電路基板410的上方。接著如圖8，經由貫孔432，將導熱材料440注入填充空間FS中，讓導熱材料440完全填充於填充空間FS，形成如圖8之多面導熱功率元件400。
請參閱圖10，其繪示依照本發明之第五實施方式的多面導熱功率元件500的剖面示意圖。本發明第五實施方式的多面導熱功率元件500與第四實施方式的多面導熱功率元件400大致相同，其差異在於，第一功率晶片521的金屬導電導熱夾片5212與導熱金屬蓋530沒有直接連接，導熱材料540填充於金屬導電導熱夾片5212與導熱金屬蓋530之間。
請參閱圖11，其繪示依照本發明之第六實施方式的多面導熱功率元件600的剖面示意圖。本發明第六實施方式的多面導熱功率元件600與第五實施方式的多面導熱功率元件500大致相同，其差異在於，第二功率晶片622的異質基板6221與導熱金屬蓋630沒有直接連接，導熱材料640填充於異質基板6221與導熱金屬蓋630之間。
請參閱圖12，其繪示依照本發明之第七實施方式的多面導熱功率元件700的剖面示意圖。本發明第七實施方式的多面導熱功率元件700與第三實施方式的多面導熱功率元件300大致相同，其差異在於，多面導熱功率元件700包含封孔件750，封孔件750設置於貫孔732。其中封孔件750可為螺絲、平頭螺絲等柱狀物件。在導熱材料740填充完畢後，可利用封孔件750封閉貫孔732。此時，導熱材料740不限定為固化材料，導熱材料740可為流動型態的材料，不會隨時間/溫度而固化成固態。換言之，導熱材料740除了可為固化型態之外，也可以保持可流動型態，即呈液態。
除了上述差異，還有差異在於導熱金屬蓋730包含多孔結構733。多孔結構733形成導熱金屬蓋730的外表面。利用多孔結構733增加導熱金屬蓋730的表面積，進而提升散熱效果。
由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為陶瓷金屬複合電路基板的導熱金屬墊可提供導熱，以及導熱材料輔助將熱能更有效地傳導至導熱金屬蓋，形成多面導熱型態，更為提升散熱效果。
雖然本發明已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,200,300,400,500,600,700:多面導熱功率元件
110,210,310,410:陶瓷金屬複合電路基板
111,211:陶瓷絕緣層
111f:第一側面
111s,211s:第二側面
112,212,412:線路層
112p,312p:第一接墊
113,213,313:密封環
114,214:導熱金屬墊
115:第二接墊
120,220,320,420:功率晶片組
121,221,321,421,521:第一功率晶片
130,230,330,430,530,630,730:導熱金屬蓋
131,231,331,431:凹槽
140,240,340,440,550,640,740:導熱材料
216:金屬引腳
332,432,732:貫孔
422:第二功率晶片
733:多孔結構
750:封孔件
1211,2211,3211:垂直式電晶體
1211d,2211d,3211d:汲極
1211g,2211g,3211g:閘極
1211s,2211s,3211s:源極
1212,2212,3212,4212,5212:金屬導電導熱夾片
1213,2213,3213:金屬導腳
2131:絕緣層
2132:金屬層
4221,6221:異質基板
4222:半導體結構層
4223:導電接墊
FS:填充空間
BY:金屬鍵結層
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
圖1係繪示依照本發明之第一實施方式的多面導熱功率元件的剖面示意圖；
圖2A至圖2C係繪示本發明之第一實施方式的多面導熱功率元件的製造流程示意圖；
圖3係繪示依照本發明之第二實施方式的多面導熱功率元件的剖面示意圖；
圖4A與圖4B係分別繪示本發明之第二實施方式的陶瓷金屬複合電路基板的俯視與仰視示意圖；
圖5A至圖5D係繪示本發明之第二實施方式的多面導熱功率元件的製造流程示意圖；
圖6係繪示依照本發明之第三實施方式的多面導熱功率元件的剖面示意圖；
圖7A與圖7B係繪示本發明之第三實施方式的多面導熱功率元件的製造流程示意圖；
圖8係繪示依照本發明之第四實施方式的多面導熱功率元件的剖面示意圖；
圖9A與圖9B係繪示本發明之第四實施方式的多面導熱功率元件的製造流程示意圖；
圖10係繪示依照本發明之第五實施方式的多面導熱功率元件的剖面示意圖；
圖11係繪示依照本發明之第六實施方式的多面導熱功率元件的剖面示意圖；及
圖12係繪示依照本發明之第七實施方式的多面導熱功率元件的剖面示意圖。
應注意圖式中的多種特徵並未依照產業上實務標準的比例繪製。為了說明上的清楚易懂，各種特徵的尺寸可以任意地增加或減少。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100:多面導熱功率元件
110:陶瓷金屬複合電路基板
111:陶瓷絕緣層
111f:第一側面
111s:第二側面
112:線路層
112p:第一接墊
113:密封環
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115:第二接墊
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121:第一功率晶片
130:導熱金屬蓋
131:凹槽
140:導熱材料
1211:垂直式電晶體
1211d:汲極
1211g:閘極
1211s:源極
1212:金屬導電導熱夾片
1213:金屬導腳
FS:填充空間
BY:金屬鍵結層
Claims (12)
- 一種多面導熱功率元件，包括： 一陶瓷金屬複合電路基板，包含： 一陶瓷絕緣層，具有相對的一第一側面與一第二側面； 一線路層，設置於該陶瓷絕緣層的該第一側面上； 一密封環，設置於該陶瓷絕緣層的該第一側面上；及 一導熱金屬墊，設置於該陶瓷絕緣層的該第二側面上，並且不電性連接該線路層； 一功率晶片組，設置於該陶瓷金屬複合電路基板上，並且電性連接該線路層，以及該密封環環繞該功率晶片組； 一導熱金屬蓋，結合於該密封環，該導熱金屬蓋的一側面形成一凹槽，其中該功率晶片組位於該凹槽內，以及該導熱金屬蓋與該陶瓷金屬複合電路基板之間圈圍一填充空間；及 一導熱材料，填充於該填充空間並環繞該功率晶片組。
- 如請求項1所述之多面導熱功率元件，其中該功率晶片組包含至少一第一功率晶片，該至少一第一功率晶片中的每一者包含： 一垂直式電晶體，設置於該陶瓷金屬複合電路基板上，並且包含： 一第一面，鄰近該陶瓷金屬複合電路基板； 一第二面，遠離該陶瓷金屬複合電路基板； 一閘極，位在該第一面，並且電性連接該線路層； 一源極，位在該第一面，並且電性連接該線路層；及 一汲極，位在該第二面；及 一金屬導電導熱夾片，設置於該垂直式電晶體的第二面，並且電性連接該汲極，該金屬導電導熱夾片包含： 一金屬導腳，電性連接該線路層。
- 如請求項2所述之多面導熱功率元件，其中該功率晶片組更包含至少一第二功率晶片，該至少一第二功率晶片中的每一者包含： 一異質基板； 一半導體結構層，設置於該異質基板上；及 複數個導電接墊，設置於該半導體結構層，並且電性連接該半導體結構層與該線路層，其中該半導體結構層位於該異質基板與該些導電接墊之間。
- 如請求項1所述之多面導熱功率元件，其中該密封環為金屬材質製成的構件，並且不連接，也不接觸該線路層。
- 如請求項1所述之多面導熱功率元件，其中該密封環包含： 一絕緣層，設置於該陶瓷絕緣層的該第一側面，並且覆蓋部分的該線路層；及 一金屬層，設置於該絕緣層上。
- 如請求項5所述之多面導熱功率元件，其中該線路層延伸出該密封環，並且連接至少一金屬引腳。
- 如請求項1所述之多面導熱功率元件，其中該導熱金屬蓋包含至少一貫孔，該至少一貫孔連通該凹槽。
- 如請求項7所述之多面導熱功率元件，進一步包含： 至少一封孔件，該至少一封孔件中的每一者設置於該至少一貫孔中的其中一者。
- 如請求項1所述之多面導熱功率元件，其中該導熱金屬蓋包含一多孔結構，該多孔結構形成該導熱金屬蓋的至少一外表面。
- 如請求項1所述之多面導熱功率元件，其中該功率晶片組與該線路層之間及該導熱金屬蓋與該陶瓷金屬複合電路基板之間是以一金屬鍵結所連接。
- 如請求項10所述之多面導熱功率元件，其中該金屬鍵結是由一金屬共晶方法或一金屬燒結方法所形成，且該金屬共晶方法的材料選自於金、金/錫、錫/銀/鉍、錫/銀/鉍/銅、錫/銀/銅或其組合所組成之一群組，而該金屬燒結方法為銀燒結或銅燒結等。
- 如請求項1所述之多面導熱功率元件，其中該多面導熱功率元件的該導熱材料在該填充空間中，呈固態型態或液態型態。
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