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1、10申请公布号CN104051362A43申请公布日20140917CN104051362A21申请号201410094202722申请日2014031413/803,25520130314USH01L23/31200601H01L21/5620060171申请人英飞凌科技奥地利有限公司地址奥地利菲拉赫72发明人F布鲁奇J赫格劳尔R奥特伦巴W佩因霍普夫J施雷德尔74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人张涛胡莉莉54发明名称具有顶侧绝缘层的半导体封装57摘要一种具有顶侧绝缘层的半导体封装，该半导体封装包括基座；附接至基座的管芯；引线；以及将引线电连接至管芯的连接器。模塑封料密封管。
2、芯、连接器、基座的至少一部分以及引线的一部分，以使得引线从模塑封料朝外延伸。电绝缘层是与模塑封料分开的并且被附接至模塑封料在连接器上方的表面，电绝缘层具有固定的、被定义的厚度，以使得封装在连接器的顶端与电绝缘层的背对连接器的表面之间具有被保证的最小间隔。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书4页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图5页10申请公布号CN104051362ACN104051362A1/2页21一种半导体封装，包括基座；附接至所述基座的管芯；引线；连接器，其将所述引线电连接至所述管芯；模塑封料，其密封所述管芯、所述连接器、所。
3、述基座的至少一部分以及所述引线的一部分，以使得所述引线从所述模塑封料朝外延伸；以及电绝缘层，其是与所述模塑封料分开的并且被附接至所述模塑封料在所述连接器上方的表面，所述电绝缘层具有固定的、被定义的厚度，以使得所述封装在所述连接器的顶端与所述电绝缘层的背对所述连接器的表面之间具有被保证的最小间隔。2根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述电绝缘层的材料包括ALN、AL2O3、BEO、BN、SI3N4和SIO2中的至少一个。3根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述电绝缘层的材料包括白云母和金云母中的至少一个。4根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述电绝缘层的材料包括基于硅的纤维玻璃增强材料或者。
4、基于硅的聚酰亚胺增强材料。5根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述电绝缘层的最小厚度是04MM。6根据权利要求1所述的半导体封装，其中包括所述电绝缘层的所述封装具有遵从工业封装标准的尺寸。7根据权利要求6所述的半导体封装，其中所述工业封装标准是JEDEC标准。8一种半导体器件组件，包括衬底，半导体封装，其包括基座；附接至所述基座的管芯；引线；连接器，其将所述引线电连接至所述管芯；模塑封料，其密封所述管芯、所述连接器、所述基座的至少一部分以及所述引线的一部分，以使得所述引线从所述模塑封料朝外延伸；以及电绝缘层，其是与所述模塑封料分开的并且被附接至所述模塑封料在所述连接器上方的表面；以及夹片，所。
5、述夹片抵接所述电绝缘层进行挤压，以在所述夹片与所述衬底卡合时迫使所述封装抵接所述衬底；其中所述电绝缘层具有固定的、被定义的厚度，以使得所述半导体器件组件在所述连接器的顶端与所述夹片抵接所述电绝缘层进行挤压的位置之间具有被保证的最小间隔。9根据权利要求8所述的半导体器件组件，其中包括所述电绝缘层的所述封装具有遵从工业封装标准的尺寸。10一种制造半导体封装的方法，所述方法包括提供半导体封装，所述半导体封装包括基座；附接至所述基座的管芯；引线；连接器，其将所述引线电连接至所述管芯；以及模塑封料，其密封所述管芯、所述连接器、所述基座的至少一部分以及所述引线的一部分，以使得所述引线从所述模塑封料朝外延伸。
6、；以及将电绝缘层附接至所述模塑封料在所述连接器上方的表面，所述电绝缘层具有固定的、被定义的厚度，以使得所述封装在所述连接器的顶端与所述电绝缘层的背对所述连接器的表面之间具有被保证的最小间隔。权利要求书CN104051362A2/2页311根据权利要求10所述的方法，其中提供所述半导体封装包括提供所述基座和所述引线；将所述管芯附接至所述基座；利用所述连接器将所述引线电连接至所述管芯；以及利用所述模塑封料密封所述管芯、所述连接器、所述基座的至少一部分以及所述引线的一部分，以使得所述引线从所述模塑封料朝外延伸。12根据权利要求10所述的方法，其中附接所述电绝缘层包括薄化所述连接器上方的所述模塑封料；。
7、以及将所述电绝缘层附接至所述模塑封料在所述连接器上方的被薄化的部分。13根据权利要求10所述的方法，进一步包括从所述电绝缘层的外周去除材料，以使得包括所述电绝缘层的所述封装具有遵从工业封装标准的尺寸。14根据权利要求13所述的方法，其中在将所述电绝缘层附接至所述模塑封料在所述连接器上方的表面之后，从所述电绝缘层的外周去除材料。15根据权利要求10所述的方法，其中所述电绝缘层的材料包括ALN、AL2O3、BEO、BN、SI3N4和SIO2中的至少一个。16根据权利要求10所述的方法，其中所述电绝缘层的材料包括白云母和金云母中的至少一个。17根据权利要求10所述的方法，其中所述电绝缘层的材料包括基。
8、于硅的纤维玻璃增强材料或者基于硅的聚酰亚胺增强材料。权利要求书CN104051362A1/4页4具有顶侧绝缘层的半导体封装技术领域0001本申请涉及半导体封装，特别是用于高功率应用的封装。背景技术0002诸如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的分立功率半导体在高电压下工作，并且能够以热方式生成显著的损耗。结果，容纳功率半导体的封装要求致冷，并且必须符合工业安全与隔离规范，诸如有关半导体封装的UL标准所要求的那些。为了确保正常工作，满足安全性和隔离要求，应当通过诸如热沉的部件提供充分的致冷，并且封装应当满足在可能发生在封装引线处的高电压和提供在热沉、封装安装机构和/或封装被安装到的结构。
9、处的低压或地电位之间的最小爬电距离（CREEPAGEDISTANCE）、间隙距离以及隔离距离的要求。发明内容0003根据半导体封装的实施例，该封装包括基座；附接至基座的管芯；引线；将引线电连接到管芯的连接器；模塑封料，其密封管芯、连接器、基座的至少一部分以及引线的一部分，以使得引线从模塑封料朝外延伸。半导体封装进一步包括电绝缘层，电绝缘层是与模塑封料分开的并且被附接至模塑封料在连接器上方的表面。电绝缘层具有固定的、被定义的厚度，以使得封装在连接器的顶端与电绝缘层的背对连接器的表面之间具有被保证的最小间隔。0004根据半导体器件组件的实施例，该组件包括衬底和半导体封装。封装包括基座、附接至基座的。
10、管芯、引线、将引线电连接到管芯的连接器；模塑封料，其密封管芯、连接器、基座的至少一部分以及引线的一部分，以使得引线从模塑封料朝外延伸。封装包括电绝缘层，电绝缘层是与模塑封料分开的并且被附接至模塑封料在连接器上方的表面。该半导体器件组件进一步包括夹片，该夹片抵接电绝缘层进行挤压，以在夹片与衬底卡合时迫使封装抵接衬底。电绝缘层具有固定的、被定义的厚度，以使得半导体器件组件在连接器的顶端与夹片抵接电绝缘层进行挤压的位置之间具有被保证的最小间隔。0005根据制造半导体封装的方法的实施例，该方法包括提供半导体封装，所述半导体封装包括基座；附接至基座的管芯；引线；将引线电连接到管芯的连接器；模塑封料，其密。
11、封管芯、连接器、基座的至少一部分以及引线的一部分，以使得引线从模塑封料朝外延伸；以及将电绝缘层附接至模塑封料在连接器上方的表面，电绝缘层具有固定的、被定义的厚度，以使得封装在连接器的顶端与电绝缘层的背对连接器的表面之间具有被保证的最小间隔。0006当阅读下面的详细描述并且查看随附的附图时本领域的技术人员将认识到附加的特征和优点。附图说明说明书CN104051362A2/4页50007附图中的元件不必须是相对于彼此成比例的。同样的参考编号指明相对应的相似部分。除非各种所图解的实施例的特征彼此排斥，否则能够将它们进行组合。在附图中描绘了实施例，并且在随后的描述中详细说明实施例。0008图1图解半导。
12、体封装的截面侧视图。0009图2图解图1的半导体封装的一部分的放大的截面侧视图。0010图3图解半导体器件组件的透视图。0011图4A4C图解制造半导体封装的方法。具体实施方式0012参照图1和图2，图1图解半导体封装10的实施例的截面侧视图，并且图2图解图1中图解的封装10的一部分的放大的截面侧视图。图2中图解的封装10的局部视图由在图1中被标记为34虚线轮廓表示。0013在所图解的实施例中，封装10是TO220类型的封装。在其它实施例中，封装10可以是其它适合类型的直插封装（THROUGHHOLE）或表面安装封装，这些封装包括但不限制于晶体管外形（TO）封装、双列直插封装（DIP）、小外形。
13、封装（SO/SOP）和小外形晶体管（SOT）封装。在所图解的实施例中，封装10包括基座12和管芯14。在一个实施例中，管芯14是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。在另一实施例中，管芯14是绝缘栅双极晶体管（IGBT）。在又一实施例中，管芯14可以是其它适合类型的功率器件，例如，诸如二极管。使用诸如焊料或者胶的适合的导电粘合剂16将管芯14附接至基座12。经由诸如接合线、条带等的电连接器20，将管芯14电耦接至封装10的引线18。模塑封料22将管芯14、连接器20、基座12的至少一部分以及引线18的一部分（如在24处指示的那样）密封在模塑封料22的内部。尽管图1中所示的基座12完全由。
14、模塑封料22密封，但是图3图解了其中基座12仅部分地被模塑封料22密封的封装10的实施例。在一个实施例中，模塑封料22是环氧树脂材料。在其它实施例中，模塑封料22可以是其它适合类型的材料。0014参照图1和图2，封装10包括附接至模塑封料22并且处于连接器20上方的电绝缘层26。绝缘层26是与模塑封料22分开的（即，不同的或者特有的），并且可以是相同或者不同的材料。适合用于提供想要的电隔离的任意材料可以被用于绝缘层26。绝缘层26具有固定的、被定义的（已知的）厚度28，以使得封装10在连接器20与绝缘层26的背对连接器20的表面32之间具有被保证的最小间隔30。将被保证的最小间隔30定义为在表。
15、面32与连接器20的最接近表面32的部分，即，连接器20的顶端之间，如在36处指示的那样。在其它实施例中，有两个或者更多个连接器20，并且相对于具有最接近于绝缘层26的表面32的顶端的连接器20来定义被保证的最小间隔30。0015图3图解半导体器件组件40的透视图。半导体器件组件40包括封装10、夹片50、以及衬底42。图1和图2中图解了半导体封装10的实施例。参照图3，夹片50抵接绝缘层26的表面32进行挤压，以在夹片50与衬底42卡合时迫使封装10抵接衬底42，如在54处所图解的那样。绝缘层26具有固定的、被定义的（已知的）厚度28，如在此于先前描述的那样，以使得半导体器件组件40在连接器。
16、20与夹片50抵接绝缘层26的表面32进行挤压的位置之间具有被保证的最小间隔30（还参照图12）。0016在一个实施例中，隔离层56被放置在封装10与衬底42之间。在一个实施例中，说明书CN104051362A3/4页6衬底42是用于将热从封装10抽离的热沉，并且隔离层56由热传导材料制成。0017参照图1到图3，为了满足针对电隔离的工业间隙、爬电以及隔离距离的要求，用于绝缘层26的材料部分地取决于对封装10施加的电压。间隙距离被定义为通过空气测量的两个导电材料之间的最短距离。爬电距离被定义为沿着在两个导电材料之间的隔离体的表面测量的在两个导电材料之间的最短路径。隔离距离被定义为通过绝缘体测量。
17、的两个导电材料之间的最短距离。对于封装10，当夹片50在54处卡合衬底42并且在52处接触绝缘层26的接触面32时，在30处图解必须被满足的距离要求。这是导电引线20的顶端与夹片50之间的间隔的最小距离。导电夹片50在表面32处抵接绝缘层26进行挤压，以使得被用于指定在30处图解的距离的两个导电材料是导电夹片50和连接器20。绝缘层26位于连接器20与导电夹片50之间，并且具有固定的、被定义的（已知的）厚度28，该厚度28提供在连接器20与夹片50之间的被保证的最小间隔30。绝缘层26的固定的、被定义的（已知的）厚度28可以被用于使得满足隔离距离要求。在58、60、62和64处图解封装10的爬。
18、电距离。分别将爬电距离58、60和62定义成在引线44、46和48与夹片50在52处接触表面32的部分之间。这些引线44、46、48中的任意的引线能够对应于在图1和图2中示出的引线18。将爬电距离64定义为在基座12与夹片50在52处接触表面32的部分之间。增加绝缘层26的厚度28造成在58、60、62和64处图解的爬电距离的有益增加，在58、60、62和64处图解的爬电距离的每一个部分地是绝缘层26的厚度28的函数。0018参照图1到图3，相比电痕化指数（CTI）是用于测量绝缘材料的电击穿（例如，电痕化）特性的一个工业标准测量，并且认为测试标称3MM厚的材料的结果表示任意厚度的材料性能。例如。
19、，如果对封装10施加400伏到600伏范围内的电压，则CTI指定“材料组II”中的将满足隔离距离要求的材料。根据一个工业标准，例如，针对400伏至600伏的电压范围，对于诸如绝缘层26的材料而言4MM的标称厚度使得满足用于由CTI指定的材料的使用的隔离距离要求。在一些实施例中，用于绝缘层26的材料包括ALN、AL2O3、BEO、BN、SI3N4和SIO2中的至少一个。在其它实施例中，用于绝缘层26的材料包括白云母和金云母中的至少一个。又在其它实施例中，用于绝缘层26的材料包括基于硅的纤维玻璃增强材料或者基于硅的聚酰亚胺增强材料。在一个实施例中，绝缘层26的最小被定义厚度是04MM。0019参照。
20、图1到图3，在半导体工业中使用标准来指定诸如封装10的封装的总体尺寸。在图1到图3中图解的实施例中，包括绝缘层26的封装10具有遵从工业封装标准的尺寸。在一个实施例中，工业封装标准是JEDEC指定的标准。0020图4A4C图解制造半导体封装10的方法。参照图4A，在70处图解制造封装10的方法，并且该方法通过使用诸如焊料或者胶的适合的导电粘合剂16将管芯14附接至基座12而开始。接着，经由连接器20将管芯14电连接到引线18。然后，使用模塑封料22密封管芯14、连接器20、基座12的至少一部分以及引线18的一部分，以使得引线18从模塑封料22朝外延伸。模塑封料22具有处于连接器20上方的顶表面。
21、72。在一个实施例中，模塑封料22是环氧树脂材料。在其它实施例中，模塑封料22可以是其它适合类型的密封材料。接着，去除连接器20上方的模塑封料22的部分74。在图4B中示出了结果，图4B在80处图解去除了模塑封料22的部分74、以使得模塑封料22具有与其起始顶表面72相比更接近连接器20的顶端的新顶表面82的封装。0021参照图4C，在90处图解制造封装10的方法，并且该方法包括将电绝缘层92附接说明书CN104051362A4/4页7至被薄化的模塑封料22在连接器20上方的新顶表面82。在一些实施例中，在将绝缘层92附接至模塑封料22的新顶表面82之前或者之后，从电绝缘层92的外周或者至少端。
22、部去除材料，如在94和96处所指示的那样。在其它实施例中，在附接绝缘层92前，不对模塑封料22进行薄化。替代地，将绝缘层92直接附接至模塑封料22起初的（非薄化的）表面72。在任一情况下，包括绝缘层92的封装10具有遵从工业封装标准的尺寸，如在此于先前描述的那样。0022图1图解制造封装10的方法的最终结果。绝缘层92对应于图1中的绝缘层26。绝缘层26具有固定的、被定义的（已知的）厚度28，以使得封装10在连接器20与电绝缘层26的背对连接器20的表面32之间具有被保证的最小间隔30。0023如在此使用的诸如“相同”和“匹配”的术语意图指一样、近乎一样或者相近，从在不脱离本发明的精神的情况下。
23、设想一些合理的改变量。术语“恒定”指不变化或者不改变，或者稍许变化或者改变，从而在不脱离本发明的精神的情况下以设想一些合理的改变量。进一步地，使用诸如“第一”和“第二”等的术语描述各种元件、区域、区段等，并且这些术语也不意图进行限制。贯穿于描述，同样的术语指代同样的元件。0024如在此所使用的那样，术语“具有”、“包含”、“包括”和“含有”等是指示存在所陈述的元件或者特征、但是不排除附加的元件或者特征的开放的术语。除非上下文另外清楚地指示，否则词语“一个”和“所述”意图包括多个以及单个。0025应当理解，除非另外具体地表明，否则在此描述的各种实施例的特征可以被彼此组合。0026尽管已经在此图解并描述了具体实施例，但是本领域的普通技术人员将领会可以在不脱离本发明的范围的情况下用多种替换和/或等同的实现取代所示出并描述的具体实施例。本申请意图覆盖在此讨论的具体实施例的任意适配或者改变。因此，意图仅由权利要求及其等同物来限制本发明。说明书CN104051362A1/5页8图1说明书附图CN104051362A2/5页9图2说明书附图CN104051362A3/5页10图3说明书附图CN104051362A104/5页11图4A图4B说明书附图CN104051362A115/5页12图4C说明书附图CN104051362A12。