具有屏蔽焊盘的嵌入式封装的制作方法

背景技术：

1、诸如半桥和全桥电路的功率级电路用于诸如汽车和工业应用的许多应用中。这些功率级电路可以包括被额定为控制大电压和/或电流的功率器件，例如mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)、igbt(绝缘栅双极晶体管)、二极管等，以及被配置为控制功率器件的驱动器器件。期望提供一种具有高性能(例如，低功率损耗、高电流密度和效率)同时维持小占用面积并且具有鲁棒的电互连的功率级电路。诸如引线框架和基于金属夹的半导体封装的常规半导体封装解决方案在诸如功率损耗、电流密度和效率的参数方面已经达到物理极限。特别地，这些半导体封装的焊接连接施加了不易克服的实际限制。

技术实现思路

1、公开了一种半导体封装。根据实施例，半导体封装包括：层压封装衬底，所述层压封装衬底包括至少部分地在层压封装衬底的第一外侧处的第一外部金属化层、以及在第一外部金属化层下方的第一内部金属化层；第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯，所述第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯嵌入在层压封装衬底内，所述第一功率晶体管管芯和所述第二功率晶体管管芯各自包括第一负载端子和第二负载端子；驱动器管芯，所述驱动器管芯嵌入在层压封装衬底内并且包括面向半导体封装的第一外侧的多个i/o端子；多个i/o布线，所述多个i/o布线形成在第一内部金属化层中并且与驱动器管芯的i/o端子电连接；开关信号焊盘，所述开关信号焊盘形成在第一外部金属化层中并且与第一功率晶体管管芯的第二负载端子和第二功率晶体管管芯的第一负载端子电连接；以及屏蔽焊盘，所述屏蔽焊盘形成在第一外部金属化层中，所述屏蔽焊盘被配置为在第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯的操作期间将i/o布线中的至少一个与开关信号焊盘电屏蔽。

2、公开了一种形成半导体封装的方法。根据实施例，所述方法包括：形成层压封装衬底，所述层压封装衬底包括第一外部金属化层和在第一外部金属化层下方的第一内部金属化层，第一外部金属化层至少部分地设置在层压封装衬底的第一外侧处；将第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯嵌入在层压封装衬底内，第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯各自包括第一负载端子和第二负载端子；将驱动器管芯嵌入在层压封装衬底内，驱动器管芯包括面向半导体封装的第一外侧的多个i/o端子；在第一内部金属化层中形成与驱动器管芯的i/o端子电连接的多个i/o布线；在第一外部金属化层中形成与第一功率晶体管管芯的第二负载端子和第二功率晶体管管芯的第一负载端子电连接的开关信号焊盘；以及在第一外部金属化层中形成屏蔽焊盘，所述屏蔽焊盘被配置为在第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯的操作期间将i/o布线中的至少一个与开关信号焊盘电屏蔽。

技术特征：

1.一种半导体封装，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述i/o布线包括传送电流幅度信号的第一i/o布线，并且其中，所述屏蔽焊盘与所述第一i/o布线重叠。

3.根据权利要求2所述的半导体封装，其中，所述驱动器管芯被配置为基于来自所述第一i/o布线的所述电流幅度信号来调整开关所述第一功率晶体管管芯和所述第二功率晶体管管芯中的一个的栅极信号。

4.根据权利要求2所述的半导体封装，其中，所述屏蔽焊盘与所述第一i/o布线完全重叠。

5.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述层压封装衬底还包括设置在所述第一外侧处的电绝缘层，并且其中，所述屏蔽焊盘被所述电绝缘层完全覆盖。

6.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述屏蔽焊盘在所述第一外侧处能够从外部接入。

7.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述第一功率晶体管管芯的第二负载端子和所述第二功率晶体管管芯的第一负载端子各自面向所述半导体封装的所述第一外侧，并且其中，所述开关信号焊盘与所述第一功率晶体管管芯的第二负载端子和所述第二功率晶体管管芯的第一负载端子重叠。

8.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述屏蔽焊盘是所述半导体封装的电浮置节点。

9.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述屏蔽焊盘连接到所述半导体封装的agnd节点。

10.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述开关信号焊盘和所述屏蔽焊盘是所述半导体封装的形成在所述第一外部金属化层中的仅有的两个节点。

11.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述第一功率晶体管管芯和所述第二功率晶体管管芯各自包括栅极端子，其中，所述第一功率晶体管管芯的栅极端子背对所述半导体封装的所述第一外侧，并且其中，所述第二功率晶体管管芯的栅极端子面向所述半导体封装的所述第一外侧。

12.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述第一外部金属化层是所述层压封装衬底的最靠近所述第一内部金属化层的金属化层。

13.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述第一功率晶体管管芯和所述第二功率晶体管管芯分别形成半桥电路的高侧开关和低侧开关，并且其中，所述驱动器管芯被配置为使用所述i/o布线来控制所述半桥电路。

14.一种形成半导体封装所述的方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述层压封装包括形成芯电介质区域、在所述芯电介质区域之上的第一层压层以及在所述第一层压层之上的第二层压层，其中，所述第一功率晶体管管芯和所述第二功率晶体管管芯以及所述驱动器管芯嵌入在所述芯电介质区域中的开口内，其中，所述第一内部金属化层形成在所述第一层压层的上表面上，并且其中，所述第一外部金属化层形成在所述第二层压层的上表面上。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一层压层和所述第二层压层中的每一个包括预浸材料和/或树脂材料。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述i/o布线包括传送电流幅度信号的第一i/o布线，并且其中，所述屏蔽焊盘与所述第一i/o布线重叠。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述驱动器管芯被配置为基于来自所述第一i/o布线的所述电流幅度信号来调整开关所述第一功率晶体管管芯和所述第二功率晶体管管芯中的一个的栅极信号。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述屏蔽焊盘被形成为所述半导体封装的电浮置节点。

20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述屏蔽焊盘被形成为所述半导体封装的agnd节点。

技术总结
一种半导体封装包括层压封装衬底、嵌入在层压封装衬底内的第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯、嵌入在层压封装衬底内的驱动器管芯、与驱动器管芯的I/O端子电连接的多个I/O布线、与第一功率晶体管管芯的第二负载端子和第二功率晶体管管芯的第一负载端子电连接的开关信号焊盘、以及屏蔽焊盘，所述屏蔽焊盘被配置为在第一功率晶体管管芯和第二功率晶体管管芯的操作期间将I/O布线中的至少一个与开关信号焊盘电屏蔽。

技术研发人员：R·费勒,A·凯斯勒,K·克希尔萨加,E·博达诺,M·贝尼谢克
受保护的技术使用者：英飞凌科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23