用于半導(dǎo)體器件的封裝件的制作方法
【專利摘要】一種用于半導(dǎo)體器件或電路的封裝件，所述封裝件包括具有金屬墊和位于外側(cè)的金屬基部的半導(dǎo)體開關(guān)模塊。密封式金屬外殼保持半導(dǎo)體開關(guān)模塊。金屬外殼具有一組電介質(zhì)區(qū)域，該組電介質(zhì)區(qū)域具有與金屬外殼電絕緣或電隔離的嵌入式或穿過式電端子。電端子電連接到金屬墊。殼體被用于將半導(dǎo)體開關(guān)模塊容納在密封式金屬外殼中。所述殼體包括用于保持或循環(huán)冷卻劑并疊置在金屬基部上的腔。
【專利說明】
用于半導(dǎo)體器件的封裝件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開內(nèi)容涉及用于諸如半導(dǎo)體開關(guān)模塊的半導(dǎo)體器件的封裝件?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]對(duì)于一些半導(dǎo)體器件，某些現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝件可獲得以用于經(jīng)由熱界面材料焊接至冷板或連接至冷板。如果使用熱界面材料而非直接金屬結(jié)合或焊接連接，則包括半導(dǎo)體封裝件和冷板的系統(tǒng)熱阻傾向于增加;因此，半導(dǎo)體器件的散熱功能可能退化。 [〇〇〇3]為減少或最小化熱阻，其它現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件支持經(jīng)由被墊片或密封件限定的冷卻劑空間將冷卻劑直接地施加至半導(dǎo)體封裝件。然而，如果密封件或墊片泄露，則與半導(dǎo)體器件相關(guān)聯(lián)的電子組件或半導(dǎo)體器件可能由于冷卻劑進(jìn)入正在工作的電子電路和器件中而易受災(zāi)難性失效傷害，如與水或濕氣相關(guān)聯(lián)的短路的。因此，需要一種用于半導(dǎo)體器件的封裝件，所述封裝件便于使用冷卻劑，而不需要易受冷卻劑泄露或冷卻劑進(jìn)入半導(dǎo)體器件中的損壞的墊片或密封件。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于半導(dǎo)體器件或電路的封裝件包括具有金屬墊片和位于外側(cè)的金屬基部的半導(dǎo)體開關(guān)模塊。金屬外殼被布置成用于容納半導(dǎo)體開關(guān)模塊。金屬外殼具有凹部，該凹部的尺寸和形狀形成為用于容納半導(dǎo)體開關(guān)模塊。金屬外殼具有一組電介質(zhì)區(qū)域，以用于與金屬外殼電絕緣或電隔離的嵌入式或穿過式電端子。電端子電連接到金屬墊。金屬橋接件填充和液壓地密封(例如，或氣密閉地密封)金屬基部和金屬外殼之間的周邊空隙?！靖綀D說明】
[0005]圖1是用于半導(dǎo)體器件或電路的封裝件的分解透視圖的一個(gè)實(shí)施例。
[0006]圖2是半導(dǎo)體器件或電路的封裝件的與圖1 一致的透視圖，其中蓋被移除以暴露出用于冷卻劑的腔。
[0007]圖3是圖1的半導(dǎo)體器件或電路的封裝件的透視圖，其中蓋和中心構(gòu)件(例如，歧管)被切掉以更好顯示半導(dǎo)體開關(guān)模塊。
[0008]圖4是圖1的半導(dǎo)體器件或電路的封裝件的透視圖，其中封裝件被裝配。
[0009]圖5是沿著圖4的參考線5-5所觀察到的圖4的半導(dǎo)體器件或電路的封裝件的剖視圖。[〇〇1〇]圖6是與封裝件的其余部分分離地示出的中心構(gòu)件(例如，歧管)和半導(dǎo)體開關(guān)模塊的剖視圖。
[0011]圖7示出圖6的中心構(gòu)件(例如，歧管)和半導(dǎo)體開關(guān)模塊的下部的分解圖。
[0012]任何一組或子組附圖中的類似附圖標(biāo)記表示類似的元件或特征?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，圖1至圖5—起圖示用于半導(dǎo)體器件或電路的封裝件11。封裝件 11包括半導(dǎo)體開關(guān)模塊12,半導(dǎo)體開關(guān)模塊12包括半導(dǎo)體管芯17或半導(dǎo)體器件封裝件。半導(dǎo)體開關(guān)模塊12或半導(dǎo)體管芯17具有位于外側(cè)的金屬基部10。半導(dǎo)體管芯17在半導(dǎo)體開關(guān)模塊12中可以具有金屬墊(圖5中為57)。金屬外殼(圖5中為61)被布置成用于容納半導(dǎo)體管芯17以形成半導(dǎo)體開關(guān)模塊12。金屬外殼61具有凹部67,凹部67的尺寸和形狀形成為用于容納半導(dǎo)體管芯17以形成半導(dǎo)體開關(guān)模塊12。金屬外殼61具有一組電介質(zhì)區(qū)域65,該組電介質(zhì)區(qū)域65具有與金屬外殼61電絕緣或電隔離的嵌入式或穿過式電端子50。電端子50 (在圖5中)電連接到金屬墊57。金屬橋接件14填充并且液壓地(例如，或氣密地)密封金屬基部 10和金屬外殼61之間的周邊空隙。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，密封式金屬外殼53由金屬外殼61、金屬橋接件14、金屬基部10 (或其中一者或多者的等同物)的組合共同地限定。例如，密封式金屬外殼53包括基部63、頂部14和金屬基部10,基部63具有從基部63向上延伸的側(cè)壁69,頂部14被氣密地連接至或液壓地密封至側(cè)壁69。密封式金屬外殼53可以被氣密地密封、液壓地密封或氣密地和液壓地密封，以抵抗或防止流體、液體或冷卻劑在與腔43相關(guān)聯(lián)的操作壓力下進(jìn)入。[〇〇15]密封式金屬外殼53保持半導(dǎo)體開關(guān)模塊12。金屬外殼53具有一組電介質(zhì)區(qū)域65， 該組電介質(zhì)區(qū)域65具有與密封式金屬外殼53電絕緣或電隔離的嵌入式或穿過式電端子50。 電端子50電連接到金屬墊57。殼體20 (例如，下殼體)適于容納密封式金屬外殼53中的半導(dǎo)體開關(guān)模塊12。殼體20包括用于保持或循環(huán)冷卻劑并疊置在金屬基部10上的腔43。
[0016]半導(dǎo)體開關(guān)模塊12可以包括位于半導(dǎo)體管芯17上的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)或制作的電路。在一個(gè)示例中，半導(dǎo)體開關(guān)模塊12可以包括用于逆變器的一個(gè)相的功率開關(guān)，以用于在運(yùn)行模式中、在發(fā)電模式中、或在運(yùn)行模式和發(fā)電模式中控制電動(dòng)馬達(dá)或電機(jī)。進(jìn)一步地，半導(dǎo)體開關(guān)模塊12可以包括高壓側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)和低壓側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)，所述高壓側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)和低壓側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)具有可用于連接到直流電源或總線的開關(guān)端子。半導(dǎo)體開關(guān)可以包括絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)或其它的半導(dǎo)體器件。 IGBT的開關(guān)端子包括集電極和發(fā)射極，并且控制端子包括柵極;一些晶體管的控制端子可以稱為基極。類似地，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開關(guān)端子包括源極和漏極，并且控制端子包括柵極。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，基部溝槽或通道151 (例如，微溝槽)被刻蝕或形成在半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的金屬基部10中或上或形成在下方的半導(dǎo)體管芯17中或上。例如，基部溝槽151或通道是大致平行的，如圖5所示。在某些構(gòu)造中，可以稱為微通道的基部溝槽151的尺寸(例如， 深度、寬度、徑向深度或最大尺寸)足夠小，并且允許金屬基部10被冷卻劑或液體直接地冷卻，或經(jīng)由導(dǎo)熱膏或散熱膏(例如，高導(dǎo)熱膏)或適當(dāng)?shù)臒峤缑娌牧媳话惭b在冷板或散熱器上。
[0018]金屬基部10包括諸如標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體開關(guān)封裝件的半導(dǎo)體封裝件11的焊盤或焊墊(例如，中心焊盤)。在某些構(gòu)造中，金屬基部10可以由銅或銅合金構(gòu)成，但是任何其它適當(dāng)?shù)慕饘倩蚝辖鹂梢员皇褂谩?br>[0019]如果銅或銅合金用于金屬基部10,即使金屬容器61由鋁或鋁合金組成，則銅或銅合金也可以被粘接、恪合、燒結(jié)、銅焊或焊接至金屬容器61或殼。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，金屬墊57位于與半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的外側(cè)相反的內(nèi)側(cè)。然而，在可替換的實(shí)施例中，金屬墊57可以被定位在半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的側(cè)面上或其他位置。金屬墊57提供至半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的直流端子、開關(guān)端子或控制端子的連接。
[0021]在可替換的實(shí)施例中，金屬墊57可以被至半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體管芯17的區(qū)域或端子的焊線替代。
[0022]在一個(gè)構(gòu)造中，金屬外殼61包括殼(shell)(例如，預(yù)制殼或預(yù)成型殼)。例如，金屬外殼61包括具有基部63，側(cè)壁69從基部63向上延伸。金屬橋接件14填充和密封(例如，液壓地密封、氣密地密封、或液壓地密封和氣密地密封)金屬基部10和側(cè)壁69的頂部之間的周邊空隙，防止冷卻劑或液體進(jìn)入密封式外殼53的內(nèi)部中，其中半導(dǎo)體開關(guān)模塊12位于密封式外殼53的內(nèi)部。例如，金屬橋接件14或橋接材料可以被粘接、熔合、燒結(jié)、銅焊、軟釬焊或焊接在側(cè)壁69的頂部和金屬基部10之間。金屬橋接件14包括通過以下工藝形成的金屬環(huán)、金屬回路或大致直線狀的金屬材料輪廓，所述工藝為超聲波增材制造工藝、直接金屬激光燒結(jié)工藝、選擇性激光熔化、電子束熔化或其他增材金屬制造工藝。
[0023]類似地，取代在金屬基部10中化學(xué)蝕刻基部溝槽151或通道，可以通過經(jīng)由超聲波增材制造工藝、直接金屬激光燒結(jié)工藝、選擇性激光熔化或其他增材金屬制造工藝向金屬基部10添加鰭狀部(fins)或脊?fàn)钔黄鸲纬苫繙喜?51或通道。通常，與傳統(tǒng)的機(jī)加工工藝相比，針對(duì)增材金屬制造工藝，金屬基部10的厚度可以被制作得較薄。
[0024]超聲波增材制造工藝涉及通過將連續(xù)的金屬或合金(例如，鋁、銅、鎳、鋼或其它金屬或合金)層超聲波焊接或熔合成目標(biāo)尺寸和形狀而產(chǎn)生固體金屬物體。例如，超聲波增材制造工藝可以使用超聲波振動(dòng)以粘接一個(gè)或多個(gè)金屬層(例如，金屬帶)，以在金屬基部10和側(cè)壁69的頂部之間形成金屬橋接件14。
[0025]直接金屬激光燒結(jié)工藝涉及以下制造工藝，所述制造工藝通過將激光引導(dǎo)至空間點(diǎn)以使用激光來燒結(jié)粉狀金屬材料，以將材料結(jié)合到一起從而根據(jù)三維模型產(chǎn)生固體結(jié)構(gòu)。例如，三維模型可以與金屬基部1和側(cè)壁69的頂部之間的金屬橋接件14的形式一致。
[0026]選擇性激光熔化工藝類似于直接金屬激光燒結(jié)工藝。然而，在選擇性激光熔化工藝中，材料被完全地熔化或熔合。
[0027]在某些構(gòu)造中，金屬外殼61由鋁、鋁合金、銅、銅合金、金屬或合金、或多個(gè)不同層的金屬或合金構(gòu)成。金屬外殼的金屬或合金被選擇成能夠與至半導(dǎo)體器件的金屬基部10的結(jié)合兼容。例如，金屬基部10可以由銅、銅合金、招、招合金或金屬構(gòu)成。
[0028]下殼體20具有中心開口22(在圖1中)，以用于接收包括半導(dǎo)體開關(guān)模塊12、金屬外殼61和金屬橋接件14的組件。下殼體20包括與第一端口 30連通的第一周邊通道24、與第二端口 28連通的第二周邊通道26、和用于覆蓋第一周邊通道24和第二周邊通道26的一組通道帽(32、34)。
[0029]下殼體20可以由鋁、合金或金屬構(gòu)成，并且可以被選擇成具有與半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的熱膨脹系數(shù)匹配或類似的熱膨脹系數(shù)。
[0030]在可替換的實(shí)施例中，下殼體20可以由塑料、聚合物、復(fù)合物、纖維填充聚合物、纖維填充塑料、或由樹脂、聚合物或塑料基質(zhì)結(jié)合的填充物構(gòu)成。
[0031]該組通道帽(32、34)包括沿著路徑的覆蓋部分和從該覆蓋部分以一角度延伸的側(cè)壁。在某些構(gòu)造中，通道帽(32、34)僅位于蓋38的外部夾緊區(qū)域之下。
[0032] 蓋38和密封框架36,密封框架36位于蓋38和該組通道帽(32、34)的至少部分之間。 [〇〇33]蓋38和密封框架36可以固定至下殼體20。如圖所示，蓋38經(jīng)由多個(gè)緊固件40被固定至下殼體20構(gòu)件，但是蓋38可以經(jīng)由緊固件40、黏合劑、扣合連接件或其它適當(dāng)?shù)倪B接件附接到該殼體。密封框架36位于蓋38和下殼體20的上表面的部分之間。密封框架38可以由塑料、聚合物、復(fù)合物、纖維填充聚合物、纖維填充塑料、由樹脂、聚合物或塑料基質(zhì)結(jié)合的填充物、彈性體、彈性材料、合成橡膠或天然橡膠構(gòu)成。[〇〇34]冷卻劑腔43被限定在半導(dǎo)體開關(guān)模塊12(例如，金屬基部10)、蓋38和密封框架36 之間。冷卻劑腔43與第一端口 30和第二端口 28連通。密封框架36包括密封件、墊片或另一密封構(gòu)件，以用于液壓地密封冷卻劑腔以防止冷卻劑從冷卻劑腔43離開至外面。[〇〇35]在某些實(shí)施例中，第一端口 30和第二端口 28連接至用于連接至散熱器和栗的導(dǎo)管，以用于冷卻劑的循環(huán)。例如，栗和散熱器與導(dǎo)管相連接，其中栗聯(lián)接到一個(gè)端口并且散熱器聯(lián)接到另一個(gè)端口。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，中心構(gòu)件16包括歧管，該歧管具有一系列內(nèi)部通道18或通路以用于循環(huán)冷卻劑。中心構(gòu)件16被布置成用于插入腔43中。將在之后于本文中更詳細(xì)地描述中心構(gòu)件16和冷卻劑流。[〇〇37]密封式金屬外殼53非常適合容納與冷卻劑或流體隔離的半導(dǎo)體開關(guān)模塊12,冷卻劑或流體可以直接地用于冷卻具有或不具有基部溝槽151的密封式金屬外殼53或金屬基部 10的外部。在一些實(shí)施例中，冷卻劑被封閉在腔43中、保持在腔43中或在腔43中循環(huán)，使得冷卻劑或流體可以與金屬基部和基部溝槽151直接接觸地循環(huán)，以在半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的操作過程中從半導(dǎo)體開關(guān)模塊12移除熱量(例如，在液體邊界層處具有較高導(dǎo)熱率，以及封裝件11的熱阻降低)。因此，可能除了與來自密封式金屬外殼53的導(dǎo)體或電端子50的引出端的可靠密封(例如，沒有密封件、沒有墊片或沒有密封件和墊片)相關(guān)聯(lián)的密封膠、灌注混合物、彈性體或電介質(zhì)區(qū)域65,密封式金屬外殼53不要求任何墊片或密封件來將半導(dǎo)體開關(guān)裝置12與冷卻劑隔離。此外，冷卻劑或液體便于改善半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的散熱，這對(duì)給定的半導(dǎo)體開關(guān)模塊12來說意味著更高的功率容量，以用于控制在輸出軸處具有更大可用轉(zhuǎn)矩的更大的電動(dòng)裝置或機(jī)械(例如，電動(dòng)馬達(dá))。
[0038]圖2是半導(dǎo)體器件或電路的封裝件11的與圖1 一致的透視圖，其中蓋38被移除以暴露出用于冷卻劑的腔43。第一周邊通道24和第二周邊通道26與腔43液壓連通。例如，如圖所示，第一周邊通道24和第二周邊通道26中的每個(gè)都沿著其長(zhǎng)度通向或暴露到腔43以允許流體經(jīng)由第一端口 30、第二端口 28、或經(jīng)由第一端口 30和第二端口 28在腔43中循環(huán)。第一密封件41密封在半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的外周邊或外表面19和下殼體20的上表面51之間。類似地， 第二密封件42密封在半導(dǎo)體模塊12的外周邊或外表面19和下殼體20的上表面51之間。即使第一密封件41或第二密封件42泄露或失效，冷卻劑也不會(huì)損壞半導(dǎo)體開關(guān)模塊12,半導(dǎo)體開關(guān)模塊12被密封以防止冷卻劑或流體在橋接件14處進(jìn)入。當(dāng)然，如果冷卻劑的失效或泄露減少半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的散熱，則半導(dǎo)體開關(guān)模塊12或開關(guān)晶體管的溫度監(jiān)控可以用于關(guān)閉或停用一個(gè)或多個(gè)開關(guān)晶體管或半導(dǎo)體開關(guān)模塊12。
[0039]圖3是圖1的半導(dǎo)體器件或電路的封裝件的透視圖，其中蓋38和中心構(gòu)件16被切掉以更好顯示半導(dǎo)體開關(guān)模塊12和腔43。中心構(gòu)件16包括通道18,其中可以針對(duì)相鄰的通道 18在交替的方向上在通道18傳送冷卻劑流。
[0040]圖4是圖1的半導(dǎo)體器件或電路的封裝件11的透視圖，其中封裝件11被裝配或組裝。第一端口 30和第二端口 28可以經(jīng)由導(dǎo)管連接到與栗相連的散熱器以在腔43中循環(huán)流體。
[0041]圖5是沿著圖4的參考線5-5所觀察到的圖4的半導(dǎo)體器件12或電路的封裝件11的剖視圖。圖5示出半導(dǎo)體器件12的橫截面，半導(dǎo)體器件12包括金屬外殼61，金屬外殼61具有基部63和側(cè)壁69，以形成用于接收或容納半導(dǎo)體管芯17的凹部67。如圖所示，半導(dǎo)體管芯17具有導(dǎo)電焊盤，導(dǎo)電焊盤57經(jīng)由電介質(zhì)區(qū)域65與金屬外殼61和其基部63電絕緣或電隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，電介質(zhì)區(qū)域65可以由彈性體、黏合劑、聚合物(例如硅酮)、塑料或灌注混合物構(gòu)成，以防止流體或冷卻劑進(jìn)入半導(dǎo)體器件12中。導(dǎo)電焊盤57機(jī)械地連接到和電連接到端子50以提供到端子50的電連接，端子50例如為半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)的直流端子、控制端子或開關(guān)端子。
[0042]圖5圖示了橋接件14的橫截面，橋接件14將金屬基部10的側(cè)面或邊緣互連到金屬外殼61的邊緣或側(cè)壁69。為了清楚起見，橋接件14被示出為具有與金屬外殼61相反的交叉影線的金屬材料，雖然橋接件14被以下述方式熔合、焊接、銅焊或軟釬焊到金屬外殼61: SP使存在或可檢測(cè)到任何接縫，該接縫也阻止流體或冷卻劑的液壓(例如，或氣動(dòng))通過或液壓進(jìn)入。進(jìn)一步地，在某些構(gòu)造中，橋接件14被以下述方式恪合、焊接、銅焊或軟釬焊到金屬外殼61:即使存在或可檢測(cè)到任何接縫，該接縫也阻止氣體或空氣在半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的內(nèi)部和外部之間的氣動(dòng)通過、進(jìn)入或離開。
[0043]圖6是與封裝件11的其余部分分離地示出的中心構(gòu)件16(例如，歧管)和半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的剖視圖。中心構(gòu)件16存在于腔43中。如圖所示，中心構(gòu)件16包括具有一系列大致平行主通道(75、76)的歧管。依靠通過導(dǎo)管、管道或管連續(xù)地連接在第一端口 30和第二端口28之間的栗和散熱器，冷卻劑可以在中心構(gòu)件16中的主通道(75、76)中循環(huán)或通過。例如，冷卻劑可以通過入口 81 (例如，歧管入口)進(jìn)入到位于中心構(gòu)件16的一側(cè)的主通道(75、76)并且在相反側(cè)在主通道(75、76)的出口82(例如，歧管出口)處離開。首先，可以經(jīng)由第一端口 30和第一周邊通道24將冷卻劑提供到入口 81。第二，冷卻劑在中心構(gòu)件16中循環(huán)。第三，冷卻劑可以經(jīng)由出口 82離開中心構(gòu)件16，冷卻劑在出口 82處流動(dòng)到第二周邊通道26，并且最后離開第二端口 28。
[0044]在可替換的實(shí)施例中，將認(rèn)識(shí)到，上述流動(dòng)方向在第一端口30和第二部分28之間可以反轉(zhuǎn)或反向。流動(dòng)方向在中心構(gòu)件16中也可以反轉(zhuǎn)或反向。
[0045]圖1的內(nèi)部通道18已經(jīng)針對(duì)圖6和圖7被標(biāo)記為主通道(75、76)，因?yàn)橹魍ǖ?75、76)僅是可以用于實(shí)施用于半導(dǎo)體器件的封裝件11的內(nèi)部通道18的說明性示例。例如，在可替換的實(shí)施例中，內(nèi)部通道18可以包括蜿蜒回路、繞行回路、螺旋通路或其它通路，并且該通路或其部分可以通向半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的外表面或溝槽151或與半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的外表面或溝槽151液壓連通。
[0046]對(duì)于圖6和圖7的說明性實(shí)施例，每個(gè)主通道(75、76)都在通道(75、76)的一個(gè)端部處具有開口端84并且在通道的相反端部處具有與開口端84相對(duì)的終止端80。主通道(75、76)的終止端80引導(dǎo)或迫使冷卻劑在半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的基部溝槽151或通道中流動(dòng)。從與中心構(gòu)件16的每個(gè)其它主通道(75、76)相關(guān)聯(lián)的入口 81開始，冷卻劑進(jìn)入主通道76的每個(gè)入口并且在終止端80處被阻擋。
[0047]冷卻劑經(jīng)由狹槽83從入口主通道76流動(dòng)或進(jìn)送到基部溝槽151或通道，并且被朝出口主通道75引導(dǎo)?；繙喜?51或通道可以稱為次級(jí)通道。如圖所示，基部溝槽151中的冷卻劑的二次流93通常在與主通道(出口主通道75或入口主通道76)中的冷卻劑流大致橫向或大致正交的方向上并且遠(yuǎn)離入口主通道76中的主流91。出口主通道75中的主流91朝向出口82。較大的箭頭表示主流91在主通道中的總方向，而較小的箭頭表示橋接流或二次流92 在基部溝槽151中的總方向。[〇〇48]如圖所示，主通道(75、76)具有包括連通狹槽83的大致矩形橫截面，雖然通道的其它橫截面形狀是可以的并且落入隨附權(quán)利要求范圍內(nèi)。每個(gè)主通道(75、76)都具有沿著其主通道縱向地定向或大致平行于主流91的相應(yīng)的狹槽83。中心構(gòu)件16具有出口主通道75和入口主通道76,其中入口主通道76可以經(jīng)由狹槽83和半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的基部溝槽151或通道將冷卻劑輸送到出口主通道75。
[0049]中心構(gòu)件16或歧管可以由金屬、合金、聚合物、復(fù)合物、纖維填充聚合物、纖維填充塑料、或由樹脂、聚合物或塑料基質(zhì)結(jié)合的填充物構(gòu)成。[0〇5〇]圖7不出圖6的中心構(gòu)件16(例如，歧管)和半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的下部的分解圖。圖6 和圖7中的類似附圖標(biāo)記表示類似的元件。圖7提供額外箭頭，所述額外箭頭涉及中心構(gòu)件 16或歧管中的并且通過半導(dǎo)體開關(guān)模塊12的鄰接或附近的溝槽或通道的說明性冷卻劑流。 [〇〇51]已經(jīng)描述了實(shí)施例或更多實(shí)施例，顯然可以在沒有脫離本發(fā)明的如在附隨權(quán)利要求中限定的包括范圍的情況下進(jìn)行多個(gè)修改例。本發(fā)明的其他實(shí)施例可以包括來自一個(gè)或多個(gè)從屬權(quán)利要求的特征的若干組合，并且這些特征可以被共同地或分別地合并到任一獨(dú)立權(quán)利要求中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于半導(dǎo)體器件或電路的封裝件，所述封裝件包括: 半導(dǎo)體開關(guān)模塊，所述半導(dǎo)體開關(guān)模塊具有金屬墊和位于外側(cè)的金屬基部； 密封式金屬外殼，所述密封式金屬外殼保持所述半導(dǎo)體開關(guān)模塊且具有一組電介質(zhì)區(qū)域，該組電介質(zhì)區(qū)域具有與密封式金屬外殼電絕緣或電隔離的嵌入式或穿過式電端子，所述電端子電連接到金屬墊;和 殼體，所述殼體用于將半導(dǎo)體開關(guān)模塊容納在密封式金屬外殼中，所述殼體包括用于保持或循環(huán)冷卻劑并疊置在金屬基部上的腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，其中，所述金屬基部包括多個(gè)基部溝槽或通道。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝件，其中，所述基部溝槽或通道是大致平行的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，其中，所述金屬外殼包括: 基部，側(cè)壁從該基部向上延伸；以及 頂部，所述頂部氣密地連接到或液壓地密封到所述側(cè)壁和所述金屬基部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，其中，所述殼體具有用于容納密封式金屬外殼的中心開口。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝件，其中，所述殼體包括與第一端口連通的第一周邊通道、與第二端口連通的第二周邊通道，所述第一端口和所述第二端口與所述腔連通。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，還包括固定到所述殼體的蓋和密封框架，所述密封框架位于所述殼體的上表面的至少一部分與所述蓋之間。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的封裝件，其中，所述腔被限定在金屬基部、蓋和密封框架之間。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，還包括位于所述殼體內(nèi)的中心構(gòu)件，其中所述中心構(gòu)件具有用于循環(huán)冷卻劑的多個(gè)主通道。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝件，其中，所述中心構(gòu)件具有位于中心構(gòu)件的一側(cè)通向所述主通道的入口和位于相反側(cè)的主通道的出口。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝件，其中，每個(gè)主通道都在該通道的一個(gè)端部處具有開口端并且在該通道的相反的端部處具有與所述開口端相對(duì)的終止端，其中，每個(gè)主通道的終止端引導(dǎo)或迫使冷卻劑在半導(dǎo)體開關(guān)模塊的基部溝槽或通道中流動(dòng)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的封裝件，其中，基部溝槽中的冷卻劑的二次流通常處于與主通道中的冷卻劑流大致橫向或大致正交的方向上，并且其中，冷卻劑的二次流被從所述主通道中的狹槽供給。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，還包括位于所述殼體內(nèi)的中心構(gòu)件，其中，所述中心構(gòu)件具有多個(gè)出口主通道和入口主通道，其中，入口主通道能夠經(jīng)由狹槽和半導(dǎo)體開關(guān)模塊的基部溝槽或通道將冷卻劑輸送到出口主通道。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，還包括位于所述殼體中的中心構(gòu)件，其中，所述中心構(gòu)件具有多個(gè)主通道，所述主通道具有大致矩形的橫截面，每個(gè)主通道都具有沿著該主通道縱向地定向的相應(yīng)的狹槽。
【文檔編號(hào)】H01L23/045GK106098631SQ201610284232
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】克里斯托弗·J·施米特, 布立基·N·僧伽
【申請(qǐng)人】迪爾公司