CN111816572A - 芯片封装及其形成方法、半导体器件及其形成方法、半导体装置及其形成方法、三相系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了芯片封装。所述芯片封装可以包括：半导体芯片，其在正面上包括第一连接焊盘和第二连接焊盘；载体，其包括焊盘接触区域和凹陷；包封材料，其包封半导体芯片；第一外部连接，其没有包封材料或延伸出包封材料；导电夹具；以及接触结构，其中，半导体芯片被布置为使其正面面对载体，其中第一连接焊盘在凹陷之上，并且第二连接焊盘接触焊盘接触区域，其中，夹具布置在半导体芯片的背面之上，覆盖半导体芯片，在半导体芯片处，夹具在凹陷之上延伸，并且其中，导电接触结构将第一连接焊盘与第一外部连接导电连接。

Description

芯片封装及其形成方法、半导体器件及其形成方法、半导体装 置及其形成方法、三相系统

技术领域

各种实施例总体上涉及半导体器件、半导体装置、三相系统、形成半导体器件的方法以及形成半导体装置的方法。

背景技术

包括半导体芯片的封装的表面安装器件(SMD封装)经常用于高电流器件中。SMD封装在操作期间可能产生相当大量的热量。半导体芯片中产生的热量可能必须尽可能有效地散发到封装的外部。

然而，目前，所有SMD封装(功率和标准)仅依赖于底侧冷却，例如，通过将SMD封装安装在具有高导热性的印刷电路板(PCB)(例如，绝缘金属基板(IMS))上。

发明内容

提供一种芯片封装。芯片封装可以包括：半导体芯片，其在正面上包括第一连接焊盘和第二连接焊盘；载体，其包括焊盘接触区域和凹陷；包封材料，其包封半导体芯片；第一外部连接，该第一外部连接不具有包封材料或延伸出包封材料；导电夹具；以及接触结构，其中半导体芯片被布置为使其正面面对载体，第一连接焊盘在凹陷之上，并且第二连接焊盘接触所述焊盘接触区域，其中，夹具布置在半导体芯片的背面之上，覆盖半导体芯片，在半导体芯片处，夹具在凹陷之上延伸，并且其中，导电接触结构将第一连接焊盘与第一外部连接导电连接。

提供了一种半导体器件。半导体器件可以包括：包括电子电路的载体；安装在该载体上的多个半导体芯片封装，其中，每个芯片封装包括：包封半导体芯片的包封体；多个接触结构，其将半导体芯片与电子电路电连接；以及从包封体突出的至少一个冷却结构；以及冷却元件，其导热连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每一个的至少一个冷却结构。

附图说明

在附图中，贯穿不同的视图，相似的附图标记通常指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。在以下描述中，参考以下附图描述了本发明的各种实施例，在附图中：

图1示出了本领域已知的三相电动机驱动器的示意性俯视图(顶部)和俯视图中所指示的位置的示意性截面图(底部)；

图2示出了根据各种实施例的几种半导体装置以及在该半导体装置中使用的半导体芯片封装的示意性俯视图；

图3示出了根据各种实施例的三相电动机驱动器的示意性电路(顶部)、示意性俯视图(中间)和俯视图中所指示的位置的示意性截面图(底部)；

图4示出了形成半导体器件的方法的流程图；

图5示出了形成半导体装置的方法的流程图。

图6A至图6C示出了根据各种实施例的芯片封装以及用于形成芯片封装的元件的示意性透视图；

图7A和图7B中的每个使根据各种实施例的形成芯片封装的过程可视化；

图8A和图8B中的每个示出了根据各种实施例的半导体装置的示意图；

图9示出了根据各种实施例的三相系统的示意图；

图10A和图10B中的每个示出了根据各种实施例的半桥模块的示意图；

图11A示出了根据各种实施例的在半桥模块中使用的具有源极向下构造的晶体管封装的示意性横截面图；

图11B示出了根据各种实施例的在半桥模块中使用的具有漏极向下构造的晶体管封装的示意性截面图；

图12A示出了根据各种实施例的三相系统以及形成该三相系统的元件的示意图；

图12B示出了根据各种实施例的三相系统的示意图；

图13示出了根据各种实施例的形成芯片封装的方法的流程图。

具体实施方式

下面的具体实施方式参考附图，该附图通过说明的方式示出了可以实践本发明的具体细节和实施例。

词语“示例性”在本文中用来表示“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”的任何实施例或设计不必被解释为比其他实施例或设计更优选或有利。

关于在侧面或表面“之上”形成的沉积材料所使用的词语“之上”在本文中可以用来表示沉积材料可以“直接”形成在隐含的侧面或表面“上”，例如与隐含的侧面或表面直接接触。关于在侧面或表面之上形成的沉积材料所使用的词语“之上”在本文中可以用来表示沉积材料可以“间接”形成在隐含的侧面或表面“上”，并且一个或多个附加层布置在隐含的侧面或表面与沉积材料之间。

对于各种元件、器件、装置等，可以使用共同的附图标记，例如半导体装置206、半导体器件204等。为了区分不同的实施例、示例等，将不同的小写字母附到相应的附图标记，例如半导体装置206a、206b和206c等。

图1示出了本领域中已知的三相电动机驱动器100的示意性俯视图(顶部)和俯视图中指示的位置的示意性截面图(底部)。

三相电动机驱动器的电路图在图3中示出(顶部)，并且该电路图也可以应用于图1的三相电动机驱动器100。对于电动机驱动器100应用，通常使用的电路是三相逆变器，其可以包括三个MOSFET半桥，向电动机供应能量(仅示出了其感应线圈并将其标记为“相A”、“相B”和“相C”)。这种电动机的应用的示例可以是电动叉车车辆，其有效电流I_RMS例如高达大约1000A。为了处理这样的大电流，可能需要器件并联。对于示例性的叉车，可以并联使用多达28个MOSFET，每个个体MOSFET在图3(顶部)中示出，从而得到总共6x28＝168个MOSFET。在图1的俯视图中，电路图中的每个个体MOSFET并联使用六个MOSFET，从而得到总共36个MOSFET。

对于这样的电路，目前，通常使用具有良好热特性的基于绝缘金属基板(IMS)的电路板。有时，可以使用基于FR4的印刷电路板(PCB)。为了处理板上的高电流，有时可以使用如图1中示意性示出的铜(Cu)条110、112、114。但是，高电流可能会产生大量热量。功率MOSFET内可能产生的热量可能需要尽可能有效地散发到环境中。

如在图1的示意性横截面图(底部)中可以看到的，电动机驱动器100的当前使用的构造在载体118/124的电介质层中在标记为“瓶颈4：50μΩ”的位置处可以具有至少一个电“瓶颈”。标签指示电瓶颈对应于电路100的具有相对较高的封装和寄生板电阻以及对应的寄生电感的部分。此外，如灰色箭头所示，热流基本上仅在一个方向上发生：从封装芯片120穿过导电芯片载体122进入载体118/124。

在各种实施例中，使用具有散热器的表面安装器件(SMD)封装。带有散热器的SMD封装可以实现改善的底侧冷却。替代地或另外，可以使用顶侧冷却。结果，例如由于从SMD到载体的热流得到改善，可以改善系统的整体热性能。

在各种实施例中，可以将散热器设置为所谓的热延伸部，例如，所谓的漏极凸舌。

在图3中示出了使用这样的SMD封装204(或更确切地说，多个这样的SMD封装204)的半导体器件200的示例性实施例，图3示出了根据各种实施例的半导体器件200(在该具体示例中，为三相电动机驱动器)的示意性电路300(顶部)、示意性俯视图(中间)和俯视图中指示的位置的示意性截面图(底部)。在半导体器件200中，使用被分组在一起作为半导体装置206的半导体芯片封装204(也称为芯片封装或简称封装)。

在图2中，示出了根据各种实施例的半导体装置206以及在半导体装置206中使用的半导体芯片封装204的各种示例性实施例。每个芯片封装204可以包括至少一个半导体芯片120。半导体芯片120可以具有带有至少一个芯片接触部的正面。在图3(底部)中，仅示出了与芯片接触部接触的引线，而没有示出芯片接触部本身。半导体芯片120还可以具有与正面相对的背面。背面可以形成半导体芯片120的另一接触部，例如，漏极接触部。替代地，背面可以是电绝缘的并且仅是导热的。

在各种实施例中，半导体装置206可以包括冷却元件208和安装在冷却元件208上的多个半导体芯片封装204。每个芯片封装204可以包括包封体130，包封体130包封半导体芯片120、用于电接触半导体芯片120(从芯片封装204的外部)的多个接触结构116、以及从包封体130突出的至少一个冷却结构202。冷却元件208可以导热地连接到多个半导体芯片封装204中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构202。

在各种实施例中，至少一个冷却结构202可以直接连接到半导体芯片120。例如，半导体芯片120可以以其背面安装在冷却结构202上，例如以背面接合(例如，焊接、胶合或烧结)到冷却结构202。

在各种实施例中，冷却结构202可以是导电的。冷却结构202可以例如包括一种或多种金属或由一种或多种金属组成，所述金属例如是铝、铜、铝合金和/或铜合金。

在各种实施例中，半导体芯片封装204中的每个可以形成晶体管，例如MOSFET或IGBT或二极管。半导体芯片封装204可以例如是功率半导体器件，例如功率晶体管或功率二极管。

在各种实施例中，例如，在半导体芯片封装204形成晶体管的情况下，多个接触结构116中的每一个可以包括至少一个控制接触结构和至少一个受控接触结构。

例如，在半导体芯片120的背面形成受控芯片接触部并且冷却结构202是导电的情况下，冷却结构202可以形成另一受控接触结构。

在各种实施例中，多个半导体芯片封装204中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构202可以通过冷却元件208电连接。

图2示出了如果冷却结构202和冷却元件208两者都是导电的并且冷却结构202电连接到冷却元件208的情况下可以如何实现的各种示例性实施例。

冷却元件208可以例如包括一种或多种金属或由一种或多种金属组成，例如所述金属是铝、铜、铝合金和/或铜合金。

多个半导体芯片封装204中的每一个可以被安装在冷却元件208上。在各种实施例中，半导体芯片封装204可以仅通过冷却结构202而安装在冷却元件208上，例如，如半导体装置206a、206d和206e中所示。在其他实施例中，半导体芯片封装204可以通过冷却结构202和包封体130而安装在冷却元件208上，例如，如半导体装置206b和206c中所示。

包封体130可以例如包括模制材料或层合体或由模制材料或层合体组成。

多个半导体芯片封装204可以是表面安装的器件。这意味着半导体芯片封装204可以被配置为使其接触结构116附接到包括例如印刷电路板(PCB，例如参见图3，底部)的电子电路124或其上布置有电路124的绝缘金属基板(IMS)的载体128的表面，而不是使接触结构穿过载体128中的开口突出。

在各种实施例中，从图3的横截面图中可以看出，半导体芯片封装204可以被(表面)安装到载体128，并且冷却结构202与载体128热接触并且电接触。电接触可以通往电路124。电路124可以包括由电绝缘部分226隔开的引线或由所述引线组成，所述引线例如是金属引线。

换句话说，半导体芯片封装204可以被(表面)安装到载体128，以使得相应的冷却结构202可以与电路124电接触，在该情况下，冷却结构202的底侧与电路124电接触，冷却结构202可以是半导体芯片封装204的接触结构并且可以在芯片封装204的底侧上被暴露。

在各种实施例中，冷却元件208可被安装到每个冷却结构202的顶侧。

在各种实施例中，可以在每个芯片封装204中提供多个冷却结构202。如果每个芯片封装204的冷却结构202中仅一个冷却结构202连接到冷却元件208，则可能是足够的。

在各种实施例中，多个冷却结构202与冷却元件208之间的热连接可以通过焊接、胶合、烧结等、或者通过螺钉连接、或者通过它们的组合(例如通过螺钉连接与导电胶组合)来形成。热连接可以同时形成导电连接。

为了实现螺钉连接，冷却结构202(例如，冷却凸舌)可以设置有开口，例如孔220，例如螺纹孔。冷却元件208可以设置有对应的开口，例如孔(图2中未示出，因为开口被螺钉222填充并覆盖)。

如图2所示，例如在半导体装置206a、206b、206c、206d和206e中，多个半导体芯片封装204可以布置为至少一行，例如布置为单行(在半导体装置206a、206b、206c和206d中)，或布置为第一行与第二行的组合。在本文中，“布置”可以理解为是指将半导体芯片封装204安装在冷却元件208上的方式。

图2和图3中示出了两个半导体装置206、206a的组合一起形成具有两行半导体芯片封装204和两个冷却元件部分208的半导体装置206、206e、206f的示例性实施例。冷却元件208可以包括热耦合到第一组的半导体芯片封装204的冷却结构202的第一冷却元件部分和热耦合到第二组的半导体芯片封装204的冷却结构202的第二冷却元件部分。

例如，半导体装置206、206e、206f本身可以被认为是半导体装置206，因为半导体装置形成功能性的装置，例如半导体装置206a中的一个连接到电路的高侧，而另一半导体装置206a连接到电路的低侧，例如，如图3的电路300所示。在半导体装置206e中，冷却元件208的两个冷却元件部分可以一体地形成。

在各种实施例中，第一组的所有半导体芯片封装204可以被布置为具有相同的第一取向。如果存在，则第二组的半导体芯片封装204可以被布置为具有相同的第二取向，该第二取向可以与第一取向相同或不同。如图2所示，对于半导体装置206e，第一组可以被布置为使每个芯片封装204的源极接触部在底部被暴露(“源极向下产品”)，并且第二组可以被布置为使每个芯片封装204的漏极接触部在底部被暴露(“漏极向下产品”)。

在各种实施例中，冷却元件208可以被配置为除了冷却之外还执行另一功能，例如，冷却元件208可以包括导电线圈。

在各种实施例中，冷却结构202可以具有任意形状，只要它与要为芯片封装204提供的冷却功能兼容即可。在图2和图3所示的实施例中，冷却结构202可以是(例如矩形的)冷却凸舌202a、202b，其中冷却凸舌202a可以设置有用于将冷却结构202螺钉连接到冷却元件208的开口220，并且冷却凸舌202b可以设置为没有开口220。在其他实施例中，冷却结构202(未示出)可以具有多个段、三维结构(例如，具有一个或多个从平面延伸的鳍状物，具有用于夹在冷却元件208上的类似夹具的结构)或类似物。

在各种实施例中，如图3所示，多个半导体装置206可以集成在半导体器件200中。

半导体器件200可以包括载体128以及安装在载体128上的多个半导体芯片封装206，载体128包括电子电路124(形成在载体128中或上的导电线/迹线124)。封装206中的每个可以包括：包封体130，其包封半导体芯片120；多个接触结构116，其将半导体芯片120与电子电路124电连接；以及从包封体130突出的至少一个冷却结构202；以及冷却元件208，其导热地连接到多个半导体芯片封装206中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构202。

如图3的截面图所示，特别是与图1相比，冷却结构202和与其导热地连接的冷却元件208可以允许附加的热流332通过冷却结构202进入冷却元件208，并且冷却结构202与载体128之间的热连接可以允许另一附加的热流334通过冷却结构202进入载体128。换句话说，可以另外实现顶侧冷却(热流332)或双侧冷却(通过热流332和334)。

在冷却结构202和冷却元件208导电的情况下，特别是在每个冷却结构202与半导体芯片120和电子电路124电耦合从而形成另一接触结构的情况下，可以增加可以通过半导体器件200传导的电流量(在图1和图3中均由细的黑色箭头指示)。特别地，图1的“瓶颈4”可以被避免。可以减小热电阻和/或热阻抗(例如结至环境的电阻)，而无需附加的载体(例如PCB)空间。在实验中，即使没有附加的冷却元件208，结至载体的热电阻R_thjc也提高了高达20％。如果冷却元件208被提供作为附加的热沉，则结至载体的热电阻R_thjc将得到甚至大于20％的改善。

此外，可以提高功耗性能，从而提高功率密度，并且可以稍微减小寄生电感和电阻。

特别地，在使用源极向下和/或漏极向下半导体装置并且使用金属(例如，Cu)条作为附加的热沉的实施例中，可以改善源极电感和板电阻(少一个瓶颈)并且功率密度可以增加。

半导体器件200因此可以适合于形成功率半导体器件。该术语也可以应用于每个芯片封装204，它们本身可以形成功率器件，例如(功率)MOSFET、(功率)IGBT、或(功率)二极管。

如图3的示例性实施例中所示，半导体器件200可以形成半桥或者是半桥的部分。换句话说，电子电路124和多个半导体芯片封装204可以连接成包括(例如，并联)半桥。如在图3的顶部上的示意性电路300中所见，半导体器件可以形成包括多个半桥的三相系统，在该情况下为电动机驱动器。在图3的中间的示意图中未示出电动机本身，但是多个半导体装置206中的每个包括多个半导体器件204，其通过多个冷却元件208(例如，铜条)成组地热连接并电连接。具体地，使用如图2所示的半导体装置206a(在半导体装置206a的组中的每者中，半导体器件204被布置为具有相同的取向，并且冷却元件208通过胶合、焊接、烧结等方式被附接)，并且还使用半导体装置206g，其与图2的半导体装置206e相似，只是通过胶合、焊接、烧结等代替螺钉连接来附接冷却元件208。当然，可以在半导体器件200中使用半导体装置206的其他实施例来代替所示的实施例。电动机驱动器可以用于大功率应用中，例如用于电动叉车等中。

在各种实施例中，电子电路124和多个半导体芯片封装204可以被连接以形成或包括全桥。

图4示出了形成半导体器件的方法的流程图400。

该方法可以包括：将多个半导体芯片封装安装到载体上(在410中)，其中，载体包括电子电路，并且每个芯片封装包括包封半导体芯片的包封体、将半导体芯片与电子电路电连接的多个接触结构、以及从包封体突出的至少一个冷却结构；以及将冷却元件导热地连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构(在420中)。

多个半导体芯片封装的安装可以包括例如通过已知的表面安装技术将半导体芯片封装表面安装到载体(例如，PCB或IMS)。

在各种实施例中，可以执行芯片封装的安装，以使得在安装之前可以布置半导体芯片封装的第一组，从而形成第一行。第一组的所有半导体芯片封装可以被布置为具有相同的第一取向。

冷却元件可以包括第一冷却元件部分，并且可以通过所述第一冷却元件部分热耦合到第一组的半导体芯片封装的冷却结构。

类似地，在安装之前，可以布置半导体芯片封装的第二组，从而形成第二行。第二组的所有半导体芯片封装可以被布置为具有相同的第二取向，该第二取向可以与第一取向等同，或与第一取向不同。

冷却元件可以包括第二冷却元件部分，该第二冷却元件部分可以热耦合到第二组的半导体芯片封装的冷却结构。

导热地连接冷却元件可以包括将冷却元件焊接、胶合或烧结到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构。可以采用其他已知的合适于将冷却元件导热地连接到冷却结构的方法。在各种实施例中，冷却元件和冷却结构可以被机械地连接。例如，冷却结构可以包括开口，并且冷却元件可以被螺钉连接到冷却结构上。替代地，可以使用夹具机构。

图5示出了形成半导体装置的方法的流程图500。

该方法可以包括布置多个半导体芯片封装(在510中)并且将多个半导体芯片封装安装到冷却元件上，其中每个芯片封装包括包封半导体芯片的包封体、用于电接触半导体芯片的多个接触结构、以及从包封体突出的至少一个冷却结构，从而将冷却元件导热地连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构，并通过冷却元件来电连接多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构(在520中)。

功率晶体管通常作为晶体管轮廓封装而集成在功率应用中，功率晶体管面临一个难题：一方面，如果一个表面直接与外界连接，则可以优化冷却，而另一方面，导电连接可能会损害电磁兼容性或安全绝缘。但是，在许多情况下，有可能将其中一个电位(如低侧开关的源极)(无论如何，该电位通常为低电位)连接到热沉或不同类型的热分布。

通常的方法是将晶体管的暴露的焊盘与热沉电绝缘。这降低了热性能，并因此形成了对(功率)晶体管可以实现的功率密度的限制。

在所谓的源极向下晶体管封装中，晶体管的源极接触部可以在封装的底侧/背面暴露。

可以例如在前端实现芯片技术中已经存在的源极向下封装的概念可能需要大量的技术努力。后端中的源极向下概念可能昂贵，或者需要特殊的封装。

在各种实施例中，提供了一种用于功率晶体管的、易于实施的源极向下芯片封装，其具有几乎标准的封装轮廓。芯片封装可以支持最高的电气性能。

在各种实施例中，提供了标准轮廓的源极向下功率封装，其具有引线框架侧上的栅极引线接合部并且具有漏极夹具。

在各种实施例中，例如引线框架的载体可以包括管芯焊盘(在该情况下是源极焊盘)，以与晶体管芯片的源极接触部接触。可以去除(例如，冲压掉或蚀刻掉)管芯焊盘的一部分(例如拐角)，以形成凹陷，从而为晶体管芯片的栅极接触部获得空间。

芯片可以源极向下布置在管芯焊盘上，其中源极接触部电接触并物理接触源极焊盘，而栅极焊盘被布置在凹陷之上。

然后可以将夹具放置在芯片的背面上。夹具可以将芯片的漏极接触部(电位)电连接到外部连接器(引线)，并且可以在大部分芯片区域之上、特别是在布置有栅极接触部的凹陷之上支撑芯片，换句话说，它可以支撑自由悬挂的栅极焊盘。

例如栅极焊盘到外部连接器的电连接可以通过引线接合来实现，引线接合例如在芯片的源极侧上执行，这与现有技术的晶体管封装中通常使用的那一侧不同。导线可以将栅极引线的底侧连接到例如外部连接器。

布置在芯片的漏极侧之上、特别是在自由悬挂的栅极焊盘之上的夹具可以提供为了将导线施加到栅极焊盘(例如，引线接合过程)可能需要的支撑。

在随后的包封过程之后，除了可以由载体与包封材料之间的界面的形状所显露的凹陷之外，封装可以类似于标准晶体管轮廓封装。

具有可能适合于上述修改以形成所谓的源极向下芯片封装的暴露焊盘的标准功率封装可以例如包括TO220、TO247、无引线TO、TO263、TO252、TDSON和QDPAK。在此上下文中，“源极向下”要理解为“源极朝向暴露焊盘”(而不是图中的关于板、或相对于重力的方向)。这可能得到例如用于诸如DDPAK和QDPAK之类的SMD封装的构造，其中“源极向下”芯片封装的源极焊盘被布置成使源极焊盘背离电路板。

图6A至图6C示出了根据各种实施例的芯片封装600和用于形成芯片封装600的元件的示意性透视图。图7A和图7B中的每个分别可视化了根据各种实施例的形成芯片封装600的过程700和701。

图5至图7A以示例性方式将上述概念可视化为TO220封装，并且图7B将上述概念可视化为无引线TDSON封装。

芯片封装600可以包括半导体芯片654，例如晶体管芯片654，例如MOSFET或IGBT芯片。半导体芯片654可以在正面上包括第一连接焊盘654P1(例如栅极焊盘654P1)以及第二连接焊盘654P2(例如源极焊盘654P2)。半导体芯片654还可以在与正面相对的背面上包括第三连接焊盘654P3，例如漏极焊盘654P3。

芯片封装600还可以包括载体660，例如导电载体660，例如引线框架660，例如包括铜或本领域中使用的任何其他引线框架材料或由其组成的引线框架660。

载体660可以与本领域中通常使用的引线框架不同，其不同之处在于可以由载体660限定的凹陷660A。例如，载体660可以在凹陷区域660A中具有切口，在现有技术的载体中，可以在该凹陷区域660A中布置载体材料。凹陷660A可以允许如下所述的半导体芯片654的放置。

载体660还可以包括焊盘接触区域660P。例如通过例如经由焊接(例如软焊接或扩散焊接)、胶合、烧结或本领域中使用的任何其他合适的技术将第二连接焊盘654P2附接到焊盘接触区域660P，焊盘接触区域660P可以设置为使其接触第二连接焊盘654P2，例如源极焊盘654P2。

在各种实施例中，例如在用于较高电压等级的芯片封装600中，例如通过在载体660中围绕焊盘接触区域660P布置凹槽，焊盘接触区域660P可以具有预定形状。凹槽可以例如在用于形成载体660的冲压过程期间形成。凹槽可以增加通常可以处于漏极电位上的半导体芯片654的边缘与可以处于源极电位的焊盘接触区域660P(并且可能还有载体660整体)之间的绝缘距离。换句话说，处于源极电位的凹槽可以在处于漏极电位的芯片边缘之下，使得增加的距离在高电压应用中可能是有益的。

然而，这可能需要针对每种芯片尺寸的专用设计。在优选高通用性的情况下，例如对于低电压应用，可以省略凹槽，并且焊盘接触区域660P可以基本上由实际上被第二连接焊盘654P2接触的区域来限定。

芯片封装600还可以包括包封半导体芯片654的包封材料656。包封材料656还可以至少部分地包括载体660和芯片封装600的其他元件，例如如下所述。

多个外部连接658可以是芯片封装600的一部分，其可以延伸出包封材料656，或者可以不具有包封材料656，以使得能够与第一连接焊盘654Pl、第二连接焊盘654P2和第三连接焊盘654P3导电接触。多个外部连接658可以例如包括第一外部连接658_1、第二外部连接658_2和第三外部连接658_3。第一外部连接658_1可以例如连接至第一连接焊盘654P1，例如栅极焊盘。第二外部连接658_2可以例如连接至第二连接焊盘654P2，例如，源极焊盘。第三外部连接658_3可以例如连接至第三连接焊盘654P3，例如，漏极焊盘。

芯片封装600还可以包括导电夹具650。导电芯片可以被配置为形成第三连接焊盘654P3(例如，漏极焊盘)与第三外部连接658_3之间的导电连接，第三外部连接658_3可以例如从包封体656突出。夹具650可以例如通过焊接(例如，软焊接或扩散焊接)、胶合、烧结等附接到第三连接焊盘654P3。在各种实施例中，夹具650本身可以形成第三外部连接658_3。夹具650可以例如被弯曲以到达芯片封装600的顶侧。因此，在包封之后，可以提供处于漏极电位的暴露焊盘作为第三外部连接658_3。

在各种实施例中，半导体芯片654可以被布置成使其正面面对载体660，第一连接焊盘654P1在凹陷660A之上，并且第二连接焊盘654P2接触焊盘接触区域660P。这在图6A中示出(在夹具650已经就位的情况下)，在两个顶部板块中示为俯视图，在左边的中间和下部板块中示为仰视图，并且分别在图7A和图7B的顶部右边的板块中示为俯视图。

夹具650可以布置在半导体芯片654的背面之上，以使其覆盖半导体芯片654。夹具650例如可以完全覆盖半导体芯片654，或者夹具650可以覆盖半导体芯片654的大部分，例如至少50％、例如至少60％、例如至少70％、例如至少80％、例如至少90％。在各种实施例中，夹具650可以大于半导体芯片654。在该情况下，夹具650可以在例如半导体芯片654的一个或多个边缘、或全部边缘之上延伸。半导体芯片654的应由夹具650覆盖的部分是半导体芯片654在凹陷660A之上延伸的位置。通过这种布置，夹具650可以在接触结构652(例如导线，例如引线)到第一连接焊盘654P1的附接期间为半导体芯片654提供支撑。这在图6A中示出，在两个顶部板块中示为俯视图，在左边的中间和下部板块中示为仰视图，并且分别在图7A和图7B的中间左边的板块中示为俯视图。

导电接触结构652可以将第一连接焊盘654P1与第一外部连接658_1导电连接。导电接触结构652可以例如被引线接合或焊接到第一连接焊盘654P1，或者通过本领域中使用的任何其他合适的技术，例如通常用于将导线附接到连接焊盘的任何技术，包括可能需要压在连接焊盘654P1上的那些技术，因为夹具650可以提供足够的支撑以避免在附接过程期间破坏半导体芯片654。这在图6A中示出，在左边的中间和下部板块中示为仰视图，并且分别在图7A和图7B的下部右边的板块中示为仰视图(到倒置的部分完成的芯片封装600上)。

随后，可以例如在模制过程期间布置包封材料656。包封材料656可以布置为使得所得的芯片封装600具有与现有技术的晶体管轮廓封装(例如TO220、TO247、无引线TO或QDPAK)相似或相同的轮廓。这在图6A中在底部右边的板块中示出，并且在图7A和图7B中在底部左边的板块中示出。

在各种实施例中，对于适当的引线接合，导电接触结构652(例如栅极引线652)可以利用例如镍(Ni)或银(Ag)镀覆在焊盘上，例如在焊盘的底侧上(其可以对应于现有技术芯片封装中的焊盘的正面)。典型的导线材料可以包括铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)和银(Ag)。

在各种实施例中，第一外部连接658_1、第二外部连接658_2和第三外部连接658_3的布置可以是任何合适的布置，例如为类似于现有技术封装(例如TO220封装)的三个引脚，其栅极/漏极/源极的顺序与在现有技术封装(例如，G-D-S)中相同，并且仅暴露于封装的底侧的暴露焊盘已被改变为源极电位。在各种实施例中可以使用其他构造(例如用于引脚的G-S-D)，只要例如在图7A中在底部左边的板块中被示为载体660的可见的底侧部分的暴露焊盘处于源极电位即可。

在各种实施例中，半导体芯片654和夹具650的放置可以不单独执行，如图7A和图7B的示例所示，而是在共同的过程中执行。为此，可以首先将半导体芯片654附接(例如焊接)到夹具650，或者甚至可以首先将多个半导体芯片654附接到多个夹具650。在各种实施例中，可以连接多个夹具650，换言之，多个夹具650可以形成整体的夹具框架670。然后可以将具有芯片654的夹具650(或者相应地，具有多个芯片654的夹具框架670)布置在例如引线框架的载体660上，以使得半导体芯片654中的每个和夹具650中的每个如上所述地被布置，例如其中第二连接焊盘654P2接触焊盘接触区域660P，例如被焊接到焊盘接触区域660P，并且其中夹具650的一部分和第一连接焊盘654P1布置在凹陷660A之上。这在图6C中示出。可以如上文在图6A、图7A和图7B的上下文中所述的那样执行后续处理。

在各种实施例中，半导体芯片654上的附加的连接焊盘可以例如通过引线接合而连接到附加的外部连接。附加的连接焊盘可以布置在凹陷660A之上。例如，可以实现附加的感测焊盘和与温度传感器的连接。

图13示出了根据各种实施例的形成芯片封装(例如，如上文在图6A至图7B的上下文中所述的芯片封装600)的方法的流程图1300。

该过程可以包括布置半导体芯片，该半导体芯片在正面上包括第一连接焊盘和第二连接焊盘，该半导体芯片的正面面对包括焊盘接触区域和凹陷的载体，其中第一连接焊盘布置在凹陷之上并且第二连接焊盘布置成接触焊盘接触区域(在1310中)。

该过程还可以包括将夹具布置半导体芯片的背面之上，以覆盖半导体芯片，在半导体芯片处，夹具在凹陷之上延伸(在1320中)。

该过程还可以包括将第一连接焊盘与没有包封材料或延伸出包封材料的第一外部连接导电连接(在1330中)。

在图1的上下文中，描述了用于驱动应用(例如用于电动叉车车辆)的通常使用的电路，并且讨论了对尽可能有效地散发在电路的功率MOSFET内产生的热量的要求和本解决方案的缺点。

在各种实施例中，可以提供用于高功率驱动三相逆变器的功率密度。

在各种实施例中，例如如上所述的“标准”漏极向下芯片封装和源极向下芯片封装可以组合以构建半桥系统。例如，漏极向下晶体管轮廓封装(例如，TO 220封装)和源极向下晶体管轮廓封装(例如，TO220源极向下封装，例如以上在图7A的上下文中所述的)可以组合以构建半桥系统。

图8A和图8B中的每个示出了根据各种实施例的半导体装置800(例如半桥系统)的示意图，并且图9示出了根据各种实施例的三相系统900的示意图。三相系统900可以包括三个半导体装置800。

在各种实施例中，半导体装置800可以包括第一冷却元件884。冷却元件884可以包括高导热材料或由高导热材料组成，所述高导热材料例如是金属，例如本领域中通常用于形成冷却元件884的金属。

冷却元件884可以包括接触部分884C以及具有增加的表面积的部分884F，接触部分884C可以被配置为被至少一对芯片封装880/882接触，部分884F用于改善向环境介质的热传递。具有增加的表面积的部分884F可以例如形成有/形成为鳍状物，例如，如图8A、图8B和图9所示。

半导体装置800还可以包括至少一个第一芯片封装880，其也可以被称为源极向下芯片封装880。源极向下芯片封装880可以例如是半导体芯片封装600，如以上在图6A至7B的上下文中所述的。

源极向下芯片封装880可以包括第一晶体管芯片(例如MOSFET芯片)、包封第一晶体管芯片的包封体880E、以及暴露在第一芯片封装880的第一侧上的第一冷却结构880C。第一冷却结构880C可以导电连接到第一晶体管芯片的源极接触部。

半导体装置800还可以包括至少一个第二芯片封装882，其也可以被称为漏极向下芯片封装882。漏极向下芯片封装882可以例如是标准晶体管轮廓封装，例如具有暴露焊盘的标准功率封装，例如TO220、TO247、无引线TO或QDPAK。

漏极向下芯片封装882可以包括第二晶体管芯片、包封第二晶体管芯片的包封体882E、以及暴露在第二芯片封装882的第一侧上的第二冷却结构882C。第二冷却结构882C可以导电连接到第二晶体管芯片的漏极接触部。

在各种实施例中，至少一个第一芯片封装880中的至少一个可以安装在冷却元件884上，并且第一冷却结构880C在第一侧上接触第一冷却元件884，例如第一冷却元件884的接触部分884C。此外，至少一个第二芯片封装882中的至少一个可以安装在冷却元件884上，并且第二冷却结构882C在与第一侧相对的第二侧上接触第一冷却元件884，例如第一冷却元件884的接触部分884C。

在各种实施例中，源极向下芯片封装880的源极接触部和漏极向下芯片封装882的漏极接触部可以通过冷却元件884导电地连接。由于芯片封装880、882分别到冷却元件(也称为热沉)884的直接连接，可以显著改善热性能，因为在各种实施例中可以省略的热(和/或电)隔离箔通常可能不是良好的导热体(导热率可以在2W/mK的范围内)。

半导体装置800可以被配置为半桥系统。在图8A和图8B中示出的示例性实施例可以形成这样的半桥系统，其可以使用TO220源极向下芯片封装880和TO220漏极向下芯片封装882来构建。在各种实施例中，可以提供包括电子电路的载体以用于形成半桥系统。第一冷却元件884可以安装在载体上。

在各种实施例中，例如，如果需要更多的输出功率或电流，则可以容易地将两个或更多个芯片封装并联连接。在图8B中示出了具有至少一个第一芯片封装880的三个并联芯片封装880和至少一个第二芯片封装882的三个并联芯片封装882的示例性实施例。第一冷却元件884的接触部分884C可以更大，以容纳第一侧上的三个并联的第一芯片封装880和第二侧上的三个并联的第二芯片封装882。三个并联的第一芯片封装880中的每个可以以例如如上所述的相同的方式安装在第一侧上，并且三个并联的第二芯片封装882中的每一个可以以例如如上所述的相同的方式安装在第二侧上。

在各种实施例中，半导体装置800可以与两个相似或相同的半导体装置800组合。三个半导体装置800一起可以形成三相系统900，例如逆变器900，如图9所示。高侧功率线990和低侧功率线992在各种实施例中可以是电路的一部分，其可以例如是载体(未示出)的一部分。在各种实施例中，不需要昂贵的绝缘金属基板(IMS)印刷电路板(PCB)，因为不需要通过主板进行的冷却。替代地，可以使用标准的廉价FR4 PCB(没有热过孔)。

在各种实施例中，相可以通过电缆直接分别连接到芯片封装880、882中的一个或两个。在各种实施例中，相可以通过电缆连接到冷却元件884，芯片封装880、882可以电和热连接到冷却元件884。

在各种实施例中，芯片封装880、882可以与冷却元件884电绝缘，并且半桥系统的低侧和高侧相节点可以通过不同的连接机构来连接，例如通过可以用于将相与要驱动的器件连接的机械螺钉来连接。

在各种实施例中，由于功率电流仅需要一个封装引线，所以可以显著减小芯片封装(例如，TO220封装)880的有效电气封装电阻。

此外，在各种实施例中，可以通过将半导体封装880、882直接连接到热沉884来改善热性能。

在各种实施例中，三相系统900(例如，逆变器900)的物理尺寸可以不同于当前的基于表面安装器件(SMD)的系统解决方案的物理尺寸。虽然当前的系统主要在基本平面的xy方向上延伸，但是图5中的解决方案还使用z尺寸，这可能会导致xy平面中的空间需求降低，从而所需的PCB区域更小，这可能会降低系统成本(系统成本可能与PCB成本成比例)。

图10A示出了根据各种实施例的半桥模块1000的示意性俯视图，并且图10B示出了根据各种实施例的半桥模块1001的示意性俯视图。图11A示出了根据各种实施例的在半桥模块1000、1001中使用的具有源极向下构造的晶体管封装1014的示意性截面图，图11B示出了根据各种实施例的在半桥模块1000、1001中使用的具有漏极向下构造的晶体管封装1012的示意性截面图。图12A示出了根据各种实施例的三相系统1200和形成该三相系统的元件的示意图，并且图12B示出了根据各种实施例的另一个三相系统1200的示意图。为了避免拥挤，在若干幅图中可能识别出的一些结构未被提供附图标记。如有必要，可以在对应标记的图中查找到所述结构。

在各种实施例中，半桥模块1000、1001可以包括具有顶侧的载体1010(图10A、图10B和图12A中从顶侧示出了半桥模块1000、1001)、第一源极焊盘1010S、以及第一漏极焊盘1010D。第一源极焊盘1010S和第一漏极焊盘1010D可以通过载体1010的中心部分1010C连接。中心部分1010C可以是电绝缘的。第一源极焊盘1010S和第一漏极焊盘1010D可以是导电的。它们可以例如包括金属或由例如金属组成，所述金属例如是表面金属化或被包括或附接的金属部分，例如金属块。载体1010可以例如是基于FR4或IMS的小型PCB。

半桥模块1000、1001还可以包括第一晶体管封装1014，该第一晶体管封装1014包括暴露在第一晶体管封装1014的底侧的第一源极接触表面1110S1(参见图11A)和暴露在第一晶体管封装1014的顶侧的第一漏极接触表面1116S1。第一晶体管封装1014可以例如包括功率MOSFET。图11A中所示的晶体管封装1014意在仅示意性地可视化半桥模块1000、1001中包括的第一晶体管封装的一些特性，例如第一源极接触表面1110S1暴露在晶体管封装1014的底侧，栅极接触部1112也暴露在晶体管封装1014的底侧，并且第一漏极接触表面1116S1暴露在晶体管封装1014的相对的顶侧。晶体管芯片654的布置、导电结构1110、1116、1112和电绝缘材料1114可以具有提供所述特性的任何合适的构造。

在各种实施例中，第一晶体管封装1014可以例如是如上文在图6A至图7B的上下文中针对具有暴露在芯片封装600的顶部的夹具660的实施例(例如S308源极向下封装，其漏极接触暴露在顶部)所描述的源极向下晶体管封装600。在各种实施例中，可以通过芯片嵌入技术来提供第一晶体管封装1014。

第一晶体管封装1014可以被安装到载体1010的顶侧，其中第一源极接触表面1110S1与第一源极焊盘1010S电接触并机械接触。第一晶体管封装1014可以例如以其第一源极接触表面1110S1焊接或胶合到第一源极焊盘1010S，或者通过本领域中已知的其他合适的技术附接到第一源极焊盘1010S。

半桥模块1000、1001还可以包括第二晶体管封装1012，该第二晶体管封装1012包括暴露在第二晶体管封装1012的顶侧的第二源极接触表面1110S2(参见图11B)和暴露在第二晶体管封装1012的底侧的第二漏极接触表面1116S2。第二晶体管封装1012可以例如包括功率MOSFET。图11B中所示的晶体管封装1012意在仅示意性地可视化半桥模块1000、1001中包括的第二晶体管封装的一些特性，例如第二漏极接触表面1116S2暴露在晶体管封装1012的底侧，栅极接触部1112也暴露在晶体管封装1012的底侧，并且第二源极接触表面1110S2暴露在晶体管封装1012的相对的顶侧。晶体管芯片654的布置、导电结构1110、1116、1112和电绝缘材料1114可以具有提供所述特性的任何合适的构造。

在各种实施例中，第二晶体管封装1012可以是例如其源极和漏极接触表面1110S2、1116S2暴露在相对的主表面处的漏极向下晶体管封装，例如其源极电极暴露在顶部的PQFN或S308封装。在各种实施例中，第二晶体管封装1012可以通过芯片嵌入技术来提供。

第二晶体管包封体1012可以被安装到载体1010的顶侧，其中第二漏极接触表面1116S2与第一漏极焊盘1010D电接触并机械接触。第二晶体管封装1012可以例如以其第二漏极接触表面1116S2焊接或胶合到第一漏极焊盘1010D，或者通过本领域已知的其他合适的技术附接到第一漏极焊盘1010D。

在各种实施例中，第一源极焊盘1010S的一部分可以在载体1010的第一端在顶侧处暴露，并且第一漏极焊盘1010D的一部分可以在载体1010的第二端在顶侧处暴露。载体1010的第二端可以与第一端相对。它们可以例如沿着载体1010的长轴处于载体1010的相对端。

为了易于描述半桥模块1000、1001相对于彼此的布置的实施例，在图10A、图10B、图12A和图12B中指示了X和Y方向。Y方向可以与连接第一晶体管封装1014和第二晶体管封装1012的线重合。X方向可以在载体1010的平面中与Y方向正交。

半桥模块1000、1001还可以包括至少一个固定结构1016、1018、1022、1024，它们在第一源极焊盘1010S处(固定结构1016或1024)和/或在第一漏极焊盘1010D(固定结构1018或1022)处。至少一个固定结构1016、1018、1022、1024可以被配置为在第一源极焊盘1010S与相邻的另一半桥模块1000、1001的另一第一源极焊盘1010S之间提供或实现机械固定和导电耦合，和/或在第一漏极焊盘1010D与相邻的另一半桥模块1000、1001的另一第一漏极焊盘1010D之间提供或实现机械固定和导电耦合。

在各种实施例中，至少一个固定结构1016、1018、1022、1024可以是至少一个螺钉孔1016、1018，它们形成在第一源极焊盘中(螺钉孔1016)和/或第一漏极焊盘中(螺钉孔1018)。其示例在图10A和图12A中示出。

在各种实施例中，至少一个固定结构1016、1018、1022、1024可以是至少一个锁定元件1022和/或至少一个锁定元件1024，锁定元件1022附接到第一源极焊盘1010S或形成在第一源极焊盘1010S中，并被配置为耦合到另一半桥模块1001的对应的另一锁定元件1022，锁定元件1024附接到第一漏极焊盘1010D，并被配置为耦合到另一半桥模块1001的对应的另一锁定元件1024。在图10B和图12B中示出了其示例。即使锁定元件1022和1024仅被示出为在沿着载体1010的长轴的方向上从第一源极焊盘1010S和从第一漏极焊盘1010D延伸，但是它们可以替代地或另外地被设置为从连接第一漏极焊盘1010D与第一源极焊盘1010S的边缘延伸，例如沿着载体1010的短轴方向突出。锁定元件1024可以允许相邻的第一源极焊盘1010S的耦合。

锁定元件1022、1024可以例如具有梳状结构，或拼图式类型结构，或可以允许在相邻的半桥模块1001之间建立稳定的机械连接并在相邻的第一源极焊盘1010S(锁定元件1024)之间和/或在相邻的漏极焊盘1010D(锁定元件1022)之间提供导电连接的任何其他合适的结构。

即使根据图10B和图12B中所示的各种实施例的锁定元件1022、1024具有相同的结构，但是在各种实施例中锁定元件1022可以与锁定元件1024不同，例如以使得它们不兼容。从而，可以防止半桥模块1001的第一源极焊盘1010S到另一半桥模块1001的第一漏极焊盘1010D的意外耦合。

换句话说，两个(例如，相同或基本相同的)半桥模块1000或两个(例如，相同或基本相同的)半桥模块1001可以彼此相邻放置，其顶侧面对相同的方向。这种布置的示例分别在图12A和图12B中示出。

在各种实施例中，可以在X方向上彼此相邻地放置两个(或更多)半桥模块1000或两个(或更多)半桥模块1001。在该情况下，半桥模块1000或半桥模块1001可以布置为具有相同的取向。在图12A中针对半桥模块1000并且在图12B中针对半桥模块1001示出了示例。

在该情况下，相应的第一源极焊盘1010S可以彼此相邻，从而形成第一源极焊盘1010S的区域或线。相应的第一漏极焊盘1010D可以彼此相邻，从而形成第一漏极焊盘1010D的区域或线。并且中心部分1010C可以彼此相邻，从而形成中心部分1010C的区域或线。半桥模块1000、1001可以被布置为彼此直接接触，或者(至少对于半桥模块1000而言)在其间具有(例如小的)间隙。在X方向上的相邻布置可以允许分别并联连接多个半桥模块1000或1001，换句话说，对于相同的相，允许增加用于高功率应用的可用电压或电流。

在各种实施例中，三个或更多半桥模块1000或三个或更多半桥模块1001可以在Y方向上彼此相邻地布置。

在该情况下，半桥模块1000或1001可以分别布置为使其长轴对齐并且两个相邻的半桥模块1000或1001的第一源极焊盘1010S分别彼此相邻布置。在该情况下，相应的第一源极焊盘1010S可以形成第一源极焊盘1010S的区域(并且可选地，与在X方向上相邻布置的另外的半桥模块1000或1001一起形成线)。

此外，半桥模块1000或1001可以分别布置为使其长轴对齐并且两个相邻的半桥模块1000或1001的第一漏极焊盘1010D分别彼此相邻布置。在该情况下，相应的第一漏极焊盘1010D可以形成第一漏极焊盘1010D的区域(并且可选地，与在X方向上相邻布置的另外的半桥模块1000或1001一起形成线)。

该构造可以允许容易地提供三相系统1200、1201的三相。可以通过在Y方向上分别添加另外的半桥模块1000或1001来添加更多的相。

在X方向上分别添加更多的半桥模块1000或1001可以允许提供具有增加的功率的三(或更多)相系统。参见图12A的基于半桥模块1000的三相系统1200(例如逆变器)的示例性构造。半桥模块1000被布置成矩阵状构造。参见图12B的基于半桥模块1001的三相系统1201(例如逆变器)的示例性构造。半桥模块1001被布置成矩阵状构造。由于它们的模块化组合性，半桥模块1000和1001也可以称为“功率砖”。

在各种实施例中，暴露在第一晶体管封装1014的顶侧的第一漏极接触表面1116S1和暴露在第二晶体管封装1012的顶侧的第二源极接触表面1110S2可以被布置为距载体1010的顶侧表面相同的距离。这可以允许第一漏极接触表面1116S1和第二源极接触表面1110S2通过公共导体元件1020来容易地连接，例如通过具有简单结构的公共导体元件1020(例如，扁平金属元件)来容易地连接。

在各种实施例中，公共导体元件1020可以被布置为在载体1010的边缘之上沿X方向(例如，在载体1010的短轴的方向上)延伸。例如，公共导体元件1020的长度可以近似对应于载体1010沿其短轴(例如，在X方向上)的宽度的倍数(例如，n倍)。这可以允许耦合多个(例如，n个)半桥模块1000，例如，使用公共导体元件1020将其相应的第一漏极接触表面1116S1和其相应的第二源极接触表面1110S2彼此耦合。例如，可以将汇流条用作公共导体元件1020，或者将适用于大功率应用并具有用于连结半桥模块1000的足够的机械稳定性的任何其他导电元件用作公共导体元件1020。

在各种实施例中，公共导体元件1020可以例如通过焊接、胶合或用于形成将公共导体元件1020固定到第一漏极接触表面1116S1和第二源极接触表面1110S2的导电接触部的任何其他合适的技术而直接固定到第一漏极接触表面1116S1和第二源极接触表面1110S2。

在各种实施例中，载体1010还可以包括用于将公共导体元件1020固定到半桥模块1000、1001的绝缘通孔1021。通过将公共导体元件1020(可以设置有对应的通孔)固定到载体1010，公共导体元件1020可以与第一漏极接触表面1116S1和第二源极接触表面1110S2导电接触。其示例在图12A中示出。

在各种实施例中，半桥模块1000、1001可以实现纯垂直电流，并且因此在封装1000、1001内不需要电流重新分配。这可能会显著降低封装电阻，例如降低到一位数μΩ范围。

此外，可以形成顶侧相总线的公共导体元件1020可以改善关于R_th和Z_th的热性能。换句话说，由于功率MOSFET从顶侧以及从底侧被冷却，所以改善了热性能。

在各种实施例中，公共导体元件1020可以具有两个功能：一方面，用于分配电流，并且另一方面，用于充当顶侧热沉。

在各种实施例中，由于较低的功率损耗产生(由于较低的封装电阻)和较好的冷却(由于双侧冷却)，所以半桥模块1000、1001(以及，因此，还有三相系统1200、1201)的功率密度也可以显著增加。

在各种实施例中，在三相系统1200中，例如，如图12A所示，可以组合多个半桥模块(这里：12个)1000。可以提供三个公共导体元件1020，每个公共导体元件1020用于三相中的每一个。公共导体元件1020中的第一个可以被布置用于耦合多个半桥模块1000的第一子集(在该情况下为四个)的第一漏极接触表面1116S1和第二源极接触表面1110S2，以提供第一相。公共导体元件1020中的第二个可以被布置用于耦合多个半桥模块1000的第二子集(在该情况下为四个)的第一漏极接触表面1116S1和第二源极接触表面1110S2，以提供第二相。公共导体元件1020中的第三个可以被布置用于耦合多个半桥模块1000的第三子集(在该情况下为四个)的第一漏极接触表面1116S1和第二源极接触表面1110S2，以提供第三相。

可以提供另外的接触条1220，以将相邻的半桥模块1000的第一漏极焊盘1010D(沿X方向和/或沿Y方向)彼此耦合。可以提供另外的接触条1222，以将相邻的半桥模块1000的第一源极焊盘1010S(沿X方向和/或沿Y方向)彼此耦合。另外的接触条1220、1222可以进一步用于向三相系统1200提供电力。

在图12B的实施例中，示出了组合半桥模块1001以形成三相系统1201的不同方式。

可以是每个半桥模块1001的一部分或附接到每个半桥模块1001的公共导体元件1020的宽度可以近似对应于载体1010沿着其短轴(例如，在X方向上)的宽度。换句话说，公共导体元件1020(在其他情况下可以与上文在图12A的上下文中描述的导体元件1020相似)可以不延伸到载体1010的边缘。至少一个导体锁定元件1026可以被附接到公共导体元件1020或形成为公共导体元件1020的一部分。至少一个导体锁定元件1026可以被配置为耦合到另一相邻的半桥模块1001(或更确切地说，公共导体元件1020)的对应的另一导体锁定元件1026。在各种实施例中，可以提供至少两个导体锁定元件1026，其在载体1010的连接载体1010的第一端和第二端的两个边缘之上延伸。在图10B和图12B所示的示例性实施例中，每个公共导体元件1020提供四个导体锁定元件1026。

在各种实施例中，至少一个导体锁定元件1026可以在载体1010的连接第一端和第二端的至少一个边缘之上延伸，例如利用如图10B和图12B所示的梳状结构，或者例如通过附接到或形成在公共导体元件1020中的拼图式类型结构，或者通过任何其他类型的锁定元件1026，其可以适于将相邻的公共导体元件1020彼此机械耦合并且适于在相邻的公共导体元件1020之间提供导电连接。

在各种实施例中，半桥模块1001可以被组合以形成三相系统1201，该三相系统1201的功能(例如，关于可以提供的相和/或功率的数量)可以类似于以上在三相系统1200的上下文中所描述的功能。例如，在Y方向上布置和耦合的多个半桥模块1001可以定义可以提供的相的数量。在X方向上并联布置(和耦合)的半桥模块1001的数量可以定义可以由三相系统1201(或更一般地，在多于三相的情况下，多相系统)提供的最大电流/电压。

类似于三相系统1200，可以提供另外的接触条1220、1222，以向三相系统1201供电。可以使用锁定元件1024和1026分别附接另外的接触条1220、1222。可以在接触条1220、1222上设置对应的锁定元件。

在各种实施例中，在半桥模块1000或1001之一分别发生故障的情况下，三相系统1200、1201可以允许容易的维修。特别是在半桥模块1000通过螺钉1224附接到公共导体元件1220和接触条1220、1222的情况下，或者在半桥模块1001通过锁定元件1226附接到公共导体元件1220和接触条1220、1222的情况下，可以容易地分别拆卸和更换个体半桥模块1000或1001。

下面将说明各种示例：

示例1是一种半导体器件。半导体器件可以包括：包括电子电路的载体；安装在载体上的多个半导体芯片封装；其中，每个所述芯片封装包括包封半导体芯片的包封体、将半导体芯片与电子电路电连接的多个接触结构、以及从包封体突出的至少一个冷却结构；以及导热连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构的冷却元件。

在示例2中，示例1的主题还可以可选地包括：多个半导体芯片封装中的每个是表面安装到载体的表面安装器件。

在示例3中，示例1或2的主题还可以包括：载体是印刷电路板。

在示例4中，前述示例中任一个的主题还可以包括：冷却元件是导电的。

在示例5中，前述示例中任一个的主题还可以包括：每个冷却结构与半导体芯片和电子电路电耦合，从而形成另一接触结构。

在示例6中，前述示例中任一个的主题还可以包括：多个冷却结构通过冷却元件彼此电耦合。

在示例7中，前述示例中任一个的主题还可以包括：多个接触结构中的每个包括至少一个控制接触结构和至少一个受控接触结构。

在示例8中，示例7的主题还可以包括：冷却结构是另一受控接触结构。

在示例9中，前述示例中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的至少一个是功率半导体器件。

在示例10中，前述示例中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的至少一个是MOSFET、IGBT或二极管。

在示例11中，前述示例中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装的第一组被布置在第一行中。

在示例12中，示例11的主题还可以包括：第一组的所有半导体芯片封装被布置为具有相同的第一取向。

在示例13中，示例11或12的主题还可以包括：冷却元件包括热耦合到第一组的半导体芯片封装的冷却结构的第一冷却元件部分。

在示例14中，示例11至示例13中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装的第二组被布置在第二行中。

在示例15中，示例14的主题还可以包括：第二组的所有半导体芯片封装被布置为具有相同的第二取向，第二取向不同于第一取向。

在示例16中，示例14或15的主题还可以包括：冷却元件包括热耦合至第二组的半导体芯片封装的冷却结构的第二冷却元件部分。

在示例17中，示例16的主题还可以包括：第一冷却元件部分和第二冷却元件部分一体地形成。

在示例18中，前述示例中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括铝、铜、铝合金和/或铜合金。

在示例19中，前述示例中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括导电线圈。

在示例20中，前述示例中任一个的主题还可以包括：包封体中的至少一个包括模制材料或层合体。

在示例21中，前述示例中任一个的主题还可以包括：冷却元件与包封体中的至少一个直接接触。

在示例22中，前述示例中任一个的主题还可以包括：冷却元件焊接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构。

在示例23中，前述示例中任一个的主题还可以包括：冷却结构包括用于将冷却元件螺钉连接到冷却结构上的开口。

在示例24中，前述示例中任一个的主题还可以包括：冷却元件螺钉连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构上。

在示例25中，前述示例中任一个的主题还可以包括：所述电子电路和所述多个半导体芯片封装被连接以包括并联的半桥。

在示例26中，前述示例中任一个的主题还可以包括：所述电子电路和所述多个半导体芯片封装被连接以包括全桥。

示例27是三相系统，其包括前述示例中任一个的半导体器件或由所述半导体器件组成。

示例28是一种半导体装置。半导体装置可以包括：冷却元件，安装在冷却元件上的多个半导体芯片封装，其中芯片封装中的每个包括包封半导体芯片的包封体、用于电接触半导体芯片的多个接触结构、以及从包封体突出的至少一个冷却结构，其中冷却元件导热连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构，并且其中多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构通过冷却元件电连接。

在示例29中，示例28的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的每个是被配置为表面安装到载体的表面安装器件。

在示例30中，示例28或29的主题还可以包括：多个接触结构中的每个包括至少一个控制接触结构和至少一个受控接触结构。

在示例31中，示例28至30中任一个的主题还可以包括：冷却结构是另一受控接触结构。

在示例32中，示例28至31中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的至少一个是功率半导体器件。

在示例33中，示例28至32中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的至少一个是MOSFET、IGBT或二极管。

在示例34中，示例28至33中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装的第一组被布置在第一行中。

在示例35中，示例34的主题还可以包括：第一组的所有半导体芯片封装被布置为具有相同的第一取向。

在示例36中，示例34或35的主题还可以包括：冷却元件包括热耦合至第一组的半导体芯片封装的冷却结构的第一冷却元件部分。

在示例37中，示例34至36中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装的第二组被布置在第二行中。

在示例38中，示例37的主题还可以包括：第二组的所有半导体芯片封装被布置为具有相同的第二取向，第二取向不同于第一取向。

在示例39中，示例34至37中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括热耦合至第二组的半导体芯片封装的冷却结构的第二冷却元件部分。

在示例40中，示例39的主题还可以包括：第一冷却元件部分和第二冷却元件部分一体地形成。

在示例41中，示例28至40中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括铝、铜、铝合金和/或铜合金。

在示例42中，示例28至41中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括导电线圈。

在示例43中，示例28至42中任一个的主题还可以包括：包封体中的至少一个包括模制材料或层合体。

在示例44中，示例28至43中任一个的主题还可以包括：冷却元件与包封体中的至少一个热接触。

在示例45中，示例28至44中任一个的主题还可以包括：冷却元件被焊接或螺钉连接至多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构。

在示例46中，示例28至45中任一个的主题还可以包括：冷却结构包括用于将冷却元件螺钉连接到冷却结构上的开口。

示例47是一种形成半导体器件的方法。该方法可以包括：将多个半导体芯片封装安装到载体上，其中，载体包括电子电路，并且每个所述芯片封装包括包封半导体芯片的包封体、将半导体芯片与电子电路电连接的多个接触结构、以及从包封体突出的至少一个冷却结构；以及将冷却元件导热地连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构。

在示例48中，示例47的主题还可以包括：多个半导体芯片封装的安装包括将半导体芯片封装表面安装到载体。

在示例49中，示例47或48的主题还可以包括：载体是印刷电路板。

在示例50中，示例47至49中任一个的主题还可以包括：冷却元件是导电的。

在示例51中，示例47至50中任一个的主题还可以包括：冷却结构中的每个与半导体芯片和电子电路电耦合，从而形成另一接触结构。

在示例52中，示例47至51中任一个的主题还可以包括：多个冷却结构通过冷却元件彼此电耦合。

在示例53中，示例47至52中任一个的主题还可以包括：多个接触结构中的每个包括至少一个控制接触结构和至少一个受控接触结构。

在示例54中，示例53的主题还可以包括：冷却结构是另一受控接触结构。

在示例55中，示例47至54中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的至少一个是功率半导体器件。

在示例56中，示例47至55中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的至少一个是MOSFET、IGBT或二极管。

在示例57中，示例47至56中任一个的主题还可以包括：在安装之前，将多个半导体芯片封装的第一组布置在第一行中。

在示例58中，示例57的主题还可以包括：所述布置包括将第一组的所有半导体芯片封装布置为具有相同的第一取向。

在示例59中，示例57或58的主题还可以包括：冷却元件包括热耦合到第一组的半导体芯片封装的冷却结构的第一冷却元件部分。

在示例60中，示例57至59中任一个的主题还可以包括：在安装之前，将多个半导体芯片封装的第二组布置在第二行中。

在示例61中，示例60的主题还可以包括：所述布置包括将第二组的所有半导体芯片封装布置为具有相同的第二取向，第二取向不同于第一取向。

在示例62中，示例60或61的主题还可以包括：冷却元件包括热耦合到第二组的半导体芯片封装的冷却结构的第二冷却元件部分。

在示例63中，示例62的主题还可以包括：第一冷却元件部分和第二冷却元件部分一体地形成。

在示例64中，示例47至63中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括铝、铜、铝合金和/或铜合金。

在示例65中，示例47至64中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括导电线圈。

在示例66中，示例47至65中任一个的主题还可以包括：包封体中的至少一个包括模制材料或层合体。

在示例67中，示例47至66中任一个的主题还可以包括：使包封体中的至少一个与冷却元件直接接触。

在示例68中，示例47至67中任一个的主题还可以包括：导热地连接冷却元件包括将冷却元件焊接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构。

在示例69中，示例47至68中任一个的主题还可以包括：冷却结构包括用于将冷却元件螺钉连接到冷却结构上的开口。

在示例70中，示例47到69中任一个的主题还可以包括：导热地连接冷却元件包括将冷却元件螺钉连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构上。

在示例71中，示例47至70中任一个的主题还可以包括：电子电路和多个半导体芯片封装被连接以包括并联的半桥。

在示例72中，示例47至71中任一个的主题还可以包括：电子电路和多个半导体芯片封装被连接以包括全桥。

示例73是一种形成半导体装置的方法。该方法可以包括：将多个半导体芯片封装安装到冷却元件上，其中每个所述芯片封装包括包封半导体芯片的包封体、用于电接触半导体芯片的多个接触结构、以及从包封体突出的至少一个冷却结构，从而将冷却元件导热地连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构，并且通过冷却元件电连接多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构。

在示例74中，示例73的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的每个是被配置为表面安装至载体的表面安装器件。

在示例75中，示例73或74的主题还可以包括：多个接触结构中的每个包括至少一个控制接触结构和至少一个受控接触结构。

在示例76中，示例73至75中任一个的主题还可以包括：冷却结构是另一受控接触结构。

在示例77中，示例73至76中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的至少一个是功率半导体器件。

在示例78中，示例73至77中任一个的主题还可以包括：多个半导体芯片封装中的至少一个是MOSFET、IGBT或二极管。

在示例79中，示例73至78中任一个的主题还可以包括：在安装之前，将多个半导体芯片封装的第一组布置在第一行中。

在示例80中，示例79的主题还可以包括：所述布置包括将第一组的所有半导体芯片封装布置为具有相同的第一取向。

在示例81中，示例79或80的主题还可以包括：冷却元件包括热耦合到第一组的半导体芯片封装的冷却结构的第一冷却元件部分。

在示例82中，示例79至81中任一个的主题还可以包括：在安装之前，将多个半导体芯片封装的第二组布置在第二行中。

在示例83中，示例82的主题还可以包括：所述布置包括将第二组的所有半导体芯片封装布置为具有相同的第二取向。

在示例84中，示例82或83的主题还可以包括：冷却元件包括热耦合到第二组的半导体芯片封装的冷却结构的第二冷却元件部分。

在示例85中，示例84的主题还可以包括：第一冷却元件部分和第二冷却元件部分一体地形成。

在示例86中，示例73至85中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括铝、铜、铝合金和/或铜合金。

在示例87中，示例73至86中任一个的主题还可以包括：冷却元件包括导电线圈。

在示例88中，示例73至87中任一个的主题还可以包括：包封体中的至少一个包括模制材料或层合体。

在示例89中，示例73至88中任一个的主题还可以包括：冷却元件与包封体中的至少一个热接触。

在示例90中，示例73至89中任一个的主题还可以包括：将多个半导体芯片封装安装到冷却元件上包括：将冷却元件焊接或螺钉连接到多个半导体芯片封装中的至少两个半导体芯片封装中的每个的至少一个冷却结构。

在示例91中，示例73至90中任一个的主题还可以包括：冷却结构包括用于将冷却元件螺钉连接到冷却结构上的开口。

示例92是一种形成半导体器件的方法。该方法可以包括将根据示例27至46中任一个的半导体装置安装到包括电子电路的载体。

在示例93中，示例92的主题还可以包括：所述安装包括将多个半导体芯片封装表面安装到载体。

示例94是一种芯片封装。芯片封装可以包括：半导体芯片，其在正面上包括第一连接焊盘和第二连接焊盘；载体，其包括焊盘接触区域和凹陷；包封材料，其包封半导体芯片；第一外部连接，其不具有包封材料或延伸出包封材料；导电夹具；以及接触结构，其中半导体芯片被布置为使其正面面对载体，第一连接焊盘在凹陷之上，并且第二连接焊盘接触焊盘接触区域，其中，夹具布置在半导体芯片的背面之上，所述夹具覆盖半导体芯片，在半导体芯片处，夹具在凹陷之上延伸，并且其中，导电接触结构将第一连接焊盘与第一外部连接导电连接。

在示例95中，示例94的主题还可以包括：第二连接焊盘导电地连接到没有包封材料或延伸出包封材料的第二外部连接。

在示例96中，示例94或95的主题还可以包括：半导体芯片包括晶体管，并且第二连接焊盘是晶体管的源极焊盘。

在示例97中，示例94至96中任一个的主题还可以包括：在半导体芯片的与正面相对的背面上的第三连接焊盘，其中，夹具将第三连接焊盘导电地连接至第三外部连接，第三外部连接没有包封材料或延伸出包封材料。

示例98是一种半导体装置。半导体装置可以包括：第一冷却元件；至少一个第一芯片封装，包括第一晶体管芯片、包封第一晶体管芯片的包封体、以及暴露在第一芯片封装的第一侧上的第一冷却结构，其中，第一冷却结构导电连接到第一晶体管芯片的源极接触部；至少一个第二芯片封装，包括第二晶体管芯片、包封第二晶体管芯片的包封体、以及暴露在第二芯片封装的第一侧上的第二冷却结构，其中，第二冷却结构导电连接到第二晶体管芯片的漏极接触部，其中，至少一个第一芯片封装中的至少一个安装在冷却元件上，并且第一冷却结构在第一侧上接触第一冷却元件，并且其中，至少一个第二芯片封装中的至少一个安装在冷却元件上，其中第二冷却结构在与第一侧相对的第二侧上接触第一冷却元件。

在示例99中，示例98的主题还可以包括：冷却元件、安装在冷却元件上的至少一个第一芯片封装和安装在冷却元件上的至少一个第二芯片封装形成半桥。

在示例100中，示例99的主题还可以包括：载体，该载体包括可以形成半桥的一部分的电子电路，其中第一冷却元件被安装在载体上。

示例101是一种三相系统。三相系统可以包括三个根据示例99的半导体装置、以及包括电子电路的载体，其中，三个半导体装置和载体可以一起被配置为三相系统。

在示例102中，示例101的主题还可以包括：三相系统形成逆变器。

在示例103中，示例98至101中任一个的主题还可以包括：至少一个第一芯片封装是根据示例94至97中任一个的芯片封装。

示例104是一种半桥模块。半桥模块可以包括：具有顶侧、第一源极焊盘和第一漏极焊盘的载体；第一晶体管封装，其包括在第一晶体管封装的底侧暴露的第一源极接触表面以及在第一晶体管封装的顶侧暴露的第一漏极接触表面，其中，第一晶体管封装被安装到载体的顶侧，并且第一源极接触表面电和机械接触第一源极焊盘；第二晶体管封装，其包括在第二晶体管封装的顶侧暴露的第二源极接触表面以及在第二晶体管封装的底侧暴露的第二漏极接触表面，其中，第二晶体管封装被安装到载体的顶侧，并且第二漏极接触表面电和机械接触第一漏极焊盘，其中，第一源极焊盘的一部分在载体的第一端在顶侧暴露，并且其中，第一漏极焊盘的一部分在载体的与所述第一端相对的第二端在顶侧暴露。

在示例105中，示例104的主题还可以包括：在第一源极焊盘和/或在第一漏极焊盘处的至少一个固定结构，其中，至少一个固定结构被配置为在第一源极焊盘与相邻的另一半桥模块的另一第一源极焊盘之间提供或实现机械固定和导电耦合，和/或在第一漏极焊盘与相邻的另一半桥模块的另一第一漏极焊盘之间提供或实现机械固定和导电耦合。

在示例106中，示例105的主题还可以包括：至少一个固定结构是形成在第一源极焊盘和/或第一漏极焊盘中的至少一个螺钉孔。

在示例107中，示例105的主题还可以包括：至少一个固定结构是至少一个锁定元件，其被附接到第一源极焊盘和/或第一漏极焊盘并被配置为耦合到另一半桥模块的对应的另一锁定元件。

在示例108中，示例104至107中任一个的主题还可以包括：在第一晶体管封装的顶侧暴露的第一漏极接触表面以及在第二晶体管封装的顶侧暴露的第二源极接触表面被布置为与载体的顶侧表面相距相同的距离。

在示例109中，示例108的主题还可以包括：载体包括用于将公共导体元件固定至半桥模块的绝缘通孔，其中，公共导体元件要与第一漏极接触表面和第二源极接触表面导电接触。

在示例110中，示例109的主题还可以包括公共导体元件。

在示例111中，示例110的主题还可以包括至少一个导体锁定元件，该导体锁定元件附接至公共导体元件并被配置为耦合至另一相邻的半桥模块的对应的另一导体锁定元件。

在示例112中，示例111的主题还可以包括：至少一个导体锁定元件在载体的连接第一端和第二端的至少一个边缘之上延伸。

在示例113中，示例111或112的主题还可以包括：至少一个导体锁定元件包括在载体的连接第一端和第二端的两个边缘之上延伸的两个导体锁定元件。

在示例114中，示例104至113中任一个的主题还可以包括：第一晶体管封装是根据示例94至97中任一个的芯片封装。

示例115是一种三相系统，包括至少三个根据示例104至113中任一个的半桥模块，其中，至少三个半桥模块被耦合以形成三相系统。

示例116是一种三相系统，包括至少六个根据示例104至113中任一个的半桥模块，其中，至少六个半桥模块中的第一半桥模块和第二半桥模块并联耦合以提供三相系统的第一相，其中至少六个半桥模块中的第三半桥模块和第四半桥模块并联耦合以提供三相系统的第二相，并且其中，至少六个半桥模块中的第五半桥模块和第六半桥模块并联耦合以提供三相系统的第三相，其中，第一半桥模块和第二半桥模块中的每个的第一漏极接触表面和第二源极接触表面通过第一公共导体元件导电耦合，其中，第三半桥模块和第四半桥模块中的每个的第一漏极接触表面和第二源极接触表面通过第二公共导体元件导电耦合，并且其中，第五半桥模块和第六半桥模块中的每个的第一漏极接触表面和第二源极接触表面通过第三公共导体元件导电耦合。

在示例117中，示例115或116的主题还可以包括另一公共导体元件，该另一公共导体元件导电耦合到第一半桥模块、第二半桥模块、第三半桥模块和第四半桥模块中的每个的第一源极焊盘。

在示例118中，示例115至117中任一个的主题还可以包括：另一公共导体元件，其导电耦合到第三半桥模块、第四半桥模块、第五半桥模块和第六半桥模块中的每个的第一漏极焊盘。

示例119是一种形成芯片封装的方法。该方法可以包括：布置半导体芯片，该半导体芯片在正面上包括第一连接焊盘和第二连接焊盘，该半导体芯片的正面面对具有焊盘接触区域和凹陷的载体，其中，第一连接焊盘布置在凹陷之上，并且第二连接焊盘被布置成接触焊盘接触区域；将夹具布置在半导体芯片的背面之上，所述夹具覆盖半导体芯片，在该半导体芯片处，夹具在凹陷之上延伸；以及将第一连接焊盘与第一外部连接导电连接，第一外部连接没有包封材料或延伸出包封材料。

虽然已经参考具体实施例特别示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变，而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明的范围由所附权利要求指示，并且因此意在包含落入权利要求的等同方案的含义和范围内的所有改变。

Claims (26)

1.一种芯片封装，包括：

半导体芯片，其在正面上包括第一连接焊盘和第二连接焊盘；

载体，其包括焊盘接触区域和凹陷；

包封材料，其用于包封所述半导体芯片；

第一外部连接，其没有所述包封材料或延伸出所述包封材料；

导电夹具；以及

接触结构；

其中，所述半导体芯片被布置成使其正面面对所述载体，其中所述第一连接焊盘在所述凹陷之上，并且所述第二连接焊盘接触所述焊盘接触区域；

其中，所述夹具被布置在所述半导体芯片的背面之上，覆盖所述半导体芯片，在所述半导体芯片处，所述夹具在所述凹陷之上延伸；并且

其中，所述导电接触结构将所述第一连接焊盘与所述第一外部连接导电连接。

2.根据权利要求1所述的芯片封装，

其中，所述第二连接焊盘导电连接到第二外部连接，所述第二外部连接没有所述包封材料或延伸出所述包封材料。

3.根据权利要求1或2所述的芯片封装，

其中，所述半导体芯片包括晶体管；并且

其中，所述第二连接焊盘为所述晶体管的源极焊盘。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的芯片封装，还包括：

第三连接焊盘，其在所述半导体芯片的与所述正面相对的背面上；

其中，所述夹具将所述第三连接焊盘导电连接到第三外部连接，所述第三外部连接没有所述包封材料或延伸出所述包封材料。

5.一种半导体装置，包括：

第一冷却元件；

至少一个第一芯片封装，其包括：

-第一晶体管芯片；

-包封所述第一晶体管芯片的包封体；以及

-在所述第一芯片封装的第一侧上暴露的第一冷却结构；

-其中，所述第一冷却结构导电连接到所述第一晶体管芯片的源极接触部；

至少一个第二芯片封装，其包括：

-第二晶体管芯片；

-包封所述第二晶体管芯片的包封体；以及

-在所述第二芯片封装的第一侧上暴露的第二冷却结构；

-其中，所述第二冷却结构导电连接到所述第二晶体管芯片的漏极接触部；

其中，所述至少一个第一芯片封装中的至少一个安装在所述冷却元件上，并且所述第一冷却结构在第一侧上接触所述第一冷却元件；并且

其中，所述至少一个第二芯片封装中的至少一个安装在所述冷却元件上，并且所述第二冷却结构在与所述第一侧相对的第二侧上接触所述第一冷却元件。

6.根据权利要求5所述的半导体装置，

其中，所述冷却元件、安装在所述冷却元件上的所述至少一个第一芯片封装和安装在所述冷却元件上的所述至少一个第二芯片封装形成半桥。

7.根据权利要求6所述的半导体装置，还包括：

载体，其包括形成所述半桥的部分的电子电路，

其中，所述第一冷却元件安装在所述载体上。

8.一种三相系统，包括：

根据权利要求6所述的三个半导体装置；以及

包括电子电路的载体；

其中，所述三个半导体装置和所述载体一起被配置为所述三相系统。

9.根据权利要求8所述的三相系统，

其中，所述三相系统形成逆变器。

10.根据权利要求5至7中任一项所述的半导体装置，

其中，所述至少一个第一芯片封装为根据权利要求1至4中任一项所述的芯片封装。

11.一种半桥模块，包括：

载体，其包括顶侧、第一源极焊盘和第一漏极焊盘；

第一晶体管封装，其包括在所述第一晶体管封装的底侧暴露的第一源极接触表面和在所述第一晶体管封装的顶侧暴露的第一漏极接触表面，其中，所述第一晶体管封装被安装到所述载体的所述顶侧，其中所述第一源极接触表面电和机械接触所述第一源极焊盘；

第二晶体管封装，其包括在所述第二晶体管封装的顶侧暴露的第二源极接触表面和在所述第二晶体管封装的底侧暴露的第二漏极接触表面，其中，所述第二晶体管封装被安装到所述载体的所述顶侧，其中所述第二漏极接触表面电和机械接触所述第一漏极焊盘；

其中，所述第一源极焊盘的一部分在所述载体的第一端在所述顶侧暴露；并且

其中，所述第一漏极焊盘的一部分在所述载体的与所述第一端相对的第二端在所述顶侧暴露。

12.根据权利要求11所述的半桥模块，还包括：

所述第一源极焊盘和/或所述第一漏极焊盘处的至少一个固定结构；

其中，所述至少一个固定结构被配置为在所述第一源极焊盘与相邻的另一半桥模块的另一第一源极焊盘之间提供或实现机械固定和导电耦合，和/或在所述第一漏极焊盘与所述相邻的另一半桥模块的另一第一漏极焊盘之间提供或实现机械固定和导电耦合。

13.根据权利要求12所述的半桥模块，

其中，所述至少一个固定结构是形成在所述第一源极焊盘和/或所述第一漏极焊盘中的至少一个螺钉孔。

14.根据权利要求12所述的半桥模块，

其中，所述至少一个固定结构是至少一个锁定元件，所述至少一个锁定元件附接到所述第一源极焊盘和/或所述第一漏极焊盘，并且被配置为耦合到所述另一半桥模块的对应的另一锁定元件。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的半桥模块，

其中，在所述第一晶体管封装的顶侧暴露的所述第一漏极接触表面和在所述第二晶体管封装的顶侧暴露的所述第二源接触表面被布置为与所述载体的顶侧表面相距相同的距离。

16.根据权利要求15所述的半桥模块，

其中，所述载体包括用于将公共导体元件固定到所述半桥模块的绝缘通孔，其中，所述公共导体元件与所述第一漏极接触表面和所述第二源极接触表面导电接触。

17.根据权利要求16所述的半桥模块，还包括：

公共导体元件。

18.根据权利要求17所述的半桥模块，还包括：

至少一个导体锁定元件，所述至少一个导体锁定元件附接至所述公共导体元件，并且被配置为耦合到另一相邻的半桥模块的对应的另一导体锁定元件。

19.根据权利要求18所述的半桥模块，

其中，所述至少一个导体锁定元件在所述载体的连接所述第一端和所述第二端的至少一个边缘之上延伸。

20.根据权利要求18或19所述的半桥模块，

其中，所述至少一个导体锁定元件包括在所述载体的连接所述第一端和所述第二端的两个边缘之上延伸的两个导体锁定元件。

21.根据权利要求11至20中任一项所述的半桥模块，

其中，所述第一晶体管封装是根据权利要求1至4中任一项所述的芯片封装。

22.一种三相系统，包括：

至少三个半桥模块，所述至少三个半桥模块是根据权利要求11至21中任一项所述的半桥模块；

其中，所述至少三个半桥模块被耦合以形成所述三相系统。

23.根据权利要求22所述的三相系统，包括：

至少六个半桥模块，所述至少六个半桥模块是根据权利要求11至21中任一项所述的半桥模块；

其中，所述至少六个半桥模块中的第一半桥模块和第二半桥模块并联耦合以提供所述三相系统的第一相；

其中，所述至少六个半桥模块中的第三半桥模块和第四半桥模块并联耦合以提供所述三相系统的第二相；并且

其中，所述至少六个半桥模块中的第五半桥模块和第六半桥模块并联耦合以提供所述三相系统的第三相；

其中，所述第一半桥模块和所述第二半桥模块中的每个的所述第一漏极接触表面和所述第二源极接触表面通过第一公共导体元件导电耦合；

其中，所述第三半桥模块和所述第四半桥模块中的每个的所述第一漏极接触表面和所述第二源极接触表面通过第二公共导体元件导电耦合；并且

其中，所述第五半桥模块和所述第六半桥模块中的每个的所述第一漏极接触表面和所述第二源极接触表面通过第三公共导体元件导电耦合。

24.根据权利要求22或23所述的三相系统，还包括：

另一公共导体元件，其导电耦合到所述第一半桥模块、所述第二半桥模块、所述第三半桥模块和所述第四半桥模块中的每个的所述第一源极焊盘。

25.根据权利要求22至24中任一项所述的三相系统，还包括：

又一个公共导体元件，其导电耦合到所述第三半桥模块、所述第四半桥模块、所述第五半桥模块和所述第六半桥模块中的每个的所述第一漏极焊盘。

26.一种形成芯片封装的方法，所述方法包括：

布置半导体芯片，所述半导体芯片在正面上包括第一连接焊盘和第二连接焊盘，所述半导体芯片的正面面对包括焊盘接触区域和凹陷的载体，其中，所述第一连接焊盘布置在所述凹陷之上并且所述第二连接焊盘布置成接触所述焊盘接触区域；

在所述半导体芯片的背面之上布置夹具，所述夹具覆盖所述半导体芯片，在所述半导体芯片处，所述夹具在所述凹陷之上延伸；以及

将所述第一连接焊盘与第一外部连接导电连接，所述第一外部连接没有包封材料或延伸出所述包封材料。

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