[發(fā)明專利]一種三層立體功率封裝方法及其結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810056578.3
• 申請日: 2008-01-22
• 公開（公告）號: CN101494175A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李滿長;單紹柱;曹云翔;杜吉龍;李小會;李存信;王明睿
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機械工業(yè)自動化研究所
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/56;H01L21/60;H01L25/00;H01L23/31;H01L23/488;H01L23/36
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 梁 揮;祁建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域的功率集成技術(shù)，特別是涉及一種三層立體功率 封裝方法及其結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor)是由 MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，它融和了這兩種器件的優(yōu)點， 既具有MOSFET器件驅(qū)動簡單和快速的優(yōu)點，又具有雙極型器件容量大的優(yōu) 點，因而，在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

上世紀(jì)80年代初，IGBT器件的研制成功以及隨后其額定參數(shù)的不斷提高 和改進，為高頻、較大功率應(yīng)用的發(fā)展起到了重要作用。由于IGBT為電壓型 驅(qū)動，具有驅(qū)動功率小，開關(guān)速度高，飽和壓降低，可耐高電壓和大電流等一 系列優(yōu)點，表現(xiàn)出很好的綜合性能，已成為當(dāng)前在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的電力 半導(dǎo)體器件。

目前，已發(fā)展到把IGBT芯片，快恢復(fù)二極管芯片，控制和驅(qū)動電路，過 壓、過流、過熱和欠壓保護電路、箝位電路以及自診斷電路等封裝在同一絕緣 外殼內(nèi)的模塊，即智能功率模塊(Intelligent?Power?Module，IPM)。它為電力 電子逆變器的高頻化、小型化、高可靠性和高性能創(chuàng)造了器件基礎(chǔ)，亦使整機 設(shè)計更簡化，整機的設(shè)計、開發(fā)和制造成本降低，縮短整機產(chǎn)品的上市時間。 因此需要提出針對IPM產(chǎn)品的一種功率集成、封裝方法。

申請?zhí)枮?00610105083.6的中國專利申請公開了一種三維多芯片模塊互 連及封裝方法中，公布了一種采用MCM技術(shù)實現(xiàn)的封裝方法，但該方法只適 用于低功率電子產(chǎn)品的封裝要求。不適用于IPM產(chǎn)品的封裝要求。

申請?zhí)枮?00510106399.2中國專利申請公開的封裝結(jié)構(gòu)與其封裝方法中， 公布了一種封裝方法，但結(jié)構(gòu)中不涉及功率芯片、驅(qū)動控制板及功率電極，未 采用絕緣硅膠及環(huán)氧樹脂灌封。不適用于IPM產(chǎn)品的封裝要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種三層立體功率封裝方法及其結(jié) 構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對IPM產(chǎn)品進行功率集成及封裝的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種三層立體功率封裝方法，其特征在 于，包括：

步驟一，一種三層立體功率封裝方法，其特征在于，包括：

步驟一，制備散熱板、功率電極、功率芯片的基板，在所述基板、所述散 熱板上印制絕緣層，形成鏤空的圖形，并使得所述功率芯片和所述功率電極在 所述基板上的位置及所述基板在所述散熱板上的位置為所述鏤空的圖形；

步驟二，將焊片安裝在所述鏤空的圖形的位置處，自下向上依次裝配所述 散熱板、所述焊片、所述基板、所述焊片、所述功率芯片，并對裝配完成的功 率板進行焊接；

步驟三，對所述功率芯片與所述基板進行壓焊，將外殼裝配在所述散熱板 上，將所述功率電極焊接在所述基板上，并在所述功率板上裝配驅(qū)動控制板；

步驟四，在所述基板與所述驅(qū)動控制板之間灌封第一充填材料，并當(dāng)所述 第一充填材料成型后在所述驅(qū)動控制板與所述功率電極之間灌封第二充填材 料。

所述的三層立體功率封裝方法，其中，所述步驟一中，進一步包括：

在制備所述基板、所述散熱板和所述功率電極后，對所述基板、所述散熱 板和所述功率電極進行鍍鎳的步驟。

所述的三層立體功率封裝方法，其中，所述步驟一中，進一步包括：

通過絲網(wǎng)印刷方式在所述散熱板上漏印所述絕緣層為保護釉的隔離介質(zhì) 層，并在有保護性氣體、燒結(jié)溫度為560℃的紅外燒結(jié)爐中燒結(jié)的步驟。

所述的三層立體功率封裝方法，其中，所述步驟二中，進一步包括：

在具有保護性氣體的再流焊爐中對所述功率板進行焊接的步驟。

所述的三層立體功率封裝方法，其中，所述步驟三中，進一步包括：

通過將所述功率芯片的引出極與所述基板的相應(yīng)位置用壓焊機進行鋁絲 壓焊的步驟。

所述的三層立體功率封裝方法，其中，所述步驟三中，進一步包括：

將所述外殼的邊緣與所述散熱板緊密結(jié)合并粘接在所述散熱板上的方式 裝配所述外殼的步驟；

將所述驅(qū)動控制板的驅(qū)動信號端子固定在所述功率板上，所述功率電極通 過所述驅(qū)動控制板上預(yù)留的開槽從所述驅(qū)動控制板的上方引出的方式裝配所 述驅(qū)動控制板的步驟。