[發明專利]低分布剖面倒裝功率模塊及制造方法

有效

• 申請號: 200810081909.9
• 申請日: 2008-02-21
• 公開（公告）號: CN101257011A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 孫明;龔德梅
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00;H01L23/498;H01L23/552;H01L23/00;H01L21/60
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 白璧華

技術領域

本發明總體涉及電子封裝領域。更具體地，本發明涉及功率半導體模塊的封裝。

背景技術

根據市場的要求，現今電子產品的總體發展趨勢是產品小型化，同時產品功能大幅增加。沒有例外，該發展趨勢同樣適用于功率電子產品領域。因此，甚至在功率電子產品領域中，也已經對產品小型化具有日益增加的需求，同時，也對功率電子產品中凸顯的散熱，電磁干擾/射頻干擾(EMI/RFI)屏蔽方面有其他的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低分布剖面倒裝功率模塊及制造方法，用于封裝具有倒裝功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)器件的電子系統，具有低分布剖面，增強的機械堅固性和屏蔽EMI/RFI的特征。

為達上述目的，本發明提供一種用于封裝包括功率MOSFET器件的電子系統的低分布剖面的功率模塊。該功率模塊包括導電的正面覆蓋板和實體導電鍵合到正面覆蓋板的背面的多層印刷電路板。該多層印刷電路板具有多個經鍵合的印刷電路層以形成多層電互連結構。尤其是，所述印刷電路板的正面包括多個凹嵌口，每個凹嵌口在其底面上具有許多印刷電路跡線。多個倒裝的功率MOSFET器件和其他電路元件位于該凹嵌口內，這些功率MOSFET和電路器件導電鍵合到凹嵌口底面上的印刷電路跡線上。由于各個電路元件設置在功率模塊內部，因此該功率模塊具有低分布剖面，增強的機械堅固性和屏蔽EMI/RFI的特征。

另外，一些電路元件可以配備正面鍵合層，該正面鍵合層其后被導電鍵合到正面覆蓋板以實現與功率模塊內部的雙面鍵合。進一步，以功率模塊的取向作為參照，倒裝的功率MOSFET在其背面具有源極觸點和柵極觸點，在其正面具有漏極觸點。為了促使這些雙面鍵合的電路元件的散熱，進一步使所述正面覆蓋板具有熱傳導性而作為散熱片。由于該正面覆蓋板平整，因此外接的散熱器能容易地附接到該正面覆蓋板上以促進功率模塊的散熱。

一種制造功率模塊的方法，包括以下步驟：

A)形成具有多個經鍵合的印刷電路層，正面凹嵌口，位于正面凹嵌口內的電路元件和鍵合到凹嵌口內的印刷電路跡線上的倒裝功率模塊的多層印刷電路板；

B)提供導電的正面覆蓋板；

C)將多層印刷電路板的正面實體導電鍵合到所述正面覆蓋板；作為一種變化，在該步驟中，可以附加地使一些電路元件能正面鍵合并由此導電鍵合到所述正面覆蓋板。

所述形成多層印刷電路板的方法，進一步包括以下步驟：

A1)形成多個經鍵合的印刷電路層；

A2)通過從該多個經鍵合的印刷電路層的對應層數上去除對應數量的凹嵌口材料，從而沿該印刷電路層的正面產生多個凹嵌口；

A3)將各個電路元件放置到凹嵌口內；

A4)通過各個電路元件的背面元件鍵合區將該電路元件導電鍵合到所述凹嵌口。

另外一種形成多層印刷電路板的方法，進一步包括以下步驟：

A1)根據多層印刷電路板的層次要求，提供多個印刷電路層；

A2)對于每個印刷電路層，確定并預先切割出特定數量的每一個都有特定幾何形狀的窗口，因此在其后的層疊時該多個印刷電路層將形成預期的凹嵌口；

A3)堆疊并層壓該多個印刷電路層，由此同時形成預期的凹嵌口；

A4)如果有因多層印刷電路板的規定的必要，在各個經層疊的印刷電路層上形成諸如所印制的通孔和焊接掩模的其他電路形成特征；

A5)將各個電路元件放置到凹嵌口內；

A6)通過各個電路元件的背面元件鍵合區將該電路元件導電鍵合到所述凹嵌口。

通過下文對本發明的敘述，本發明及其多個實施例的各個方面對于本技術領域的普通熟練人員將是顯而易見的。

附圖說明

圖1是本發明的低分布剖面功率模塊的橫截面示意圖；

圖2顯示根據本發明的一個實施例的低分布剖面功率模塊的制造步驟；

圖3顯示根據本發明的另一個實施例的低分布剖面功率模塊的制造步驟。

具體實施方式

下文將參考結合附圖1-附圖3對本發明進行詳盡敘述。

上文以及下文結合本文包含的附圖的描述僅用于說明本發明的一個或多個當前的優選實施例，同時也敘述一些示例性的可選特征和/或替代實施例。所作的描述和附圖用于對本發明進行說明的目的，因此同樣并非是對本發明的限制。如此，本技術領域的普通熟練人員將容易理解本發明的各種變化，修改和替代。這樣的變化，修改和替代也應該被理解為處在本發明的范圍之內。