[發明專利]功率器件封裝及其制造方法

有效

• 申請號: 200910179838.0
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN101989589A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 金泰賢;崔碩文;金泰勛;張范植;樸志賢
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/13;H01L23/14;H01L21/50;H01L21/48
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

相關申請交叉參考

本申請要求于2009年8月6日提交的題為“Power?devicepackage?and?fabricating?method?of?the?same(功率器件封裝及其制造方法)”的第10-2009-0072440號韓國專利申請的權益，其全部內容結合于此作為參考。

技術領域

本發明涉及一種功率器件封裝及其制造方法。

背景技術

功率器件，例如，選自可控硅整流器、功率晶體管、絕緣柵極雙極晶體管、MOSS晶體管、功率整流器、功率調節器、換流器、轉換器及其組合的大功率半導體芯片，設計成在30～100V的電壓下、或100V以上的電壓下工作。因此，其上安裝有這種大功率半導體芯片的功率器件封裝需要具有很強的耗散大功率半導體芯片所產生的熱的能力。

圖1是示出了傳統功率器件封裝的橫截面圖。

如圖1所示，傳統功率器件封裝包括：用于將熱傳送到散熱件(heat?sink)25的銅板20、形成在銅板20上并具有絕緣層和電路層的DCB(直接銅熔結)電路襯底10、以及利用焊料23接合在DCB電路襯底10上的小功率器件13和大功率器件15。

小功率器件13和大功率器件15典型地使用導線(未示出)連接至電路層，且該電路層也使用導線連接至殼體的引線框27。這樣，使用模塑樹脂(未示出)來保護包括小功率器件13和大功率器件15的元件免受外部環境影響。

但是，傳統功率器件封裝具有以下問題。

首先，因為大功率器件15安裝在DCB電路襯底10的一個表面上，而由具有高導熱率的金屬制成的散熱件25和銅板20附設于DCB電路襯底10的另一個表面上，具有低導熱率的DCB電路襯底10阻礙了熱量的傳遞，不合需要地減弱了散熱效果。

其次，使用昂貴的銅板20來改善具有低導熱率的DCB電路襯底10的散熱性，不合需要地增加了制造成本和功率器件封裝的厚度。

第三，由于大功率器件15接合在DCB電路襯底10上，并且DCB電路襯底10還接合在銅板20上，所以應當進行兩次接合工藝，而且，在接合界面處可能降低散熱性能。

發明內容

因此，致力于現有技術中遇到的問題而作出本發明，并且，本發明旨在提供一種具有高散熱性的功率器件封裝及其制造方法。

本發明還旨在提供一種如下的功率器件封裝及其制造方法：即使在不使用具有低導熱率的DCB電路襯底和昂貴的銅板的情況下，該功率器件封裝仍具有高散熱性，并且還能夠降低其制造成本和厚度。

本發明還旨在提供一種如下的功率器件封裝及其制造方法：其具有簡單的構造，從而簡化了接合工藝并且減小了導致散熱性降低的接合界面。

本發明的一個方面提供了一種功率器件封裝，包括：陽極化金屬襯底，該陽極化金屬襯底包括在其一個表面上形成有空腔的金屬板、形成在金屬板的表面和空腔的內壁上的陽極化層、及形成在陽極化層上的電路層；功率器件，安裝在金屬板的空腔中，以便連接至電路層；以及樹脂密封材料，填充在金屬板的空腔中。

在該方面中，電路層可包括形成在空腔的內壁上的內電路層，以及形成在金屬板的表面上并連接至內電路層的外電路層。

另外，外電路層上可形成有連接件。

另外，金屬板的一個表面上可形成有蓋件(cover?member)，以便蓋住外電路層，并且蓋件可具有通孔，該通孔使外電路層暴露并且具有連接至外電路層的互連部分。

而且，陽極化金屬襯底的與具有功率器件的表面相對的表面上可附設有散熱件。

在該方面中，金屬板可由鋁或鋁合金制成，并且陽極化層可包括陽極氧化鋁。

在該方面中，功率器件可利用引線接合或倒裝式接合(flip?chipbonding)連接至電路層。

本發明的另一方面提供了一種制造功率器件封裝的方法，包括：在其一個表面上形成有空腔的金屬板的表面上以及空腔的內壁上形成陽極化層，然后在陽極化層上形成電路層；將功率器件安裝在空腔中，以便連接至電路層；以及用樹脂密封材料填充空腔。

在該方面中，電路層可包括形成在空腔的內壁上的內電路層，以及形成在金屬板的表面上并連接至內電路層的外電路層。

而且，該方面可進一步包括在用樹脂密封材料填充空腔后，在電路層上形成連接件。

而且，該方法可進一步包括在用樹脂密封材料填充空腔后，將蓋件附設金屬板的一個表面上，在蓋件上形成通孔，以使外電路層暴露，并且在通孔中形成互連部分，以便連接至外電路層。

而且，該方法還包括在用樹脂密封材料填充空腔后，將散熱件附設到金屬板的另一個表面上。