[發(fā)明專利]功率模塊封裝和用于制造該功率模塊封裝的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110326088.2
• 申請(qǐng)日: 2011-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN102867815A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林昶賢;李榮基;金洸洙;崔碩文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L25/00
• 分類號(hào): H01L25/00;H01L23/31;H01L23/367;H01L23/495;H01L21/50
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 江娟;南毅寧

相關(guān)申請(qǐng)的交叉應(yīng)用

本申請(qǐng)要求于2011年7月4日提交的、專利號(hào)為10-2011-0066046的、題為“Power?Module?Package?And?Method?For?Manufacturing?The?Same(功率模塊封裝和用于制造該功率模塊封裝的方法)”的韓國(guó)專利申請(qǐng)的權(quán)利，由此該申請(qǐng)通過引用被整體合并到本申請(qǐng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率模塊封裝和用于制造該功率模塊封裝的方法。

背景技術(shù)

隨著能源應(yīng)用的全球性的增加，為了有效利用能源和保護(hù)環(huán)境，功率轉(zhuǎn)換裝置(比如變換器)在很多領(lǐng)域(比如家庭器具和工業(yè)產(chǎn)品等)的應(yīng)用也增加了。

隨著變換器應(yīng)用的增加智能功率模塊(IPM)顯得很突出，它是變換器中執(zhí)行直流電(DC)整流和交流電(AC)轉(zhuǎn)換的中心組件，能在家庭器具(比如冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào))、工業(yè)應(yīng)用(比如工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)等)和下一代應(yīng)用(比如混合動(dòng)力車輛(HEV)和電動(dòng)車(EV)等)中使用。

通常，在功率轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生高熱。當(dāng)產(chǎn)生的熱不能有效地被去除時(shí)，可能導(dǎo)致模塊和整個(gè)系統(tǒng)的性能惡化或損毀。而且，隨著最近朝著多動(dòng)能和小尺寸組件發(fā)展的趨勢(shì)，IPM需要具有多功能和小尺寸。因此，讓IPM具有多功能和小尺寸的結(jié)構(gòu)改善和由上述結(jié)構(gòu)改善而產(chǎn)生的熱量的有效輻射是很重要的。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方案中的第一個(gè)方案中，通過把功率裝置和控制裝置分開放置在分隔的引線框的方案來實(shí)現(xiàn)的IPM僅通過引線框輻射熱量。因此，由于引線框熱輻射能力的限制，在有大量熱量產(chǎn)生的應(yīng)用中，應(yīng)用第一個(gè)方案很困難。另外，其中設(shè)置有功率單元和控制單元的結(jié)構(gòu)主要用來執(zhí)行熱分離，在最小化整個(gè)組件上有困難。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二個(gè)方案中，IPM使用有優(yōu)秀熱輻射特性的金屬做成的襯底。在這個(gè)方案中，即使是不產(chǎn)生高熱的控制裝置也安裝在昂貴的熱輻射襯底上，因此導(dǎo)致了模塊本身尺寸的增加和昂貴的熱輻射襯底引起的整個(gè)模塊成本的增加。另外，因?yàn)榫哂卸喙δ艿慕M件被安裝在單個(gè)平面上，設(shè)計(jì)中的自由度就有限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明致力于提供能夠最小化全體組件的功率模塊封裝和用于制造該功率模塊封裝的方法。

而且，本發(fā)明致力于提供能夠通過減小比一般的襯底貴的熱輻射襯底的面積來減小產(chǎn)品成本的功率模塊封裝和用于制造該功率模塊封裝的方法。

而且，本發(fā)明致力于提供能夠通過減少連接到外面的引線框的使用來減小產(chǎn)品成本的功率模塊封裝和用于制造該功率模塊封裝的方法。

根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種功率模塊封裝，包括：第一襯底；第二襯底，具有用于和第一襯底連接的襯墊和用于連接外面的外部連接終端，所述襯墊形成在所述第二襯底的一個(gè)表面的一邊或兩邊上，所述外部連接終端形成在所述第二襯底的另一個(gè)表面上；以及引線框，一端結(jié)合到第一襯底上，另一端結(jié)合到第二襯底的襯墊上，因此第一和第二襯底互相垂直地連接。

引線框的另一端可以結(jié)合到形成在第二襯底的一個(gè)表面的一邊上的襯墊上。

引線框的另一端可以結(jié)合到形成在第二襯底的一個(gè)表面的兩邊的襯墊上。

第二襯底還包括被形成用于與外部連接終端電連接的導(dǎo)孔。

結(jié)合到第二襯底的襯墊上的引線框另一端可以具有下置(down-set)形式，引線框另一端和第二襯底的襯墊通過焊接互相結(jié)合。

功率模塊封裝還可以包括安裝在結(jié)合到第一襯底上的引線框上的第一半導(dǎo)體芯片和安裝在第二襯墊上的第二半導(dǎo)體芯片，其中，第一半導(dǎo)體芯片是功率裝置，第二半導(dǎo)體芯片是用于控制功率裝置的驅(qū)動(dòng)的控制裝置。

第一襯底是具有陽(yáng)極氧化層的金屬襯底，第二襯底可以是印刷電路板(PCB)。

功率模塊封裝還可以包括被形成以用于從第一襯底的一邊到第二襯底的一邊圍起來的密封樹脂，其中第一和第二襯底通過引線框相互連接。

根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種用于制造功率模塊封裝的方法，該方法包括：準(zhǔn)備第一襯底，引線框的一端連接到該第一襯底；準(zhǔn)備第二襯底，第二襯底具有與第一襯底連接的襯墊和與外面連接的外部連接終端，所述襯墊形成在所述第二襯底的一個(gè)表面的一邊或兩邊上，所述外部連接終端形成在所述第二襯底的另一個(gè)表面上；以及通過將引線框另一端和第二襯底的襯墊互相結(jié)合，來互相垂直地連接第一和第二襯底。

第一和第二襯底的垂直連接可以通過將引線框的另一端和形成在第二襯底的一邊上的襯墊相互連接來完成。

第一和第二襯底的垂直連接可以通過將引線框的另一端和形成在第二襯底的兩邊上形成的襯墊相互連接來完成。