[發明專利]一種功率半導體模塊封裝結構及封裝方法

有效

• 申請號: 201810365916.5
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108493166B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 葛小華
• 申請（專利權）人: 南通市索新功率電子有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 朱小兵<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種針對功率半導體模塊封裝結構的封裝方法，其中，功率半導體模塊封裝結構，包括金屬底板、基層、功率半導體芯片和金屬綁定線；其特征在于：所述基層包括導熱絕緣樹脂薄膜和金屬電路層，其中，金屬電路層設置于導熱絕緣樹脂薄膜的上表面，導熱絕緣樹脂薄膜的下表面設置于金屬底板上表面，功率半導體芯片設置于金屬電路層上表面；金屬綁定線的一端與功率半導體芯片上表面相連接，金屬綁定線的另一端與基層中金屬電路層的上表面相連接；或者金屬綁定線的兩端分別連接基層中金屬電路層不同區域的上表面；其特征在于，包括如下步驟：

步驟A1.采用預選加工工藝，單獨獲得所述金屬電路層，且金屬電路層中各間隙的兩側均為豎直面或者斜面，然后進入步驟A2；

步驟A2.以預設第一壓力、第一溫度，將金屬電路層壓接于所述導熱絕緣樹脂薄膜上表面，且第一溫度低于導熱絕緣樹脂薄膜的玻璃轉化溫度點，然后進入步驟A3；

步驟A3.針對金屬電路層中的各間隙，分別灌入可固化絕緣材料，金屬電路層各間隙中、可固化絕緣材料的灌入高度高于金屬電路層上表面，然后進入步驟A4；

步驟A4.采用研磨方法，去除高于金屬電路層上表面的可固化絕緣材料，然后進入步驟A5；

步驟A5.采用壓機以預設第二壓力、第二溫度，針對金屬電路層上表面進行豎直向下方向的下壓，實現金屬電路層與導熱絕緣樹脂薄膜的壓接，并排除導熱絕緣樹脂薄膜中的氣泡，其中，第二壓力大于第一壓力，第二溫度大于第一溫度，然后進入步驟A6；

步驟A6.采用壓機將導熱絕緣樹脂薄膜下表面壓接于所述金屬底板上表面，然后將功率半導體芯片設置于金屬電路層上表面，并連接金屬綁定線。

2.根據權利要求1所述一種針對功率半導體模塊封裝結構的封裝方法，其特征在于：所述可固化絕緣材料為環氧樹脂；

所述步驟A1中，采用腐蝕工藝或沖壓工藝，單獨獲得所述金屬電路層；

所述步驟A5中，采用壓機以預設第二壓力、第二溫度，在真空環境下，針對金屬電路層上表面進行豎直向下方向的下壓，實現金屬電路層與導熱絕緣樹脂薄膜的壓接。

3.根據權利要求1所述一種針對功率半導體模塊封裝結構的封裝方法，其特征在于：所述導熱絕緣樹脂薄膜中包含氮化硼填充物、或氮化鋁填充物，或其它提高導熱系數的填充物。

4.一種針對功率半導體模塊封裝結構的封裝方法，其中，功率半導體模塊封裝結構，包括金屬底板、基層、功率半導體芯片和金屬綁定線；其特征在于：所述基層包括導熱絕緣樹脂薄膜和金屬電路層，其中，金屬電路層設置于導熱絕緣樹脂薄膜的上表面，導熱絕緣樹脂薄膜的下表面設置于金屬底板上表面，功率半導體芯片設置于金屬電路層上表面；金屬綁定線的一端與功率半導體芯片上表面相連接，金屬綁定線的另一端與基層中金屬電路層的上表面相連接；或者金屬綁定線的兩端分別連接基層中金屬電路層不同區域的上表面；其特征在于，包括如下步驟：

步驟B1.采用預選加工工藝，單獨獲得所述金屬電路層，且金屬電路層中各間隙開口位置兩側之間的間距小于間隙底部兩側之間的間距，然后進入步驟B2；

步驟B2.以預設第一壓力、第一溫度，將金屬電路層壓接于所述導熱絕緣樹脂薄膜上表面，且第一溫度低于導熱絕緣樹脂薄膜的玻璃轉化溫度點，然后進入步驟B3；

步驟B3.針對金屬電路層中的各間隙，分別灌入可固化絕緣材料，金屬電路層各間隙中、可固化絕緣材料的灌入高度低于金屬電路層上表面，然后進入步驟B4；

步驟B4.采用壓機以預設第二壓力、第二溫度，針對金屬電路層上表面進行豎直向下方向的下壓，實現金屬電路層與導熱絕緣樹脂薄膜的壓接，并排除導熱絕緣樹脂薄膜中的氣泡，其中，第二壓力大于第一壓力，第二溫度大于第一溫度，然后進入步驟B5；

步驟B5.采用壓機將導熱絕緣樹脂薄膜下表面壓接于所述金屬底板上表面，然后將功率半導體芯片設置于金屬電路層上表面，并連接金屬綁定線。

5.根據權利要求4所述一種針對功率半導體模塊封裝結構的封裝方法，其特征在于，所述步驟B1中，金屬電路層中各間隙開口位置的兩側面上、均存在向內側方向的延長部；所述步驟B3中，金屬電路層各間隙中、可固化絕緣材料的灌入高度高于間隙開口位置延長部的下表面，且低于金屬電路層上表面。