[發明專利]功率模塊及其制造方法

在審

• 申請號: 202010184835.2
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111430316A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 曹周
• 申請（專利權）人: 杰群電子科技（東莞）有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H01L23/495;H01L25/18;H01L21/50
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 唐明磊

本發明公開一種功率模塊，包括模塊主體以及設置在模塊主體上的散熱材料，模塊主體內通過環氧樹脂封裝有引線框架，引線框架上設置有控制芯片以及至少一個功率芯片，控制芯片、功率芯片以及引線框架之間通過金屬導線連接，引線框架與模塊主體的一表面外露于環氧樹脂，散熱材料設置于該表面，且散熱材料同時覆蓋引線框架外露的部分以及引線框架外露部分周圍的環氧樹脂表面。通過上述結構改進，散熱材料的尺寸可以不受引線框架形狀及尺寸的限制，可以增大散熱材料的尺寸，從而增強散熱效果。由于散熱材料的設置在塑封后進行，芯片與金屬導線均已經被封裝保護，由此可以避免在設置散熱片的過程中造成產品的不良。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種功率模塊及該功率模塊的制造方法。

背景技術

智能功率模塊是一款高度集成的產品，內部包含控制芯片和多個功率3極管和2極管，已被廣泛應用于變頻空調、風扇、油煙機等電氣的電機控制。智能功率模塊電流承載能力在5安培以上，5安培到15安培的功率模塊對散熱要求較低，一般使用無散熱片的封裝產品，大于15安培的模塊由于工作時發熱大而必須使用具有散熱片的封裝產品。

目前市場上存在兩種功率模塊結構，一種是無散熱片的，一種是有金屬散熱片的，有散熱片的模塊其散熱片是嵌在塑封膠體內的，必須在塑封前把散熱片和引線框架接合起來，這種工藝有兩大缺陷：

1.在已完成芯片焊接和金屬線焊接的引線框架上貼金屬片容易破壞芯片和金屬引線造成產品報廢

2.金屬片厚度固定，如果要使用其它厚度金屬片則需要新做注塑模具，投資巨大。

發明內容

本發明實施例的目的在于：提供一種功率模塊，其能夠解決現有技術中存在的上述技術問題。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，提供一種功率模塊，包括模塊主體以及設置在所述模塊主體上的散熱材料，所述模塊主體內通過環氧樹脂封裝有引線框架，所述引線框架上設置有控制芯片以及至少一個功率芯片，所述控制芯片、所述功率芯片以及所述引線框架之間通過金屬導線連接，所述引線框架與所述模塊主體的一表面外露于所述環氧樹脂，所述散熱材料設置于該表面，且所述散熱材料同時覆蓋所述引線框架外露的部分以及引線框架外露部分周圍的環氧樹脂表面。

作為所述的功率模塊的一種優選的技術方案，所述散熱材料為石墨烯片材。

作為所述的功率模塊的一種優選的技術方案，所述石墨烯片材與所述模塊主體之間通過熱固型絕緣接合材料固定連接。

作為所述的功率模塊的一種優選的技術方案，所述石墨烯片材布置于模塊主體上引線框架外露的整個表面。

另一方面，提供一種功率模塊制造方法，在將引線框架、功率芯片、控制芯片通過金屬導線電連接并封裝后在其引線框架外露的一側表面設置石墨烯散熱材料。

作為所述的功率模塊制造方法的一種優選的技術方案，所述引線框架的一側表面外露通過去除其表面的環氧樹脂形成，所述的去除其表面的環氧樹脂的方式為在封裝完成的模塊主體表面進行研磨。

作為所述的功率模塊制造方法的一種優選的技術方案，具體包括以下步驟：

S1、提供引線框架；

S2、焊接芯片，在所述引線框架上設置焊接材料并焊接控制芯片以及功率芯片；

S3、焊接金屬導線，通過金屬導線將相關控制芯片、功率芯片以及引線框架進行電連接；

S4、注塑封裝，采用環氧樹脂對進行芯片及金屬導線焊接后的引線框架進行注塑封裝；

S5、研磨，將封裝完成后形成的模塊主體進行研磨，使引線框架非設置有芯片的一側表面外露于環氧樹脂；