[發(fā)明專(zhuān)利]一種引線框架及采用該引線框架的功率模塊和制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011628486.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112736058A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華芯威半導(dǎo)體科技（北京）有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/495
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/495;H01L25/07;H01L21/48
• 代理公司: 北京邦創(chuàng)至誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11717
• 代理人: 張宇鋒

本發(fā)明公開(kāi)了一種引線框架及使用該引線框架的功率模塊和制造該功率模塊的方法，引線框架創(chuàng)新性地引入了連接塊，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)引線端子的兩路電連接，將該引線框架應(yīng)用在雙面散熱功率模塊中，可以實(shí)現(xiàn)電傳導(dǎo)、熱傳導(dǎo)的功能；連接塊采用與芯片熱膨脹系數(shù)接近的材料，可以有效減小熱應(yīng)力，提升功率模塊的壽命；通過(guò)在連接塊的上部、下部預(yù)涂覆燒結(jié)材料，可以減少功率模塊的工藝步驟和難度；上橋臂芯片、下橋臂芯片分別設(shè)置在相對(duì)的絕緣基板上，有效利用了散熱面積，提升了散熱效率，降低了功率模塊的熱阻；采用該引線框架直接將第一絕緣基板組件、第二絕緣基板組件直接燒結(jié)在一起，大大降低了制造的難度，使雙面散熱功率模塊具備了批量制造的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種引線框架及采用該引線框架的功率模塊和制造方法。

背景技術(shù)

節(jié)能減排、低碳發(fā)展是世界性的問(wèn)題，各國(guó)都已意識(shí)到環(huán)境要與發(fā)展相平衡。我國(guó)已制定節(jié)能減排低碳發(fā)展行動(dòng)方案，專(zhuān)家認(rèn)為，新能源、節(jié)能減排的發(fā)展離不開(kāi)半導(dǎo)體技術(shù)和半導(dǎo)體功率單元的支持。

將功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)芯片，如IGBT或SiC MOSFET芯片，封裝在功率模塊內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大電流的高速開(kāi)關(guān)控制。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的雙面散熱功率模塊示意圖，包括引線端子01、塑封外殼02、第一絕緣基板03、第二絕緣基板04、上橋臂芯片05、下橋臂芯片06、連接塊07等，引線框釬焊/ 燒結(jié)在第二絕緣基板04上，上橋臂芯片05、下橋臂芯片06的集電極/漏極釬焊/燒結(jié)在第二絕緣基板04的相應(yīng)銅層上，芯片的發(fā)射極/源極表面釬焊 /燒結(jié)有連接塊07，連接塊07的另一端與第一絕緣基板03相連。功率模塊工作時(shí)，芯片產(chǎn)生的熱量除了通過(guò)第二絕緣基板04向下散熱，還通過(guò)連接塊07、第一絕緣基板03向上散熱，從而實(shí)現(xiàn)雙面散熱。現(xiàn)有雙面散熱功率模塊的上橋臂芯片05、下橋臂芯片06僅釬焊/燒結(jié)在第二絕緣基板04，功率密度受到了限制，另外主要散熱通道為第二絕緣基板04，上橋臂芯片05、下橋臂芯片06熱耦合比較嚴(yán)重，影響了散熱效果；引線框架釬焊/燒結(jié)在第二絕緣基板04上，而連接塊07則是多個(gè)分離的個(gè)體，且體積較小，在組裝時(shí)放置困難，不僅生產(chǎn)效率受到了較大影響，而且放置的位置也有較大偏差；制造的工藝步驟除了放置引線框架，還要逐個(gè)放置連接塊，工藝實(shí)現(xiàn)也比較困難。

公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種引線框架及使用該引線框架的功率模塊和制造該功率模塊的方法，引線框架創(chuàng)新性地引入了連接塊，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)引線端子實(shí)現(xiàn)兩路電連接，將該引線框架應(yīng)用在雙面散熱功率模塊中，可以實(shí)現(xiàn)電傳導(dǎo)、熱傳導(dǎo)的功能；連接塊采用與芯片熱膨脹系數(shù)接近的材料，可以有效減小熱應(yīng)力，提升功率模塊的壽命；通過(guò)在連接塊的上部、下部預(yù)涂覆燒結(jié)材料，可以減少功率模塊的工藝步驟和工藝難度；上橋臂芯片、下橋臂芯片分別設(shè)置在相對(duì)的絕緣基板上，有效利用了散熱面積，提升了散熱效率，降低了功率模塊的熱阻；采用該引線框架直接將第一絕緣基板組件、第二絕緣基板組件直接燒結(jié)在一起，大大降低了制造加工的難度，使雙面散熱功率模塊具備了批量制造的能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種引線框架，包括引線端子，引線端子之間有連接筋，所述引線端子在所述連接筋內(nèi)側(cè)的一端設(shè)置有連接塊，所述連接塊的厚度大于引線端子及連接筋的厚度。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述引線端子連接的連接塊為多個(gè)。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述連接塊之間設(shè)置有貫穿孔。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述連接塊分為上部連接塊和下部連接塊，所述上部連接塊和/或下塊連接塊與所述引線框架的材料不同；引線端子的材料為純銅，連接塊的材料為銅鉬合金或銅鎢合金。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述連接塊的上部和/或下部預(yù)涂覆有燒結(jié)材料。