功率器件封裝模塊及其制造方法技術

本發明專利技術涉及功率器件封裝模塊及其制造方法。在本發明專利技術的一方面中，功率器件封裝模塊包括：控制單元，包括安裝在第一基板上的第一引線框、控制芯片和第一接合部，其中第一引線框和第一接合部電連接至控制芯片，并且控制單元獨立成型；以及功率單元，包括安裝在第二基板的第二引線框、功率芯片和第二接合部，其中第二引線框和第二接合部電連接至功率芯片，并且功率單元獨立成型；其中，獨立成型的控制單元和功率單元通過第一接合部和第二接合部進行接合。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種功率器件封裝模塊及其制造方法，更具體地，涉及控制單元和功率單元獨立成型(mold)并彼此連接的功率器件封裝模塊及其制造方法。
技術介紹
近年來，隨著諸如消費類電子產品的電子設備的快速變化的市場要求，需要開發新一代的功率模塊，相對于傳統的模塊，能實現小型化、多功能化和高性能并且顯示出高可·靠性以及改善的熱性能。例如，傳統的功率器件封裝模塊具有這樣的結構在一體成型的一個封裝中通過Al配線連接控制IC部件和功率模塊部件。在該方法中，為了結合控制IC部件，應插入PCB，在單獨地執行Al結合后執行EMC成型。美國專利申請公開US 2010/0226095 Al公開了該傳統技術。US 2010/0226095 Al公開的技術中，使用一個引線框成型功率單元和控制單元并且最后通過配線連接。
技術實現思路
上述傳統方法的問題在于，加工變得很困難并且當控制單元和功率單元之一損壞時整個封裝都被作為廢品。此外，當將控制單元和功率單元制造成一個封裝時，還存在熱互作用的問題。為了克服上述問題做出了本專利技術，因此，本專利技術的一個目的在于提供功率器件封裝模塊及其制造方法，通過初級封裝加工(primary packaging process)分別封裝功率單元和控制單元并連接兩個封裝能夠獲得一個功率模塊。根據為實現該目的的本專利技術的一方面，提供一種功率器件封裝模塊，其包括控制單元，包括第一基板、第一引線框、控制芯片以及第一接合部，并且獨立(individually,分另O)成型使得第一接合部和第一引線框的外部連接部分暴露在外側，其中第一引線框和電連接至第一引線框的控制芯片安裝在第一基板上，并且第一接合部形成在待電連接至控制芯片的第一基板的一側；以及功率單元，包括第二基板、第二引線框、功率芯片和第二接合部，并且獨立成型使得第二接合部和第二引線框的外部連接部分暴露在外側，其中第二引線框和電連接至第二引線框的功率芯片安裝在所述第二基板上，并且第二接合部形成在待電連接至功率芯片的第二基板的一側，其中獨立成型的控制單元和功率單元通過第一接合部和第二接合部接合。根據本專利技術的一個實施方式，功率單元包括附接至第二基板的另一表面的散熱器。根據本專利技術的另一個實施方式，功率器件封裝模塊還包括與第一和第二接合部接合的導電接合框架單元，并且控制單元和功率單元由接合框架單元接合。根據本專利技術的另一個實施方式，第一接合部和第二接合部之一形成為具有通孔結構，另一個形成為具有突出結構，并且通孔結構和突出結構相互接合。根據本專利技術的另一個實施方式，通孔形成在第一或第二基板中，并且突出結構是第一或第二引線框的一部分。根據本專利技術的另一個實施方式，各個第一和第二接合部是各個第一和第二引線框的一部分，并且第一和第二接合部通過焊接而結合。根據本專利技術的另一個實施方式，第一和第二接合部中的至少一個突出至外側以形成外部連接端子。此外，根據本專利技術的另一個實施方式，控制單元和功率單元連接，從而第一基板的安裝有控制芯片的一個表面和第二基板的安裝有功率芯片的一個表面布置在相同或相反 的方向。此外，根據本專利技術的另一個實施方式，第一基板是PCB基板，第一引線框附接在PCB上，并且控制芯片安裝在第一引線框上，其中在第一引線框和第一接合部之間形成引線彡口口 根據本專利技術的另一個實施方式，通過在陶瓷板的一個面上形成晶種層并且在晶種層(seed layer)上形成金屬層而形成第一或第二基板，第一或第二引線框通過焊接而附接在金屬層上，并且控制芯片或功率芯片安裝在第一或第二引線框上，其中在第一引線框和第一接合部之間以及第二引線框和第二接合部之間形成引線結合。此外，根據本專利技術的另一個實施方式，功率芯片包括IGBT器件和FWD器件，其中IGBT器件和FWD器件獨立地安裝并且通過引線結合而并聯連接。此外，根據為實現該目的的本專利技術的另一個方面，提供一種制造功率器件封裝模塊的方法，包括封裝控制單元的控制單元封裝步驟，在第一基板的一個表面上安裝第一引線框和控制芯片、電連接控制芯片至第一引線框、在待連接至控制芯片的第一基板的一側形成第一接合部、以及獨立成型控制單元使得第一接合部和第一引線框的外部連接部分暴露在外側；封裝功率單元的功率單元封裝步驟，在第二基板的一個表面上安裝第二引線框和功率芯片、電連接功率芯片至第二引線框、在待電連接至功率芯片的第二基板的一側形成第二接合部、以及獨立成型功率單元使得第二接合部和第二引線框的外部連接部分暴露在外側；以及通過接合第一接合部和第二接合部連接被封裝的控制單元和功率單元的連接步驟。根據本專利技術的一個實施方式，在連接步驟之后，制造功率器件封裝模塊的方法還包括附接散熱器至第二基板的另一個表面的散熱器附接步驟。根據本專利技術的另一個實施方式，在連接步驟中，通過將導電接合框架單元與第一和第二接合部接合而連接封裝控制單元和功率單元。此外，根據本專利技術的另一個實施方式，第一接合部和第二接合部之一形成為具有通孔結構，另一個形成為具有突出結構，并且在連接步驟中，通孔結構和突出結構相互接入口 ο根據本專利技術的另一個實施方式，各個第一和第二接合部是各個第一和第二引線框的一部分，并且在連接步驟中，通過焊接而結合第一和第二接合部。根據本專利技術的另一個實施方式，在連接步驟中，封裝的控制單元和功率單元連接，從而第一基板的安裝有控制芯片的一個表面和第二基板的安裝有功率芯片的一個表面布置在相同或相反的方向。此外，根據本專利技術的另一方面，在控制單元封裝步驟和功率單元封裝步驟中，執行引線結合以在控制芯片和第一引線框之間、控制芯片和第一接合部之間、功率芯片和第二弓I線框之間、以及在功率芯片和第二接合部之間電連接。根據本專利技術的另一個實施方式，在控制單元封裝步驟或功率單元封裝步驟中，將晶種層形成在陶瓷板的一個表面上，將金屬層形成在晶種層上，通過焊接在金屬層附接第一或第二引線框，并且將控制芯片或功率芯片安裝在第一或第二引線框上。盡管未明確地描述為本專利技術的一個方面，但對本領域的技術人員顯而易見的是，可實現根據上述技術特征的各種可能組合的本專利技術的實施方式。 附圖說明根據實施方式的以下描述并結合附圖，本專利技術的總體專利技術構思的上述和/或其他方面和優點將變得顯而易見并且很容易理解，其中圖I概略地示出根據本專利技術的一個實施方式的功率器件封裝模塊；圖2概略地示出根據本專利技術的另一個實施方式的功率器件封裝模塊；圖3概略地示出根據本專利技術的另一個實施方式的功率器件封裝模塊；圖4概略地示出根據本專利技術的另一個實施方式的功率器件封裝模塊；圖5概略地示出根據本專利技術的另一個實施方式的功率器件封裝模塊；圖6概略地示出根據本專利技術的另一個實施方式的功率器件封裝模塊；圖7是概略地示出根據本專利技術的一個實施方式的制造功率器件封裝模塊的方法的流程圖；圖8是概略地示出根據本專利技術的另一個實施方式的制造功率器件封裝模塊的方法的流程圖；以及圖9 (A)至圖9 (E)概略地示出根據本專利技術的一個實施方式的制造功率器件封裝模塊的方法；具體實施例方式將參照附圖說明為實現上述目的的本專利技術的實施方式。在本說明書中，相同的參考數字表示相同的元件，并且可能省去重復的或限制本專利技術含義的解釋的附加說明。在本專利技術中，當指出元件“連接”或“接合”另一個元件時，除非指出是“直接連接”或“直接接合”至另一個元件，否則可以是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種功率器件封裝模塊，包括：控制單元，包括第一基板、第一引線框、控制芯片和第一接合部，并且獨立成型使得所述第一接合部和所述第一引線框的外部連接部分暴露于外側，其中，所述第一引線框和電連接至所述第一引線框的所述控制芯片安裝在所述第一基板上，并且所述第一接合部形成在待電連接至所述控制芯片的所述第一基板的一側；以及功率單元，包括第二基板、第二引線框、功率芯片和第二接合部，并且獨立成型使得所述第二接合部和所述第二引線框的外部連接部分暴露于外側，其中，所述第二引線框和電連接至所述第二引線框的所述功率芯片安裝在所述第二基板上，并且所述第二接合部形成在待電連接至所述功率芯片的所述第二基板的一側，其中，由所述第一接合部和所述第二接合部接合獨立成型的控制單元和功率單元。

【技術特征摘要】
2011.07.25 KR 10-2011-00737161.一種功率器件封裝模塊，包括 控制單元，包括第一基板、第一引線框、控制芯片和第一接合部，并且獨立成型使得所述第一接合部和所述第一引線框的外部連接部分暴露于外側，其中，所述第一引線框和電連接至所述第一引線框的所述控制芯片安裝在所述第一基板上，并且所述第一接合部形成在待電連接至所述控制芯片的所述第一基板的一側；以及 功率單元，包括第二基板、第二引線框、功率芯片和第二接合部，并且獨立成型使得所述第二接合部和所述第二引線框的外部連接部分暴露于外側，其中，所述第二引線框和電連接至所述第二引線框的所述功率芯片安裝在所述第二基板上，并且所述第二接合部形成在待電連接至所述功率芯片的所述第二基板的一側， 其中，由所述第一接合部和所述第二接合部接合獨立成型的控制單元和功率單元。2.根據權利要求I所述的功率器件封裝模塊，其中，所述功率單元包括附接至所述第二基板的另一表面的散熱器。3.根據權利要求I所述的功率器件封裝模塊，還包括 導電接合框架單元，與所述第一和第二接合部接合，其中，所述控制單元和所述功率單元通過所述接合框架單元接合。4.根據權利要求I所述功率器件封裝模塊，其中，所述第一接合部和所述第二接合部之一形成為具有通孔結構，另一個形成為具有突出結構，并且所述通孔結構與所述突出結構相互接合。5.根據權利要求4所述的功率器件封裝模塊，其中，所述通孔形成在所述第一或第二基板中，而所述突出結構是所述第一或第二引線框的一部分。6.根據權利要求I所述的功率器件封裝模塊，其中，各個所述第一和第二接合部是各個所述第一和第二引線框的一部分，并且所述第一和第二接合部通過焊接而結合。7.根據權利要求6所述的功率器件封裝模塊，其中，所述第一和第二接合部中的至少一個突出至外側以形成外部連接端子。8.根據權利要求I所述的功率器件封裝模塊，其中，所述控制單元和所述功率單元連接為使得所述第一基板的安裝有所述控制芯片的一個表面和所述第二基板的安裝有所述功率芯片的一個表面布置在相同或相反的方向。9.根據權利要求I所述的功率器件模塊，其中，所述第一基板是PCB基板，所述第一引線框附接在所述PCB上，并且所述控制芯片安裝在所述第一引線框上，其中，在所述第一引線框和所述第一接合部之間形成引線結合。10.根據權利要求I所述的功率器件封裝模塊，其中，通過在陶瓷板的一個面上形成晶種層并且在所述晶種層上形成金屬層而形成所述第一或第二基板，所述第一或第二引線框通過焊接而附接在所述金屬層上，并且所述控制芯片或所述功率芯片安裝在所述第一或第二引線框上，其中，在所述第一引線框和所述第一接合部之間或者所述第二引線框和所述第二接合部之間形成引線結合。11.根據權利要求I所述的功率器件封裝模塊，其中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李碩浩，都載天，郭煐熏，金泰勛，金泰賢，李榮基，
申請(專利權)人：三星電機株式會社，
類型：發明
國別省市：