功率半导体模块及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种功率半导体模块。功率半导体模块包括下衬底和粘合到下衬底的表面的第一电子装置。引线框具有通过第一粘合剂粘合到第一电子装置的表面的第一侧表面，和通过第一粘合剂粘合到引线框的第二侧表面的第二电子装置。上衬底被粘合到第二电子装置的表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率模块，且尤其涉及可直接粘合电子装置和引线的功率模块及其制造方法。
技术介绍
近来，研发环保型车辆的竞争已经发起对改善功率模块性能的研究和研发，所述功率模块是环保型车辆的一个核心部分。具体地，生成大量热的功率半导体模块的冷却效率的改善和/或其中的体积的减少对于提高用于环保型车辆的逆变器的性能是必要的。因此，已经提出用于使用用于功率模块的独特的冷却方案提高散热效率的方法。例如，对于双面功率模块，从芯片上部生成的热穿过由诸如铜Cu和铜钼CuMo的金属材料制成的电极传递到上金属衬底且因此发出热量。换句话说，半导体装置上的上金属衬底使用金属或镀有金属的电极(或垫片)电力/热粘合。电极不足以作为散热材料，从而引起热阻增加。进一步，不充分散热可引起高温操作的可靠性的微裂。具体地，电极是降低热导性和/或电导性的因数。该部分中公开的上述信息仅为了提高对本专利技术的
技术介绍
的理解且因此其可包含不形成在该国对于本领域普通技术人员已经熟知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术提供带有在高温操作处高的可靠性，同时改善散热特征的功率半导体模块及其制造方法。在一方面，本专利技术的示例性实施例涉及具有热导性和/或电导性的功率半导体模块及其制造方法。在另一个示例性实施例中，功率半导体模块在体积上可通过移除金属电极(例如，垫片)来减少，及制造功率半导体模块方法。在一方面，功率半导体模块可包括下衬底和可粘合到下衬底的表面的第一电子装置。引线框可具有具有第一侧表面的引线框，所述第一侧表面通过第一粘合剂粘合到所述第一电子装置的表面，和可通过第一粘合剂粘合到引线框的第二侧表面的第二电子装置。上衬底可粘合到第二电子装置的表面。上衬底和下衬底可为传导性散热处理衬底，绝缘体可插入所述衬底中以放热。引线框可以上衬底和下衬底彼此邻近以提供散热路径的形式安置在上衬底和下衬底之间的中心处。第一电子装置和第二电子装置可不同。第一电子装置和第二电子装置可为功率半导体装置或极性半导体装置。功率半导体装置可为绝缘栅晶体管(IGBT)、双极，和功率金属氧化硅场效应晶体管(MOSFET)中的任何一种。极性半导体装置可为二极管。引线框可具有上侧表面和邻近上侧表面的下侧表面，所述上侧表面装备有第二电子装置，所述下侧表面装备有第一电子装置以冷却多个侧面。引线框可被部分地折屈以粘合并固定到上衬底或下衬底的内侧表面。第一电子装置和第二电子装置可彼此配置在并联电路中。第一电子装置和下衬底可通过粘合剂彼此粘合，第二电子装置和上衬底可通过第二粘合剂彼此粘合，且第一粘合剂和第二粘合剂可为焊料。本专利技术的另一个示例性实施例提供用于制造功率半导体模块的方法，其可包括制备下衬底和上衬底；将第一电子装置粘合到所述下衬底的表面，并将第二电子装置粘合到所述上衬底的表面；且通过第一粘合剂将引线框的第一侧表面粘合到所述第一电子装置的表面，并通过所述第一粘合剂将所述引线框的第二表面粘合到所述第二电子装置的一个侧表面。该装置的粘合可包括通过第二粘合剂将所述第一电子装置粘合到所述下衬底；且通过所述第二粘合剂将所述第二电子装置粘合到所述上衬底。附图说明结合附图，从下面的详细描述中将更充分地理解本专利技术的上述和其它目的，特征和优点，其中：图1为根据本专利技术的示例性实施例的功率半导体模块的示例性概念横截面视图；图2为根据本专利技术的示例性实施例示出图1所示的功率半导体中的引线框组装有下衬底的示例性透视图；图3根据本专利技术的示例性实施例示出英语制造功率半导体模块的方法的示例性流程图；图4A为根据本专利技术的示例性实施例示出图3所述的上衬底或下衬底的结构的示例性横截面视图；图4B为根据本专利技术的示例性实施例示出形成粘合层以用于粘合电子装置到图4A所示的上衬底或下衬底的概念的示例性横截面视图；图4C为根据本专利技术的示例性实施例示出粘合电子装置到粘合层的过程的示例性横截面视图；图4D为根据本专利技术的示例性实施例示出粘合到图4C所示的电子装置的上端表面的粘合层的过程的示例性横截面视图；图4E为根据本专利技术的示例性实施例示出粘合引线框到图4D所示的粘合层的概念的示例性横截面视图。具体实施方式以下将参照附图详细描述本专利技术的示例性实施例致使本领域技术人员可很容易实施本专利技术。然而，本专利技术可以各种不同的方式修改且不限于本描述中提供的示例性实施例。在附图中，与本描述无关的部分将省略以便明显地描述本专利技术，且在本说明书中类似的标识号将用于描述类似的部分。在附图中，为了清楚起见，层和区域的厚度被夸大。在本说明书中相似的标识号指定相似的元件。应该理解，当诸如层、薄膜、区域，或衬底的元件称在另一个元件上，其可在另一个元件正上方或也可存在中间元件。这里所用的术语仅为了描述特定实施例的目的且不旨在限制本专利技术。除非上下文另外清楚地规定，如这里所用的单数形式“一种/个(a/an)”、以及“该”也旨在包括复数形式。应该进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包含的”限定了所述特征、整数、步骤、操作、要素、和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或其集合的存在或添加。如这里所用的术语“和/或”包括一个或更多关联所列项的任一和所有组合。相比之下，当元件称在另一个元件的正上方，不存在中间元件。进一步，在另一个元件上“整体”形成任何元件意为任何元件在另一个元件的整个表面(或前表面)上形成且任何元件不在边缘部分上形成。应该理解，如这里所用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，如运动型多用途车(SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆等客用车辆，以及各种小船、轮船等船只和飞机等等，且包括混合动力车辆，电动车辆，插电式混合动力电动车辆，氢动力车辆和其他代用燃料车辆(如源于石油之外的资源的燃料)。如这里所指的混合动力车辆是有两种或多种功率源的车辆，例如以汽油动力和电动力为功率源的车辆。以下将参照附图详细描述根据本专利技术的示例性实施例的功率半导体模块及其制造方法。图1为根据本专利技术的示例性实施例的功率半导体模块的示例性概念性横截面视图。参照图1，功率半导体模块100可包括下衬底120-1、可粘合到下衬底120-1的表面的第一电子装置140、上衬底120-2、可粘合到上衬底120-2的表面的第二电子装置160，以及可粘合到第一电子装置140和第二电子装置160的表面的引线框110，等等。具体地，上衬底120-2和/或下衬底120-1可包括传导性散热处理衬底，绝缘体可插入所述衬底中以放热。上衬底120-2和下衬底120-1可包括绝缘层121以及下铜板121-1和上铜板121-2，所述两个铜板在陶瓷121的两个表面上用箔为铜衬底。换句话说，绝缘层121可由陶瓷材料制成，例如，具有约96％的氧化铝Al2O3的陶瓷材料。铜层的铜板121-1和121-2的厚度可设置为约300μm。具体地，作为传导性散热衬底，定向铜粘合(DCB)衬底等可使用。DCB衬底具有良好的散热特征。进一步，下铜板121-1和上铜板121-2可由除铜之外的传导性铝等制成。引线框110可以彼此邻近的上衬底120-2和下衬底120-1的形式安置在实质中心处以形成散热路径。因此，路径可在上衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体模块，包括：下衬底；第一电子装置，所述第一电子装置被粘合到所述下衬底的表面；引线框，具有第一侧表面，所述第一侧表面通过第一粘合剂将所述引线框粘合到所述第一电子装置的表面；第二电子装置，通过所述第一粘合剂将所述第二电子装置粘合到所述引线框的第二侧表面；以及上衬底，所述上衬底被粘合到所述第二电子装置的表面。

【技术特征摘要】
2015.08.25 KR 10-2015-01192801.一种功率半导体模块，包括：下衬底；第一电子装置，所述第一电子装置被粘合到所述下衬底的表面；引线框，具有第一侧表面，所述第一侧表面通过第一粘合剂将所述引线框粘合到所述第一电子装置的表面；第二电子装置，通过所述第一粘合剂将所述第二电子装置粘合到所述引线框的第二侧表面；以及上衬底，所述上衬底被粘合到所述第二电子装置的表面。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中所述上衬底和所述下衬底各自为传导性散热处理衬底，其具有设置在其中以放热的绝缘体。3.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中所述引线框安置在所述上衬底和所述下衬底之间的中心处，并且所述上衬底和所述下衬底彼此邻近安置以提供散热路径。4.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中所述第一电子装置和所述第二电子装置不同。5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其中所述第一电子装置和所述第二电子装置各自为功率半导体装置或极性半导体装置。6.根据权利要求5所述的功率半导体模块，其中所述功率半导体装置从包括绝缘栅晶体管(IGBT)、双极，和功率金属氧化硅场效应晶体管(MOSFET)的组中选取，且所述极性半导体装置为二极管。7.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中所述引线框具有上侧表面和邻近所述上侧表面设置的下侧表面，所述上侧表面装备有所述
\t第二电子装置，所述下侧表面装备有所述第一电子装置以冷却多个侧面。8.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中所述引线框被部分地折屈以粘合并固定到所述上衬底的内侧表面或所述下衬底的内侧表面。9.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中所述第一电子装置和所述第二电子装置彼此处于并联电路中。10.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中所述第一电子装置和所述下衬底通过第二粘合剂彼此粘合，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙正敏，G·安德里亚斯，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR