功率模块封装及其制造方法技术

本公开涉及一种功率模块封装及其制造方法。所述功率模块封装包括其上形成有图案的下基板，彼此以预定距离分隔开从而安装在下基板的上表面上的功率半导体元件和带，通过第一粘合层连接至所述功率半导体元件的上部的第一间隔物，通过第二粘合层连接至所述带的上部的第二间隔物，和通过第三粘合层连接至所述第一间隔物和所述第二间隔物每个的上部的上基板。

【技术实现步骤摘要】
功率模块封装及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月07日提交的申请号为10-2015-0173010的韩国专利申请的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种功率模块封装及其制造方法，具体涉及一种能够保持封装的厚度恒定，防止质量和产品寿命降低，并促进过程稳定性和生产力提高的功率模块封装，以及一种用于制造所述功率模块封装的方法。
技术介绍
功率模块封装是指其中在一个基板上集成有一个或多个开关元件的功率半导体产品，所述开关元件包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)、二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、晶闸管等。由于功率开关元件在操作时产生很多热量，因此功率模块封装选择具有优异的散热性能的材料是重要的，并且因为功率开关元件应在垂直方向上彼此平行布置，所以功率模块封装被设计成具有优异的导热性和热扩散性的封装结构。因此，目前在功率模块封装中采用具有优异的热特性的铜板或直接敷铜(DBC)型基板，并且在铜镀覆或直接敷铜基板的后表面上安装用于降低功率模块封装中所生成的高温的热的热管或散热器。虽然在功率模块封装中采用了这种具有优异热性能的基板，但由于对电力特性的需求的增加，固定功率模块封装的热可靠性是最突出的难点，因此需要能够更有效地散热的技术。为了解决上述的问题，正在开发具有两个DBC基板彼此连接在以半导体芯片为中心的对称结构的功率模块封装。图1是示出了根据相关技术的功率模块封装的结构的剖面图。根据图1中所示的功率模块封装100的结构，下基板110和上基板120被设置成以功率半导体元件130为中心的对称结构。于此，下基板110可以由陶瓷基材料111的上部和下部形成有铜层112和113的结构构成，并且上基板120可以由陶瓷基体材料121的上部和下部形成有铜层122和123的结构构成。同时，功率半导体元件130通过焊料160连接到下基板110，图案115形成在下基板110上，并且功率半导体元件130通过导线W连接到图案115。并且，提供了用于与外部侧电连接的引线框140和145，并且第一引线框140通过焊料161连接到图案115，第二引线框145通过焊料162连接到下基板110。另外，在下基板110和上基板120之间提供了用于保持它们之间间隔的间隔物150和155。于此，第一间隔物150通过焊料163和164连接在功率半导体元件130和上基板120之间，第二间隔物155通过焊料165和166连接在下基板110和上基板120之间。最后，如上所述而构成的功率模块封装100，通过使用模制材料170暴露第一引线框140和第二引线框145的一些部分并且包围和覆盖其剩余部分来完成。在如图1中构成的功率模块封装100，如果功率半导体元件130和第一间隔物150的连接厚度T1与下基板110和上基板120的连接厚度T2彼此不相同，则由于空隙的产生，会发生质量和产品寿命的降低。
技术实现思路
因此，提供了本专利技术来解决上述的问题，并且本专利技术的一个目的是提供一种能够保持封装的厚度恒定，防止质量和产品寿命降低，并促进过程稳定性和生产力提高的功率模块封装，以及一种用于制造所述功率模块封装的方法。在根据本专利技术的一个方面，功率模块封装包括，其上形成有图案的下基板，彼此以预定距离分隔开从而安装在下基板的上表面上的功率半导体元件和带，通过第一粘合层连接至所述功率半导体元件的上部的第一间隔物，通过第二粘合层连接至所述带的上部的第二间隔物，以及通过第三粘合层连接至所述第一间隔物和所述第二间隔物每个的上部的上基板。所述第二间隔物的下表面可以与所述带的上表面接触，使得所述第二间隔物由所述带支撑。所述第一粘合层可以形成在所述功率半导体元件的上部，并且所述第二粘合层形成为围绕所述带。所述功率半导体元件可以通过焊接安装在所述下基板上，并且所述带通过粘接被安装在所述下基板上。根据本专利技术的另一个方面，一种用于制造功率模块封装方法，包括：将功率半导体元件和带安装在下基板上，将第一粘合层涂覆在所述功率半导体元件的上表面上，将第二粘合层围绕所述带，将第一间隔物安装在所述第一粘合层上，将第二间隔物安装在所述第二粘合层上，以及使用第三粘合层将上基板连接至所述下基板。所述方法可进一步包括，将第一和第二引线框安装在所述下基板上，和使用导线将所述第一引线框电连接至所述功率半导体元件，其中，所述安装和所述连接是在将所述功率半导体元件和所述带安装至所述下基板与将所述第一粘合层涂覆在所述功率半导体元件的上表面上并且将所述第二粘合层围绕所述带之间进行的。所述功率半导体元件和所述带的安装可以是在安装所述功率半导体元件之后安装所述带。所述功率半导体元件和所述带的安装可以是在安装所述带之后安装所述功率半导体元件。所述功率半导体元件和所述带的安装，可以使用焊接将所述功率半导体元件安装在所述下基板上，并且使用粘接将所述带安装在所述下基板上。所述功率半导体元件和所述带的安装中所述带的安装，可以通过将所述带粘接至所述下基板并且压缩所述粘接的带而进行。将所述第二间隔物安装在所述第二粘合层上，可以使得所述第二间隔物的下表面接触所述带的上表面从而由所述带支撑所述第二间隔物。在相关技术中，厚度不均匀的问题发生在根据工艺条件的功率模块封装中，但根据本专利技术的功率模块封装的厚度非均匀性可以通过改变取决于工艺条件带的压缩度来解决，该工艺条件例如功率模块封装的厚度。因此，功率模块封装的厚度也可以保持恒定，使得可以防止由非均匀厚度引起的质量的产品寿命的降低，并且可以提高工艺稳定性和生产率的提高。附图说明参照附图，通过详细描述本专利技术的示例性实施例，本专利技术的上述和其它的目的、特征和优点对于本领域的普通技术人员将变得更加清楚：图1是示出了根据相关技术的功率模块封装的结构的剖面图；图2是示出了根据本专利技术的一个实施例的功率模块封装的结构的剖面图；以及图3A至3E是顺序地示出了根据本专利技术的实施例的用于制造功率模块封装的方法的剖面图。具体实施方式根据以下详细描述和附图，本专利技术的优点、特征及其实现将是显而易见的。然而，本专利技术并不限制于本文要公开的实施例，许多其他的修改可以被实现。虽然将参照许多示例性实施例了来描述这些实施方式，但是应该理解的是，本领域的技术人员可以设计出落入本公开的原理的精神和范围内的许多其他的修改和实施例。本专利技术的范围应当通过所附权利要求，以及这些权利要求享有的等同物的全部范围进行解释。贯穿本公开给出各部件的附图标记，相同的部件给定相同的附图标记。另外，在本专利技术的以下描述中，如果已知的功能和结构被确定为使本专利技术实施例的解释难以理解，其详细描述将被省略。并且，以下使用的所有术语是通过考虑实施方案中的功能来选择的，并且根据用户，操作者的意图、或习惯，它们的含义可能是不同的。因此，本文所使用的术语的含义应该遵循本文所公开的上下文。下面，将参照附图详细描述根据本专利技术的功率模块封装及其制造方法。图2是示出了根据本专利技术实施例的功率模块封装的结构的剖面图。参照图2仔细观察根据本专利技术实施例的功率模块封装200的结构，功率半导体元件230设置在彼此以预定距离分隔开的第一基板210和第二基板220之间。换句话说，第一基板210和第二基板220被设置在以功率半导体元件23本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率模块封装，包括：下基板，所述下基板上形成有图案；功率半导体元件和带，所述功率半导体元件和所述带彼此以预定距离分隔开从而安装在所述下基板的上表面上；第一间隔物，通过第一粘合层连接至所述功率半导体元件的上部；第二间隔物，通过第二粘合层连接至所述带的上部；以及上基板，通过第三粘合层连接至所述第一间隔物和所述第二间隔物每个的上部。

【技术特征摘要】
2015.12.07 KR 10-2015-01730101.一种功率模块封装，包括：下基板，所述下基板上形成有图案；功率半导体元件和带，所述功率半导体元件和所述带彼此以预定距离分隔开从而安装在所述下基板的上表面上；第一间隔物，通过第一粘合层连接至所述功率半导体元件的上部；第二间隔物，通过第二粘合层连接至所述带的上部；以及上基板，通过第三粘合层连接至所述第一间隔物和所述第二间隔物每个的上部。2.如权利要求1所述的功率模块封装，其中，所述第二间隔物的下表面与所述带的上表面接触，使得所述第二间隔物由所述带支撑。3.如权利要求1所述的功率模块封装，其中，所述第一粘合层形成在所述功率半导体元件的所述上部，并且所述第二粘合层形成为围绕所述带。4.如权利要求1所述的功率模块封装，其中，所述功率半导体元件通过焊接安装在所述下基板上，并且所述带通过粘接安装在所述下基板上。5.一种用于制造功率模块封装方法，包括：将功率半导体元件和带安装在下基板上；将第一粘合层涂覆在所述功率半导体元件的上表面上，将第二粘合层涂覆为围绕所述带；将第一间隔物安装在所述第一粘合层上，将第二间隔物安装在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高在铉，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR