功率转换电路的封装模块及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种功率转换电路的封装模块及其制造方法。该功率转换电路的封装模块包括：基板，塑封层以及多个引脚。基板上安装有功率器件，多个引脚与功率器件电性相连。塑封层覆盖基板带有功率器件的一面且多个引脚至少曝露出用于多个引脚与一外部电路电性连接的接触面。其中，塑封层包括帽子主体部分和帽檐部分，帽子主体部分和帽檐部分构成一帽子形状的塑封层，帽檐部分用以增加位于塑封层顶部的多个引脚的接触面至基板底部的爬电距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体封装领域，尤其涉及一种功率转换电路的封装模块及其制造方法。
技术介绍
高效率、高功率密度、高可靠性以及低成本一直是电力、电子领域对电源变换器的要求。高效率意味着减少能耗，利于节能减排、保护环境，并减少使用成本。高功率密度则意味着体积小、重量轻，在减少材料成本的同时亦可减少运输成本和空间需求，从而减少建设成本。高可靠性意味着更长的使用寿命以及更低的维护成本。为了应对电源转换模块的发展趋势，功率器件的模块化成为了重点的发展趋势，功率模块封装本身亦不断以轻、薄、短、小作为重点发展方向，这无疑会带来散热以及绝缘距离等方面的问题。此外，一般而言，对于采用直接敷铜陶瓷(Direct Bonding Copper，DBC)基板或者金属化陶瓷基板的塑封结构的功率转换电路的封装模块，在进行塑封时通常采用一穴一模块的结构，这样在模块尺寸改变时就必须更换新的塑封模具，而模具成本动辄在数万至数十万美元之间，因此功率转换电路的封装模块的生产成本非常高。在实际操作时，为了避免过多的塑封模具的投资，在设计时往往会考虑模具的通用性，但这样又对设计产生了种种限制，使得最优化设计变得不可实现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种在满足封装轻、薄的基础上，具有高散热性及高电气安全性的功率转换电路的封装模块，及其制造方法。本专利技术的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本专利技术的实践而习得。本专利技术一方面公开了一种功率转换电路的封装模块，包括：基板；功率器件，所述功率器件安装于所述基板；塑封层，覆盖所述基板带有功率器件的一面；以及多个引脚，所述多个引脚与所述功率器件电性相连并嵌入所述塑封层，所述多个引脚至少曝露出用于所述多个引脚与一外部电路电性连接的接触面；其中，所述塑封层包括帽子主体部分和帽檐部分，所述帽子主体部分和帽檐部分构成一帽子形状的塑封层，所述帽檐部分用以增加位于所述塑封层顶部的所述多个引脚的接触面至所述基板底部的爬电距离。于一实施例中，所述基板包括至少一层绝缘层以及至少一层金属层。于另一实施例中，所述基板包括：第一金属层、第一陶瓷层。于再一实施例中，所述基板包括：第一金属层、陶瓷层和第二金属层，所述陶瓷层位于所述第一金属层和所述第二金属层之间。于再一实施例中，所述第一金属层连接所述功率器件和所述多个引脚。于再一实施例中，所述塑封层还包括第一爬电凸块，所述第一爬电凸块设置于所述帽檐部分与所述帽子主体部分相邻和/或平行。于再一实施例中，所述塑封层的帽子主体部分为实心体。于再一实施例中，所述引脚包括至少一L型金属部，所述L型金属部由竖直部和水平部构成；所述引脚曝露的接触面位于所述水平部。于再一实施例中，所述水平部的两相垂直的面均曝露出所述塑封层的帽子主体部分。于再一实施例中，所述引脚的水平部的厚度小于其竖直部的厚度。于再一实施例中，所述水平部和竖直部相交的部分形成有一凹槽结构。于再一实施例中，所述引脚的高度小于或等于所述塑封层的帽子主体部分的高度。本专利技术另一方面公开了制造上述功率转换电路的封装模块的方法，包括：步骤a：提供一张连片式基板，所述基板上设置有若干呈阵列排布的功率转换电路；步骤b：在所述功率转换电路上设置各个功率转换电路的引脚；步骤c：在所述连片式基板上形成一体成型的塑封层覆盖所述若干
功率转换电路。于一实施例中，还包括：步骤d：切割所述连片式基板和所述塑封层，分离出各个功率转换电路。于另一实施例中，步骤d包括：步骤d1：预切割连片式基板的背面以在基板背面形成切割痕；步骤d2：切割连片式基板相对背面的另一面形成的所述塑封层；步骤d3：完全分离各个功率转换电路。于再一实施例中，步骤d3中完全分离各个功率转换电路是采用的机械性掰断的方法。于再一实施例中，步骤d2中塑封层中帽体之间的切口宽度大于帽檐之间切口宽度。于再一实施例中，步骤d1中预切割是采用镭射切割的方式形成所述切割痕。于再一实施例中，步骤c中采用注塑模具扣合于所述连片式基板上一体浇注成型所述塑封层。于再一实施例中，所述连片基板上与所述注塑模具扣合处设置有金属化层。本专利技术公开的功率转换电路的封装模块通过将引脚内置于功率转换电路的封装模块中，并通过第二顶表面的设置，增加了引脚到基板下表面的爬电距离，进一步保证了功率转换电路的封装模块在使用中的电气安全；此外，还降低了封装尺寸及厚度，有效提升了功率转换电路的封装模块的功率密度。本专利技术公开的功率转换电路的封装模块的制造方法，通过采用连片式的塑封方式，明显降低了对塑封模具的要求，即使功率转换电路的封装模块的尺寸改变，也无须更新塑封模具，具有通用性，为功率转换电路的封装模块的制造降低了生产成本。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。图1为本专利技术实施例一的功率转换电路的封装模块的剖面图。图2为本专利技术实施例二的功率转换电路的封装模块的剖面图。图3为本专利技术实施例三的功率转换电路的封装模块的剖面图。图4为本专利技术实施例四的功率转换电路的封装模块的剖面图。图5A和图5B为本专利技术实施例五的功率转换电路的封装模块的剖面图。图6为本专利技术实施例六的功率转换电路的封装模块的剖面图。图7为本专利技术实施例的功率转换电路的封装模块制造方法中整体塑封后的塑封体的俯视图。图8为沿图7中AA’线的剖面图。图9A至图9E为本专利技术实施例的功率转换电路的封装模块制造方法的流程示意图。图10为本专利技术实施例的功率转换电路的封装模块制造方法中整体塑封体的基板下表面的切割痕示意图。图11为本专利技术实施例的功率转换电路的封装模块的多种引脚结构的示意图。图12为本专利技术实施例的功率转换电路的封装模块制造方法中使用金属化层的示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本专利技术的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本专利技术。图1为本专利技术实施例一的功率转换电路的封装模块的剖面图。如图1所示，本专利技术实施例一的功率转换电路的封装模块10包括：基板100、至少一个功率器件110、至少一个引脚120及塑封层130。基板100作为至少一个功率器件110的安装载板，包括至少一层绝缘层以及至少一层金属层。该基板例如可以为单/双面直接敷铜陶瓷(DBC)基板、单/双面金属化陶瓷基板、绝缘金属基板(IMS)、有机类单/多层线路板等、高/低温共烧陶瓷基板(HTCC/LTCC)。至少一个功率器件110，例如可以为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)或二极管等，其与基板100组装，通过键合材料(bonding mat本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换电路的封装模块，其特征在于，包括：基板；功率器件，所述功率器件安装于所述基板；塑封层，覆盖所述基板带有功率器件的一面；以及多个引脚，所述多个引脚与所述功率器件电性相连并嵌入所述塑封层，所述多个引脚至少曝露出用于所述多个引脚与一外部电路电性连接的接触面；其中，所述塑封层包括帽子主体部分和帽檐部分，所述帽子主体部分和帽檐部分构成一帽子形状的塑封层，所述帽檐部分用以增加位于所述塑封层顶部的所述多个引脚的接触面至所述基板底部的爬电距离。

【技术特征摘要】
1.一种功率转换电路的封装模块，其特征在于，包括：基板；功率器件，所述功率器件安装于所述基板；塑封层，覆盖所述基板带有功率器件的一面；以及多个引脚，所述多个引脚与所述功率器件电性相连并嵌入所述塑封层，所述多个引脚至少曝露出用于所述多个引脚与一外部电路电性连接的接触面；其中，所述塑封层包括帽子主体部分和帽檐部分，所述帽子主体部分和帽檐部分构成一帽子形状的塑封层，所述帽檐部分用以增加位于所述塑封层顶部的所述多个引脚的接触面至所述基板底部的爬电距离。2.根据权利要求1所述的功率转换电路的封装模块，其中所述基板包括至少一层绝缘层以及至少一层金属层。3.根据权利要求2所述的功率转换电路的封装模块，其中所述基板包括：第一金属层、陶瓷层。4.根据权利要求1所述的功率转换电路的封装模块，其中所述基板包括：第一金属层、陶瓷层和第二金属层，所述陶瓷层位于所述第一金属层和所述第二金属层之间。5.根据权利要求3或4所述的功率转换电路的封装模块，其中所述第一金属层连接所述功率器件和所述多个引脚。6.根据权利要求1所述的功率转换电路的封装模块，其中所述塑封层还包括第一爬电凸块，所述第一爬电凸块设置于所述帽檐部分与所述帽子主体部分相邻和/或平行。7.根据权利要求1所述的功率转换电路的封装模块，其中所述塑封层的帽子主体部分为实心体。8.根据权利要求1所述的功率转换电路的封装模块，其中所述引脚包括至少一L型金属部，所述L型金属部由竖直部和水平部构成；所述引脚曝露的接触面位于所述水平部。9.根据权利要求8所述的功率转换电路的封装模块，其中所述水平部的两相垂直的面均曝露出所述塑封层的帽子主体部分。10.根据权利要求8所述的功率转换电路的封装模块，其中所述引脚的水平部的宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪守玉，鲁凯，赵振清，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71