基板、功率模块封装及图案化的绝缘金属基板的制造方法技术

一种基板，包括一金属载板、一图案化的绝缘层、及一图案化的导电层，其中图案化的绝缘层设置于金属载板上，且部分地覆盖金属载板，而图案化的导电层设置于图案化的绝缘层上。本发明专利技术还提供一种包括前述基板的功率模块封装以及前述基板的制造方法。本发明专利技术提供的包括一图案化的绝缘金属基板(PIMS)的功率模块封装，由于图案化的绝缘金属基板中的图案化的绝缘层不会阻隔安装于基板上的半导体功率晶片所产生的热的传递，故功率模块封装可具有更好的散热能力及更高的可靠性。

Substrate, power module package and patterned insulating metal substrate manufacturing method

A substrate comprises a metal substrate, a patterned insulating layer, and a patterned conductive layer, wherein the insulating layer is arranged on the metal patterned substrate, and partially covering the metal substrate, and a conductive layer disposed on the patterned patterned insulating layer. The invention also provides a power module package including the substrate and a manufacturing method for the substrate. The invention provides a patterned insulated metal substrate (PIMS) packaging power module, because the transfer of power semiconductor wafer patterning insulated metal substrate patterned in the insulating layer do not block attached to the substrate by the heat generated, so the power module package can have better heat dissipation capability and higher reliability.

【技术实现步骤摘要】
基板、功率模块封装及图案化的绝缘金属基板的制造方法
本专利技术涉及一种半导体封装技术；特别涉及一种包括一图案化的绝缘金属基板的功率模块封装，及该图案化的绝缘金属基板的制造方法。
技术介绍
功率模块封装(Powermodulepackages)已被广泛地应用在汽车、工业设备、及家用电器。一般而言，在功率模块封装中，一或多个半导体功率晶片可被安装于一金属载板上，并被一环氧树脂模塑料(epoxymoldingcompound，简称EMC)所封装以保护其内部零件。图1显示一常用功率模块封装1的剖面示意图。如图1所示，常用功率模块封装1主要包括一金属载板10、位于金属载板10上的一整面的(full-faced)绝缘层11、位于绝缘层11上的一图案化的导电层12(前述金属载板10、绝缘层11、及导电层12构成常用功率模块封装1中的一基板)、及多个功率晶片13，可电性连接导电层12的部分并可通过多个导线14彼此电性连接。然而，由于前述基板的结构设计(金属载板10、绝缘层11、及导电层12是互相堆迭的)，常用功率模块封装1通常具有散热能力差的问题，造成其可靠性也受到影响。
技术实现思路
有鉴于前述问题点，本专利技术一实施例提供一种(图案化的绝缘金属)基板，包括一金属载板、一图案化的绝缘层、及一图案化的导电层，其中图案化的绝缘层设置于金属载板上，且部分地覆盖金属载板，而图案化的导电层设置于图案化的绝缘层上。本专利技术一实施例中，金属载板具有一孔洞、一凹槽或一狭长孔，未被图案化的绝缘层所覆盖。本专利技术一实施例中，金属载板具有一开口，未被图案化的绝缘层所覆盖。本专利技术一实施例中，金属载板为一导线架，材质包括铜。本专利技术另提供一种功率模块封装，包括一(图案化的绝缘金属)基板、一第一晶片、及一第二晶片。基板包括一金属载板、一图案化的绝缘层、及一图案化的导电层，其中图案化的绝缘层设置于金属载板上，且部分地覆盖金属载板，而图案化的导电层设置于图案化的绝缘层上。第一晶片设置于未被图案化的绝缘层所覆盖的金属载板上。第二晶片设置于图案化的导电层上，且电性连接第一晶片。本专利技术一实施例中，金属载板具有一孔洞、一凹槽或一狭长孔，且第一晶片设置于其中。本专利技术一实施例中，金属载板具有一开口，且第一晶片设置于其中。本专利技术一实施例中，图案化的绝缘层具有一第一图案化绝缘部分及一第二图案化绝缘部分，第一图案化绝缘部分被图案化的导电层的一部份所覆盖，且第二晶片设置于图案化的导电层的部份上。本专利技术一实施例中，图案化的绝缘层具有一第一图案化绝缘部分及一第二图案化绝缘部分，第一图案化绝缘部分被图案化的导电层的一部份所覆盖，而第二图案化绝缘部分被图案化的导电层的另一部分所覆盖，且第一晶片电性连接图案化的导电层的另一部分。本专利技术一实施例中，第一晶片直接连接金属载板。本专利技术一实施例中，金属载板为一导线架，材质包括铜。本专利技术一实施例中，第一晶片为一水平式半导体元件。本专利技术一实施例中，第二晶片为一垂直式半导体元件。本专利技术一实施例中，第一晶片具有相对的一主动端及一底面端，主动端上设有多个电极，且第一晶片通过底面端设置于金属载板上。本专利技术又提供一种图案化的绝缘金属基板的制造方法，包括：提供一基板，具有一绝缘层及一图案化的导电层，且图案化的导电层覆盖绝缘层的一上表面；形成一粘着面于绝缘层的一下表面；形成一开口，穿过绝缘层；以及压合一图案化的金属载板于绝缘层的粘着面。本专利技术还提供一种图案化的绝缘金属基板的制造方法，包括：提供一基板，具有一绝缘层及一图案化的导电层，且图案化的导电层覆盖绝缘层的一上表面；形成一粘着面于绝缘层的一下表面；形成一开口，穿过绝缘层；压合一金属载板于绝缘层的粘着面；以及图案化上述压合后的金属载板。本专利技术提供的包括一图案化的绝缘金属基板(PIMS)的功率模块封装，由于图案化的绝缘金属基板中的图案化的绝缘层不会阻隔安装于基板上的半导体功率晶片所产生的热的传递，故功率模块封装可具有更好的散热能力及更高的可靠性。为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1显示一常用功率模块封装的剖面示意图。图2显示根据本专利技术一实施例的功率模块封装的立体示意图。图3显示图2中的功率模块封装的爆炸图。图4显示图2中的功率模块封装的剖面示意图。图5显示根据本专利技术另一实施例的功率模块封装的剖面示意图。图6显示根据本专利技术另一实施例的功率模块封装的剖面示意图。图7显示根据本专利技术另一实施例的功率模块封装的立体示意图。图8显示根据本专利技术另一实施例的功率模块封装的立体示意图。图9A至图9E显示根据本专利技术一实施例的功率模块封装中的一图案化的绝缘金属基板的制造方法的剖面示意图。其中，附图标记说明如下：1～常用功率模块封装；2、3、4、5、6～功率模块封装；10～金属载板；11～绝缘层；12～导电层；13～功率晶片；14～导线；20～图案化的绝缘金属基板；22～载板、金属载板；24～绝缘层；26～导电层；30～第一半导体功率晶片；30D～第一汲极接垫；30G～第一闸极接垫；30S～第一源极接垫；32～上表面；34～下表面；40～第二半导体功率晶片；40G～第二闸极接垫；40S～第二源极接垫；42～上表面；44～下表面；50～被动元件；52～第一端子；54～第二端子；60～导线；100～绝缘层；100A～上表面；100B～下表面；101～导电层；102～粘着面；103～开口；104～金属载板；221～第一部分；222～第二部分；222A～孔洞；222B～开口；223～第三部分；224～第四部分；241～第一图案化绝缘部分；242～开口；243～第二图案化绝缘部分；261～第一图案化导电部分；262～第二图案化导电部分；P～介面材料；S～基板。具体实施方式以下说明本专利技术的较佳实施例。此说明的目的在于提供本专利技术的总体概念而并非用以局限本专利技术的范围。在以下所说明的本专利技术实施例中，所称的方位“上”、“下”，仅是用来表示所附图式中相对的位置关，并非用来限制本专利技术。在以下附图或说明书描述中，相似或相同的部分均使用相同的符号。另外，在附图中，实施例的形状或厚度可扩大，以简化或是方便标示。应了解的是，在附图中未示出或说明书中未描述的元件，为本领域技术人员所知的形式。请参照图2至图4，其中图2显示根据本专利技术一实施例的功率模块封装2的立体示意图，图3显示图2中的功率模块封装2的爆炸图，及图4显示图2中的功率模块封装2的剖面示意图。根据本专利技术一实施例，功率模块封装2包括一图案化的绝缘金属基板(patternedinsulationmetalsubstrate，简称PIMS)20、一第一半导体功率晶片30、一第二半导体功率晶片40、两个被动元件50、及多条导线60。应了解的是，图2至图4中仅省略一封装层，例如一环氧树脂模塑料(epoxymoldingcompound，简称EMC)，用以覆盖位于图案化的绝缘金属基板20上的第一半导体功率晶片30、第二半导体功率晶片40、被动元件50、及导线60。如图2至图4所示，图案化的绝缘金属基板20包括一载板22、一绝缘层24、及一导电层26。在本实施例中，载板22为一导线架(leadframe)，具有多个图案化的及分开的部分。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板，其特征在于，包括：一金属载板；一图案化的绝缘层，设置于该金属载板上，且部分地覆盖该金属载板；以及一图案化的导电层，设置于该图案化的绝缘层上。

【技术特征摘要】
2016.04.29 US 15/142,458;2016.04.29 US 15/142,5881.一种基板，其特征在于，包括：一金属载板；一图案化的绝缘层，设置于该金属载板上，且部分地覆盖该金属载板；以及一图案化的导电层，设置于该图案化的绝缘层上。2.如权利要求1所述的基板，其特征在于，该金属载板具有一孔洞、一凹槽或一狭长孔，未被该图案化的绝缘层所覆盖。3.如权利要求1所述的基板，其特征在于，该金属载板具有一开口，未被该图案化的绝缘层所覆盖。4.如权利要求1所述的基板，其特征在于，该金属载板为一导线架，材质包括铜。5.一种功率模块封装，其特征在于，包括：一基板，具有一金属载板、一图案化的绝缘层以及一图案化的导电层，该图案化的绝缘层设置于该金属载板上，且部分地覆盖该金属载板，该图案化的导电层设置于该图案化的绝缘层上；一第一晶片，设置于未被该图案化的绝缘层所覆盖的该金属载板上；以及一第二晶片，设置于该图案化的导电层上，且电性连接该第一晶片。6.如权利要求5所述的功率模块封装，其特征在于，该金属载板具有一孔洞、一凹槽或一狭长孔，且该第一晶片设置于其中。7.如权利要求5所述的功率模块封装，其特征在于，该金属载板具有一开口，且该第一晶片设置于其中。8.如权利要求5所述的功率模块封装，其特征在于，该图案化的绝缘层具有一第一图案化绝缘部分及一第二图案化绝缘部分，该第一图案化绝缘部分被该图案化的导电层的一部份所覆盖，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡欣昌，李嘉炎，李芃昕，
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