【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种功率模块及其制造方法，其能够通过基板上延伸到半导体芯片的布置区域的引线框架来有效地分散和消耗半导体芯片产生的热量。
技术介绍
1、近年来，随着人们对环境的兴趣增加，设置有电机作为动力源的环保型车辆正在兴起。环保型车辆也称为电气化车辆，并且主要的示例包括电动车辆(ev)和混合动力电动车辆(hev)。
2、电气化车辆设置有用于在电机被驱动时将直流电转换为交流电的逆变器。逆变器通常包括一个或更多个功率模块，所述功率模块包括执行开关功能的半导体芯片。
3、同时，在功率模块的半导体芯片的情况下，随着运行期间的高电压的大电流流动，半导体芯片产生热量。为了使功率模块稳定地运行，必须散热。
4、为了实现有效的散热，正在对接收半导体芯片产生的热量并将接收到的热量散发到外部的散热器的材料或形状以及连接散热器和冷却通道的方法进行研究和开发。
5、然而，这些研究和开发旨在使散热器能够在接收到热量后有效地将半导体芯片产生的热量消散到外部，而几乎与从内部热源到散热器(例如，从半导体芯片到基板)的热传递过程没有相关性。
6、因此，有必要提出一种用于提高从热源到散热器的传热效率以实现功率模块的有效散热的解决方案。
7、包含于本专利技术
技术介绍
部分中的信息仅仅旨在增强对本专利技术的总体背景的理解，而不应被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的各个方面致力于提供一种
2、本专利技术的目的不限于上述目的，本领域技术人员将从以下描述清楚地理解本文未提及的其它不同目的。
3、在本专利技术的各个方面，根据本专利技术的示例性实施方案，提供了一种功率模块，其包括：半导体芯片、绝缘电路板以及引线框架；所述绝缘电路板包括绝缘层和布置在绝缘层的第一表面上的第一金属层；所述引线框架布置在半导体芯片和绝缘电路板之间；其中，所述引线框架可以包括：第一引线框架和第二引线框架，所述第一引线框架包括第一端子部和第一延伸部，所述第一延伸部从第一端子部延伸到绝缘电路板上，以与预定数量的半导体芯片在平面上重叠；所述第二引线框架包括第二端子部和第二延伸部，所述第二延伸部从第二端子部延伸到绝缘电路板上，以与其余数量的半导体芯片在平面上重叠。
4、例如，功率模块可以进一步包括：第二金属层，所述第二金属层分别地将预定数量的半导体芯片与第一引线框架连接，并且将其余数量的半导体芯片与第二引线框架连接。
5、例如，每个第二金属层的热膨胀系数可以大于每个半导体芯片的热膨胀系数且小于每个引线框架的热膨胀系数。
6、例如，每个第二金属层可以具有比每个半导体芯片更大的平面面积。
7、例如，每个引线框架的厚度可以大于第一金属层的厚度。
8、例如，引线框架可以进一步包括：第三引线框架，其包括第三端子部和第三延伸部，所述第三延伸部从第三端子部延伸以位于第一引线框架和第二引线框架之间而与半导体芯片在平面上不重叠。
9、例如，功率模块可以进一步包括：附加基板，所述附加基板布置在引线框架上，以与绝缘电路板的边缘部分的一部分在平面上重叠的同时与半导体芯片在平面上不重叠。
10、例如，功率模块可以进一步包括：信号引脚，所述信号引脚配置为从外部接收电压；其中，所述附加基板可以包括第一附加基板，每个第一附加基板分别布置在第一引线框架和第二引线框架上，并且每个第一附加基板配置为将从信号引脚输入的电压传递到至少一个半导体芯片。
11、例如，附加基板可以包括第二附加基板，所述第二附加基板布置在至少两个引线框架上并且配置为将所述至少两个引线框架连接以彼此固定。
12、例如，所述附加基板可以布置为基于引线框架而与绝缘电路板上下对称。
13、例如，绝缘电路板可以进一步包括散热板，所述散热板布置在与所述绝缘层的第一表面相反的第二表面上。
14、在本专利技术的各个方面，根据本专利技术的示例性实施方案，提供了一种功率模块的制造方法，所述方法包括：制备半导体芯片、绝缘电路板、引线框架和第二金属层；在绝缘电路板上堆叠并键合引线框架；在与半导体芯片于平面上重叠的一些引线框架上堆叠并键合第二金属层；在第二金属层上堆叠并键合半导体芯片。
15、例如，堆叠并键合引线框架可以包括：在绝缘电路板和引线框架于平面上重叠的区域施加金属键合材料，并且通过加压和热处理进行面对面键合。
16、例如，制备可以包括制备附加基板，并且可以进一步包括：在引线框架的与半导体芯片在平面上不重叠但与绝缘电路板的边缘部分的一部分在平面上重叠的区域上堆叠并键合附加基板。
17、例如，制备可以包括制备连接部，并且可以进一步包括：将半导体芯片中的任何一个和引线框架中的与半导体芯片中的任何一个在平面上都不重叠的一个引线框架与一个连接部进行连接。
18、如上所述，根据本专利技术的示例性实施方案，通过绝缘电路板和引线框架增加布置在半导体芯片下方的整个金属层的厚度，可以提高热导率以提高热量扩散和消散性能，从而降低功率模块的运行温度。
19、此外，通过在引线框架的顶部布置第二金属层和附加基板，可以通过分散工艺和运行期间温度变化产生的热应力来确保功率模块的耐久性。
20、可以从本专利技术获得的效果不限于上述效果。本专利技术所属领域的技术人员将从以下描述清楚地理解其它未提及的效果。
21、本专利技术的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行更详细的陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
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1.一种功率模块，其包括：
2.根据权利要求1所述的功率模块，其进一步包括：
3.根据权利要求2所述的功率模块，其中，每个第二金属层的热膨胀系数大于每个半导体芯片的热膨胀系数且小于每个引线框架的热膨胀系数。
4.根据权利要求2所述的功率模块，其中，每个第二金属层具有比每个半导体芯片更大的平面面积。
5.根据权利要求1所述的功率模块，其中，每个引线框架的厚度大于第一金属层的厚度。
6.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述引线框架进一步包括：
7.根据权利要求6所述的功率模块，其进一步包括：
8.根据权利要求7所述的功率模块，其进一步包括：
9.根据权利要求7所述的功率模块，其中，所述附加基板包括第二附加基板，所述第二附加基板布置在至少两个引线框架上并且配置为将所述至少两个引线框架连接以彼此固定。
10.根据权利要求7所述的功率模块，其中，所述附加基板布置为基于引线框架而与所述绝缘电路板上下对称。
11.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述绝缘电路板进一步包
12.一种功率模块的制造方法，所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的制造方法，其中，堆叠并键合引线框架包括：在绝缘电路板和引线框架于平面上重叠的区域施加金属键合材料，并且通过加压和热处理进行面对面键合。
14.根据权利要求12所述的制造方法，其中，制备包括制备附加基板，并且进一步包括：在引线框架的与半导体芯片在平面上不重叠但与绝缘电路板的边缘部分的一部分在平面上重叠的区域上堆叠并键合附加基板。
15.根据权利要求12所述的制造方法，其中，制备包括制备连接部，并且进一步包括：将半导体芯片中的任何一个和引线框架中的与半导体芯片中的任何一个在平面上都不重叠的一个引线框架与一个所述连接部进行连接。
16.根据权利要求12所述的制造方法，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其包括：
2.根据权利要求1所述的功率模块，其进一步包括：
3.根据权利要求2所述的功率模块，其中，每个第二金属层的热膨胀系数大于每个半导体芯片的热膨胀系数且小于每个引线框架的热膨胀系数。
4.根据权利要求2所述的功率模块，其中，每个第二金属层具有比每个半导体芯片更大的平面面积。
5.根据权利要求1所述的功率模块，其中，每个引线框架的厚度大于第一金属层的厚度。
6.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述引线框架进一步包括：
7.根据权利要求6所述的功率模块，其进一步包括：
8.根据权利要求7所述的功率模块，其进一步包括：
9.根据权利要求7所述的功率模块，其中，所述附加基板包括第二附加基板，所述第二附加基板布置在至少两个引线框架上并且配置为将所述至少两个引线框架连接以彼此固定。
10.根据权利要求7所述的功率模块，其中，所述附加基板布置为基于引线框...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪坰国，姜修槟，金永锡，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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