[发明专利]功率模块封装和用于制造该功率模块封装的方法

说明书

相关申请的交叉应用

本申请要求于2011年7月4日提交的、专利号为10-2011-0066046的、题为“Power Module Package And Method For Manufacturing The Same(功率模块封装和用于制造该功率模块封装的方法)”的韩国专利申请的权利，由此该申请通过引用被整体合并到本申请中。

技术领域

本发明涉及功率模块封装和用于制造该功率模块封装的方法。

背景技术

随着能源应用的全球性的增加，为了有效利用能源和保护环境，功率转换装置(比如变换器)在很多领域(比如家庭器具和工业产品等)的应用也增加了。

随着变换器应用的增加智能功率模块(IPM)显得很突出，它是变换器中执行直流电(DC)整流和交流电(AC)转换的中心组件，能在家庭器具(比如冰箱、洗衣机和空调)、工业应用(比如工业发动机等)和下一代应用(比如混合动力车辆(HEV)和电动车(EV)等)中使用。

通常，在功率转换过程中产生高热。当产生的热不能有效地被去除时，可能导致模块和整个系统的性能恶化或损毁。而且，随着最近朝着多动能和小尺寸组件发展的趋势，IPM需要具有多功能和小尺寸。因此，让IPM具有多功能和小尺寸的结构改善和由上述结构改善而产生的热量的有效辐射是很重要的。

根据现有技术的方案中的第一个方案中，通过把功率装置和控制装置分开放置在分隔的引线框的方案来实现的IPM仅通过引线框辐射热量。因此，由于引线框热辐射能力的限制，在有大量热量产生的应用中，应用第一个方案很困难。另外，其中设置有功率单元和控制单元的结构主要用来执行热分离，在最小化整个组件上有困难。

根据现有技术的第二个方案中，IPM使用有优秀热辐射特性的金属做成的衬底。在这个方案中，即使是不产生高热的控制装置也安装在昂贵的热辐射衬底上，因此导致了模块本身尺寸的增加和昂贵的热辐射衬底引起的整个模块成本的增加。另外，因为具有多功能的组件被安装在单个平面上，设计中的自由度就有限制。

发明内容

本发明致力于提供能够最小化全体组件的功率模块封装和用于制造该功率模块封装的方法。

而且，本发明致力于提供能够通过减小比一般的衬底贵的热辐射衬底的面积来减小产品成本的功率模块封装和用于制造该功率模块封装的方法。

而且，本发明致力于提供能够通过减少连接到外面的引线框的使用来减小产品成本的功率模块封装和用于制造该功率模块封装的方法。

根据本发明第一优选实施方式，提供了一种功率模块封装，包括：第一衬底；第二衬底，具有用于和第一衬底连接的衬垫和用于连接外面的外部连接终端，所述衬垫形成在所述第二衬底的一个表面的一边或两边上，所述外部连接终端形成在所述第二衬底的另一个表面上；以及引线框，一端结合到第一衬底上，另一端结合到第二衬底的衬垫上，因此第一和第二衬底互相垂直地连接。

引线框的另一端可以结合到形成在第二衬底的一个表面的一边上的衬垫上。

引线框的另一端可以结合到形成在第二衬底的一个表面的两边的衬垫上。

第二衬底还包括被形成用于与外部连接终端电连接的导孔。

结合到第二衬底的衬垫上的引线框另一端可以具有下置(down-set)形式，引线框另一端和第二衬底的衬垫通过焊接互相结合。

功率模块封装还可以包括安装在结合到第一衬底上的引线框上的第一半导体芯片和安装在第二衬垫上的第二半导体芯片，其中，第一半导体芯片是功率装置，第二半导体芯片是用于控制功率装置的驱动的控制装置。

第一衬底是具有阳极氧化层的金属衬底，第二衬底可以是印刷电路板(PCB)。

功率模块封装还可以包括被形成以用于从第一衬底的一边到第二衬底的一边围起来的密封树脂，其中第一和第二衬底通过引线框相互连接。

根据本发明第二优选实施方式，提供了一种用于制造功率模块封装的方法，该方法包括：准备第一衬底，引线框的一端连接到该第一衬底；准备第二衬底，第二衬底具有与第一衬底连接的衬垫和与外面连接的外部连接终端，所述衬垫形成在所述第二衬底的一个表面的一边或两边上，所述外部连接终端形成在所述第二衬底的另一个表面上；以及通过将引线框另一端和第二衬底的衬垫互相结合，来互相垂直地连接第一和第二衬底。

第一和第二衬底的垂直连接可以通过将引线框的另一端和形成在第二衬底的一边上的衬垫相互连接来完成。

第一和第二衬底的垂直连接可以通过将引线框的另一端和形成在第二衬底的两边上形成的衬垫相互连接来完成。