[发明专利]功率器件封装模块及其制造方法

说明书

相关申请的引用

本申请要求2011年7月25日提交的韩国专利申请序列号为10-2011-0073716的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种功率器件封装模块及其制造方法，更具体地，涉及控制单元和功率单元独立成型（mold）并彼此连接的功率器件封装模块及其制造方法。

背景技术

近年来，随着诸如消费类电子产品的电子设备的快速变化的市场要求，需要开发新一代的功率模块，相对于传统的模块，能实现小型化、多功能化和高性能并且显示出高可靠性以及改善的热性能。

例如，传统的功率器件封装模块具有这样的结构：在一体成型的一个封装中通过Al配线连接控制IC部件和功率模块部件。在该方法中，为了结合控制IC部件，应插入PCB，在单独地执行Al结合后执行EMC成型。

美国专利申请公开US 2010/0226095 A1公开了该传统技术。US 2010/0226095 A1公开的技术中，使用一个引线框成型功率单元和控制单元并且最后通过配线连接。

发明内容

上述传统方法的问题在于，加工变得很困难并且当控制单元和功率单元之一损坏时整个封装都被作为废品。此外，当将控制单元和功率单元制造成一个封装时，还存在热互作用的问题。

为了克服上述问题做出了本发明，因此，本发明的一个目的在于提供功率器件封装模块及其制造方法，通过初级封装加工（primary packaging process）分别封装功率单元和控制单元并连接两个封装能够获得一个功率模块。

根据为实现该目的的本发明的一方面，提供一种功率器件封装模块，其包括：控制单元，包括第一基板、第一引线框、控制芯片以及第一接合部，并且独立（individually，分别）成型使得第一接合部和第一引线框的外部连接部分暴露在外侧，其中第一引线框和电连接至第一引线框的控制芯片安装在第一基板上，并且第一接合部形成在待电连接至控制芯片的第一基板的一侧；以及功率单元，包括第二基板、第二引线框、功率芯片和第二接合部，并且独立成型使得第二接合部和第二引线框的外部连接部分暴露在外侧，其中第二引线框和电连接至第二引线框的功率芯片安装在所述第二基板上，并且第二接合部形成在待电连接至功率芯片的第二基板的一侧，其中独立成型的控制单元和功率单元通过第一接合部和第二接合部接合。

根据本发明的一个实施方式，功率单元包括附接至第二基板的另一表面的散热器。

根据本发明的另一个实施方式，功率器件封装模块还包括与第一和第二接合部接合的导电接合框架单元，并且控制单元和功率单元由接合框架单元接合。

根据本发明的另一个实施方式，第一接合部和第二接合部之一形成为具有通孔结构，另一个形成为具有突出结构，并且通孔结构和突出结构相互接合。根据本发明的另一个实施方式，通孔形成在第一或第二基板中，并且突出结构是第一或第二引线框的一部分。

根据本发明的另一个实施方式，各个第一和第二接合部是各个第一和第二引线框的一部分，并且第一和第二接合部通过焊接而结合。根据本发明的另一个实施方式，第一和第二接合部中的至少一个突出至外侧以形成外部连接端子。

此外，根据本发明的另一个实施方式，控制单元和功率单元连接，从而第一基板的安装有控制芯片的一个表面和第二基板的安装有功率芯片的一个表面布置在相同或相反的方向。

此外，根据本发明的另一个实施方式，第一基板是PCB基板，第一引线框附接在PCB上，并且控制芯片安装在第一引线框上，其中在第一引线框和第一接合部之间形成引线结合。

根据本发明的另一个实施方式，通过在陶瓷板的一个面上形成晶种层并且在晶种层（seed layer）上形成金属层而形成第一或第二基板，第一或第二引线框通过焊接而附接在金属层上，并且控制芯片或功率芯片安装在第一或第二引线框上，其中在第一引线框和第一接合部之间以及第二引线框和第二接合部之间形成引线结合。

此外，根据本发明的另一个实施方式，功率芯片包括IGBT器件和FWD器件，其中IGBT器件和FWD器件独立地安装并且通过引线结合而并联连接。