[发明专利]功率模块及其封装方法

说明书

本发明提供一种功率模块及其封装方法，其功率模块包括承载板，所述承载板包括绝缘层和设置于所述绝缘层一表面的金属层；所述功率模块还包括至少一个功率芯片和至少一个驱动芯片，分别贴装在所述金属层的远离所述绝缘层的表面，并通过键合线与所述金属层电性连接。本发明通过将功率芯片、驱动芯片和引脚贴装在承载板的金属层，即通过承载板代替现有技术用的高密度引线框架和PCB板，从而大大的节约了成本，简化了封装工艺。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种功率模块及其封装方法。

背景技术

智能功率模块，即IPM(Intelligent Power Module)，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动器件。由于具有高集成度、高可靠性等优势，智能功率模块赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电常用的电力电子元件。

如图1-2所示，现有的智能功率模块采用铜引线框架为载体，存在以下缺点在引线框架上焊接功率芯片，为了减小模块体积甚至采用内嵌PCB板的方式来实现驱动IC芯片的走线，但是受限于铜引线框架的强度和模具寿命，引线框架加工成本占整个封装成本的一半以上。在制造成本及工艺难度上分析，引线框架冲压难度大加工成本高，且实际生产上只能采用锡膏工艺，回流焊接后必须进行助焊剂清洗后才能进行引线键合，容易对焊线可靠性产生影响。

发明内容

本发明提供一种功率模块及其封装方法，以实现节省成本，简化封装工艺。

为实现上述目的，本发明提供了一种功率模块，其特征在于，包括：

承载板，包括绝缘层和设置于所述绝缘层一表面的金属层；

至少一个功率芯片和至少一个驱动芯片，分别贴装在所述金属层的远离所述绝缘层的表面，并通过键合线与所述金属层电性连接。

进一步地，所述金属层包括：

控制区，其用于贴装所述至少一个驱动芯片，所述驱动芯片通过键合线与所述控制区连接；以及

功率区，其用于贴装所述至少一个功率芯片，所述功率芯片通过键合线与所述功率区连接。

进一步地，所述驱动芯片通过金线键合方式与所述控制区连接，所述功率芯片通过铝线键合方式与所述功率区连接。

进一步地，所述功率模块还包括树脂层，所述树脂层包封承载板、驱动芯片和功率芯片于一体。

进一步地，所述承载板还包括设置在所述绝缘层的远离所述金属层的表面的散热层，所述散热层露出所述树脂层表面。

进一步地，所述驱动芯片包括BDI自举芯片、LVIC下桥驱动芯片和/或HVIC上桥驱动芯片。

进一步地，所述控制区包括第一芯片焊接区域和第一电路走线区域，所述BDI自举芯片、所述LVIC下桥驱动芯片和/或HVIC上桥驱动芯片焊接在所述第一芯片焊接区域并采用金线与所述第一电路走线区域中的第一走线电路键合连接。

进一步地，所述功率芯片包括IGBT芯片和FRD芯片。

进一步地，所述功率区包括第二芯片焊接区域和第二电路走线区域，所述IGBT芯片的发射极和FRD芯片的阳极分别采用铝线与所述第二电路走线区域中的第二走线电路键合连接；以及

所述IGBT芯片的集电极和FRD芯片的阴极焊接在所述第二芯片焊接区域。

进一步地，所述功率模块，还包括

至少一个第一引脚，其在控制区远离功率区的一侧与所述控制区电性连接；以及

至少一个第二引脚，其在功率区远离控制区的一侧与所述功率区电性连接。