[发明专利]双侧冷却功率模块及其制造方法

说明书

本发明提供了一种双侧冷却功率模块及其制造方法，该双侧冷却功率模块包括在其至少一个表面上包括凹陷部的下基板、形成在凹陷部中的半导体芯片、形成在下基板的两端的引线框架、以及形成在半导体芯片、引线框架的至少一部分以及下基板上的上基板。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月5日提交的韩国专利申请第10-2018-0155073号的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种双侧冷却功率模块及其制造方法，并且更具体地，涉及一种双侧冷却功率模块及其制造方法，该双侧冷却功率模块应用于用于环保型车辆(混合动力电动车辆(HEV)、电动车辆(EV)、插电式混合动力车辆(PHEV)等)的逆变器，并且该双侧冷却功率模块应用了SiC元件。

背景技术

一种应用于用于环保型车辆(HEV、EV、PHEV等)的逆变器的双侧冷却功率模块，当其采用其中多个SiC元件形成多芯片的配置时，可以满足电气规格。使用引线接合方法安装多个SiC元件。在这种情况下，每个元件芯片具有彼此不同的布线的长度，这引起寄生电感的问题。

在芯片性能保持在200℃或更高的SiC元件的结温(Tj)的情况下需要模块技术才能发挥优势。常规地，SiC元件通过焊接方法接合。然而，在焊接方法的情况下，由于焊料的熔点在从180℃至220℃的范围内，因此当焊料在高温下使用时会发生过早劣化。

另外，由于双侧冷却功率模块是通过焊接制造的，因此由于其中的材料之间的热膨胀系数(CTE)的差异而发生翘曲(warpage)，从而导致模块的高故障率。由于施加了SiC元件的模块的芯片尺寸较小，因此存在一个问题，即与具有较大芯片尺寸的绝缘栅双极晶体管(IGBT)相比，该模块将热量传递到芯片的上基板的面积较小，从而增加了热阻。

发明内容

已经做出本发明以解决包括(including)以上问题的各种问题，并且本发明的目的是提供一种双侧冷却功率模块及其制造方法，在该双侧冷却功率模块中，可以简化模块的内部结构用于高效双侧冷却。然而，以上目的是示例性的，并且本发明的范围不限于此。

根据本发明的一个方面，提供了一种双侧冷却功率模块。该双侧冷却功率模块可以包括：下基板，在其至少一个表面上具有凹陷部；半导体芯片，其形成在凹陷部中；引线框架，形成在下基板的两端；以及上基板，形成在半导体芯片、引线框架的至少一部分以及下基板上。

在双侧冷却功率模块中，可以通过将下基板的上表面的至少一部分处理为阶梯状使得半导体芯片不向下基板的上表面凸出来形成凹陷部。

在双侧冷却功率模块中，凹陷部与半导体芯片之间的内部空间可以填充有底部填充物。

在双侧冷却功率模块中，下基板的两端可以被处理成阶梯状，使得引线框架不向下基板的上表面凸出。

在双侧冷却功率模块中，半导体芯片可以通过使用导电性粘合剂接合到下基板的上表面和上基板的下表面。

在双侧冷却功率模块中，半导体芯片可以包括SiC MOSFET元件。

在双侧冷却功率模块中，上基板的下表面的两端可以被处理成阶梯状。

在双侧冷却功率模块中，下基板的两端和上基板的两端可以通过在其上施加非导电性粘合剂而彼此接合。

在双侧冷却功率模块中，可以提供形成为围绕下基板、引线框架以及上基板的外周表面的模制部，并且引线框架的至少一部分可以向模制部外部凸出。

根据本发明的另一方面，提供了一种双侧冷却功率模块的制造方法。该双侧冷却功率模块的制造方法可以包括以下处理：在下基板的至少一个表面上形成凹陷部；在凹陷部中形成半导体芯片；在下基板的两端形成引线框架；并且在半导体芯片、引线框架的至少一部分以及下基板上形成上基板。