功率模塊封裝件及其制造方法
【專利說明】功率模塊封裝件及其制造方法
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求于2013年10月15日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局(Korean IntellectualProperty Office)提交的韓國專利申請N0.10-2013-0122942的權(quán)益，該專利的公開內(nèi)容全文以引用方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]1.摶術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明概念的一個或多個實(shí)施例涉及功率模塊封裝件及其制造方法，并且更具體地講，涉及具有簡化結(jié)構(gòu)的功率模塊封裝件及其制造方法。
_5] 2.相關(guān)領(lǐng)域描述
[0006]隨著應(yīng)用于車輛、工業(yè)機(jī)械和家電的功率器件的發(fā)展，對重量輕、尺寸小并具有極佳性能的功率器件的需求逐漸增加。因此，通常使用多個半導(dǎo)體芯片安裝在一個芯片中的多芯片功率模塊封裝件，而且對簡化多芯片功率模塊封裝件的結(jié)構(gòu)和減小其尺寸的研究也在積極地進(jìn)行。
[0007]例如，建議的結(jié)構(gòu)為其中將用于連接半導(dǎo)體芯片和外部端子的電極安裝和模制在布置半導(dǎo)體芯片的基板上，而沒有任何引線框架。具有上述結(jié)構(gòu)的多芯片功率模塊封裝件可以具有簡化的結(jié)構(gòu)、重量輕并且尺寸小，因?yàn)樵诟呒蛇^程中未使用引線框架。然而，多芯片功率模塊封裝件的電極在轉(zhuǎn)移模制工藝過程中經(jīng)常損壞，并因此會導(dǎo)致故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明概念的一個或多個實(shí)施例包括具有簡化的結(jié)構(gòu)并可通過有效防止功率模塊封裝件電極的損壞而具有改善的可靠性的功率模塊封裝件及其制造方法。
[0009]另外的方面將部分地在以下描述中闡述，將部分地通過該描述而變得顯而易見，或者可通過實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例而了解。
[0010]根據(jù)本發(fā)明概念的一個或多個實(shí)施例，功率模塊封裝件包括:基板；至少一個布置在基板上的電極；以及覆蓋基板的至少一部分的封裝構(gòu)件，封裝構(gòu)件包括容納至少一個電極的殼體單元，其中至少一個電極與封裝構(gòu)件間隔開并且不與封裝構(gòu)件接觸。
[0011]殼體單?？梢跃哂胁贾迷诖怪庇诨宓纳媳砻娴牡谝环较蛏系姆忾]截面。
[0012]殼體單?？梢跃哂胁贾迷诖怪庇诨宓纳媳砻娴牡谝环较蛏系拈_放截面。
[0013]殼體單元可以容納兩個或更多個電極。
[0014]所述至少一個電極可以具有暴露的上表面和在封裝構(gòu)件的上表面上方延伸的暴露的側(cè)面。
[0015]所述至少一個電極的上表面可以布置為相對于基板的上表面高于封裝構(gòu)件的上表面。
[0016]所述至少一個電極可以具有柱形狀。
[0017]所述至少一個電極可以具有在垂直于基板的上表面的第一方向上的截面積，并且該截面積可以是恒定的或根據(jù)第一方向變化的。
[0018]所述至少一個電極可以包括接觸基板并具有孔的插座構(gòu)件，其中外部銷軸構(gòu)件可拆卸地布置在該孔中。
[0019]插座構(gòu)件可以包括:接觸基板的上表面的基部單元；以及在垂直于基板的上表面的第一方向上從基部單元延伸的主體單元，所述主體單元包括孔。
[0020]所述至少一個電極還可以包括連接到插座構(gòu)件的銷軸構(gòu)件。銷軸構(gòu)件可以在垂直于基板上表面的第一方向上延伸，并且銷軸構(gòu)件的頂面的水平面可以高于插座構(gòu)件的上表面的水平面。
[0021]基板可以包括:絕緣體；在絕緣體的上表面上形成的上部導(dǎo)電圖案；以及在絕緣體的下表面上形成的下部導(dǎo)電圖案。所述至少一個電極設(shè)置在上部導(dǎo)電圖案的一部分上。
[0022]功率模塊封裝件還可以包括:至少一個布置在基板上的半導(dǎo)體芯片；以及電連接所述至少一個半導(dǎo)體芯片和所述至少一個電極的布線構(gòu)件。所述至少一個半導(dǎo)體芯片和布線構(gòu)件可以被封裝構(gòu)件覆蓋。
[0023]根據(jù)本發(fā)明概念的一個或多個實(shí)施例，一種制造功率模塊封裝件的方法，該方法包括:將至少一個半導(dǎo)體芯片布置在基板上；將至少一個電極布置在基板上；形成電連接所述至少一個半導(dǎo)體芯片和所述至少一個電極的布線構(gòu)件；將基板安裝在底模模具上并將底模模具連接到頂模模具上，頂模模具包括第一部件和第二部件，第一部件限定容納所述至少一個半導(dǎo)體芯片和布線構(gòu)件的第一空間，并且第二部件限定容納所述至少一個電極的第二空間；以及將封裝材料注入到第一空間內(nèi)并覆蓋基板的至少一部分、所述至少一個半導(dǎo)體芯片和布線構(gòu)件。
[0024]封裝材料的注入可以包括將封裝材料注入到第一空間內(nèi)而不注射到第二空間內(nèi)。
[0025]第二部件可以與所述至少一個電極間隔開。
[0026]第二部件的深度可以相對于基板的上表面大于第一部件的深度。
[0027]根據(jù)本發(fā)明概念的一個或多個實(shí)施例，功率模塊封裝件包括:基板；布置在基板上的電極；以及封裝基板的一部分和封裝電極的一部分的封裝構(gòu)件；其中電極不接觸封裝構(gòu)件，并且其中電極具有上表面和在封裝構(gòu)件上方延伸的側(cè)面的一部分。
[0028]電極的上表面可被設(shè)置為相對于基板的上表面高于封裝構(gòu)件的上表面。
【附圖說明】
[0029]通過以下結(jié)合附圖對本實(shí)施例進(jìn)行的描述，使這些方面和/或其他方面將變得顯而易見和更易于理解，其中:
[0030]圖1A為根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例的功率模塊封裝件的一部分的示意性透視圖；
[0031]圖1B為沿著圖1A的線AA-AA’截取的功率模塊封裝件的一些組件的剖視圖；
[0032]圖1C至圖1E為圖1A的第一電極的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0033]圖2A至圖2G為示出了制造圖1A的功率模塊封裝件的方法的剖視圖；
[0034]圖3為根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例的功率模塊封裝件的一部分的示意性透視圖；
[0035]圖4A為根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例的功率模塊封裝件的一部分的示意性透視圖；
[0036]圖4B為沿著圖4A的線截取的功率模塊封裝件的一些組件的剖視圖；
[0037]圖4C至圖4E為第一電極和第六外殼部件的結(jié)構(gòu)的平面圖；
[0038]圖5為根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例的功率模塊封裝件的一部分的示意性透視圖；
[0039]圖6為根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例的功率模塊封裝件的一部分的示意性透視圖；
[0040]圖7為根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例的功率模塊封裝件的一部分的示意性透視圖；
[0041]圖8A為根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例的功率模塊封裝件的一部分的示意性透視圖；
[0042]圖8B為沿著圖8A的線CC-CC’截取的功率模塊封裝件的一些組件的剖視圖；以及
[0043]圖8C至圖8F為圖8A的第三電極的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]在下文中，將通過參照【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明的概念。附圖中相似的參考編號表示相似的元件，并且將省略其重復(fù)的描述。
[0045]現(xiàn)在將詳細(xì)參考實(shí)施例，附圖中示出了它們的例子，其中相似的參考編號始終是指相似的元件。就這一點(diǎn)而言，本發(fā)明實(shí)施例可以具有不同的形式并且不應(yīng)被理解為限于本文所述的描述。因此，下面僅通過參考附圖來描述實(shí)施例，以解釋本發(fā)明的各方面。如本文所用，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列出項(xiàng)目中的一者或多者的任何和所有組合。表達(dá)諸如..中的至少一個”在元件列表之前時，修飾整個元件列表而不修飾列表中的單個元件。
[0046]雖然此類術(shù)語，如“第一”、“第二”等可用于描述多個構(gòu)件、區(qū)域、層、部件和/或組件，但此類構(gòu)件、區(qū)域、層、部件和/或組件不一定限于上述術(shù)語。上述術(shù)語僅用于辨別一個構(gòu)件、區(qū)域、層、部件和/組件與另一個構(gòu)件、區(qū)域、層、部件和/組件。因此，在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，下文討論的第一構(gòu)件、構(gòu)件、區(qū)域、層、部件和/或組件可以被稱為第二構(gòu)件、構(gòu)件、區(qū)域、層、部件和/或組件，相似地，在不脫離本公開的教導(dǎo)的情況下，第二構(gòu)件、構(gòu)件、區(qū)域、層、部件和/或組件可以被稱為第一構(gòu)件、構(gòu)件、區(qū)域、層、部件和/或組件。
[0047]除非另有限定，否則本文中所用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)均具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所通常理解的相同的含義。將進(jìn)一步理解的是，諸如常用詞典中所定義的那些術(shù)語應(yīng)被解釋為具有與它們在相關(guān)技術(shù)的上下文中的含義一致的含義，并且除非本文中明確定義，否則將不會以理想化或過于正式的意義來解釋這些術(shù)語。
[0048]圖1A為根據(jù)本發(fā)明概念的實(shí)施例的功率模塊封裝件10_1的一部分的示意性透視圖，圖1B為沿著圖1A的線AA-AA’截取的功率模塊封裝件10_1的一些組件的剖視圖，并且圖1C至圖1E為圖1A的第一電極141的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0049]參見圖1A和圖1B，功率模塊封裝件10_1可以包括基板110、布置在基板110上的第一半導(dǎo)體芯片131和第二半導(dǎo)體芯片133、第一至第三布線構(gòu)件151、153和155、覆蓋基板110、第一半導(dǎo)體芯片131和第二半導(dǎo)體芯片133以及第一至第三布線構(gòu)件151，153和155的至少一些部分并且包括第一殼體單元All和第二殼體單元A12的封裝構(gòu)件160、分別設(shè)置在基板110上的第一殼體單元Al I中的第一電極141，以及分別設(shè)置在基板110上的第二殼體單元A12中的第二電極143。
[0050]基板110可以是直接接合銅(DBC)基板，但并不限于這種基板。在一些實(shí)施例中，基板110可以是直接鍍銅(DPC)基板或者厚膜或薄膜銅(TFC)基板。在其他實(shí)施例中，基板110可以是絕緣金屬基板或金屬化陶瓷基板。在其他實(shí)施例中，基板110可以是(例如)印刷電路板(PCB)或柔性PCB。在下文中，為了便于說明，將描述基板110為DBC基板的情況。
[0051]基板110可以