電源模塊封裝和用于制造電源模塊封裝的方法
【專利摘要】本發(fā)明在此公開了一種電源模塊封裝，該電源模塊封裝包括：外部連接端子；基板，在該基板中，沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)有緊固單元，該緊固單元允許外部連接端子的一個端部被入式緊固于所述緊固單元上；和安裝在基板的一個表面上的半導(dǎo)體芯片。
【專利說明】電源模塊封裝和用于制造電源模塊封裝的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年6月29日提交的標(biāo)題為“電源模塊封裝和用于制造電源模塊封裝的方法(Power Module Package and Method for Manufacturing the Same)”的韓國專利申請10-2012-0070667的優(yōu)先權(quán)，該申請在此通過全部引用合并于本申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及電源模塊封裝和用于制造電源模塊封裝的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，隨著針對電源的電子工業(yè)的發(fā)展，電子產(chǎn)品日益變小并且密度越來越大。因此，除了減小電子元件尺寸的方法之外，在確定的空間內(nèi)盡可能多地安裝元件和導(dǎo)線的方法也是設(shè)計電源模塊封裝時的關(guān)鍵性問題。
[0005]同時，在美國專利5920119中公開了一種相關(guān)技術(shù)的電源模塊封裝結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明致力于提供一種電源模塊封裝和用于制造電源模塊封裝的方法，以能夠去除或便于用于將外部連接端子緊固單元連接至基板的封裝過程，并且能夠防止外部連接端子與基板之間產(chǎn)生焊接裂紋，由此實現(xiàn)高可靠性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式，提供一種電源模塊封裝，其包括:外部連接端子；基板，在該基板中，沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)有緊固單元，該緊固單元允許所述外部連接端子的一個端部插入式緊固于所述緊固單元上；和半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體芯片安裝在所述基板的一個表面上。
[0008]所述基板可包括:絕緣材料；電路層，該電路層形成在所述絕緣材料的一個表面上并且包括芯片安裝盤和外部連接盤；和金屬層，該金屬層形成在所述絕緣材料的另一表面上，并且，所述緊固單元可以由導(dǎo)電性材料制成并且所述緊固單元的一部分可以接觸所述外部連接盤。
[0009]所述基板可包括:絕緣材料；電路層，該電路層形成在所述絕緣材料的一個表面上并且包括芯片安裝盤和外部連接盤；和金屬層，該金屬層形成在所述絕緣材料的另一表面上，并且，所述緊固單元可以由非導(dǎo)電性材料制成，并且所述電源模塊封裝還可包括將所述外部連接端子電連接至所述外部連接盤的引線框。
[0010]所述緊固單元還可包括槽，在所述緊固單元內(nèi)形成的所述外部連接端子插入到所述槽中，并且可以在所述槽和插入于所述槽內(nèi)的所述外部連接端子中分別形成有懸掛凹槽和與所述懸掛凹槽相對應(yīng)的懸掛突起。
[0011]所述電源模塊封裝還可包括:殼體，該殼體形成在所述基板上，以覆蓋所述基板的一個表面以及半導(dǎo)體芯片，并且使所述外部連接端子的另一端部暴露在外。
[0012]所述電源模塊封裝還可包括:密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件形成在所述殼體內(nèi)，以覆蓋所述基板的所述一個表面和所述半導(dǎo)體芯片。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方式，提供一種用于制造電源模塊封裝的方法，該方法包括如下步驟:制備基板，在該基板中沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)緊固單元，該緊固單元具有形成于其中的用于插入式緊固外部連接端子的槽；將半導(dǎo)體芯片安裝在所述基板上；并且將所述外部連接端子的一個端部插入式緊固在所述緊固單元的所述槽內(nèi)。
[0014]在此情形中，制備基板并在該基板中沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)緊固單元的步驟可以包括:準(zhǔn)備絕緣材料；在所述絕緣材料的一個表面上形成預(yù)定深度的溝；在所述絕緣材料的一個表面上布置電路層，該電路層上與所述溝相對應(yīng)的部分被去除；在所述絕緣材料的另一表面上布置金屬層；并且將所述緊固單元插入到所述溝內(nèi)，并且使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體。
[0015]所述方法還可包括:在使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體之后，通過使所述電路層形成圖案而形成芯片安裝盤和外部連接盤，其中，將所述半導(dǎo)體芯片安裝在所述芯片安裝盤上。
[0016]所述緊固單元可以由導(dǎo)電性材料制成，并且所述外部連接盤可以形成為接觸所述緊固單元。
[0017]所述緊固單元可以由非導(dǎo)電性材料制成，并且所述方法還可包括:在形成所述芯片安裝盤和所述外部連接盤之后，形成用于將所述外部連接端子電連接至所述外部連接盤的引線框。
[0018]可以通過加熱和共燒來進(jìn)行使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體的步驟。
[0019]可以通過利用激光鉆來進(jìn)行形成所述溝的步驟。
[0020]制備基板并在該基板中沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)緊固單元的步驟可包括:準(zhǔn)備絕緣材料；在所述絕緣材料的一個表面上形成預(yù)定深度的溝；在所述絕緣材料的一個表面上，布置電路層，該電路層上與所述溝相對應(yīng)的部分被去除；在所述絕緣材料的另一表面上布置金屬層；并且使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體。[0021 ] 所述方法還可包括:在使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體之后，通過使所述電路層形成圖案而形成芯片安裝盤和外部連接盤，其中，將所述半導(dǎo)體芯片安裝在所述芯片安裝盤上。
[0022]所述緊固單元可由導(dǎo)電性材料制成，并且所述外部連接盤可以形成為接觸所述緊固單元。
[0023]所述緊固單元可由非導(dǎo)電性材料制成，并且所述方法還可包括:在形成所述芯片安裝盤和所述外部連接盤之后，形成用于將所述外部連接端子電連接至所述外部連接盤的引線框。
[0024]可以通過加熱和共燒來進(jìn)行使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體的步驟。
[0025]所述方法還可包括:在將所述外部連接端子的一個端部插入式緊固在所述緊固單元的所述槽內(nèi)之后，在所述基板上形成殼體，以覆蓋所述基板的一個表面以及所述半導(dǎo)體芯片并且使所述外部連接端子的另一端部暴露在外。
[0026]所述方法還可包括:在形成所述殼體之后，通過將模塑材料注射到所述殼體內(nèi)來形成覆蓋所述基板的所述一個表面以及所述半導(dǎo)體芯片的模塑構(gòu)件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述中，將更為清楚地理解本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點，其中:
[0028]圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0029]圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0030]圖3至圖9為順次地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的第一種方法的過程的截面圖；
[0031]圖10至圖13為順次地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的方法的過程的截面圖；
[0032]圖14至圖16為順次地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的第二種方法中的基板制造過程的截面圖。
【具體實施方式】
[0033]從以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述中，將更為清楚地理解本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點。在所有附圖中，使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示相同或相似的組成部件，并且省略其冗余描述。此外，在以下描述中，術(shù)語“第一”、“第二”、“一側(cè)”、“另一側(cè)”等用于將某一組成部件與其他組成部件區(qū)分開，而這樣的組成部件的構(gòu)造不應(yīng)解釋為受術(shù)語所限。此外，在本發(fā)明的描述中，當(dāng)確認(rèn)現(xiàn)有技術(shù)的詳細(xì)描述會模糊本發(fā)明的主旨時，將省略其描述。
[0034]在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0035]電源模塊封裝
[0036]<第一優(yōu)選實施方式>
[0037]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0038]參照圖1，根據(jù)所述優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝100包括:外部連接端子130a和130b ;基板110，在該基板110中沿厚度方向以預(yù)定的深度埋設(shè)有緊固單元，該緊固單元中插入式緊固有外部連接端子130a和130b的端部；和半導(dǎo)體芯片120a和120b，該半導(dǎo)體芯片120a和120b安裝在基板110的一個表面上。
[0039]在本實施方式中，基板110可以包括絕緣材料111、形成在絕緣材料111的一個表面上的電路層113以及形成在絕緣材料111的另一表面上的金屬層115。
[0040]在此情形中，可以使用陶瓷作為絕緣材料111，但是絕緣材料111并不特別限定于此。
[0041]在本實施方式中，基板110具有一個表面和另一表面。在此情形中，參照圖1，所述一個表面意味著其上安裝有半導(dǎo)體芯片120a和120b的表面，即，其上形成有包括芯片安裝盤113a和外部連接盤113b的電路層113的表面，并且所述另一表面可意味著與之相反的表面，即，其上形成有金屬層115的表面。
[0042]在本實施方式中，如上所述，包括絕緣材料111、電路層113和金屬層115的直接敷銅(DBC)基板是作為基板110的示例，但是基板110并不特別限定于此并且可以包括:例如，具有陽極氧化層的金屬基板；印刷電路板(PCB);陶瓷基板；包括金屬板、絕緣層和電路圖案的基板；等等。
[0043]外部連接端子130a和130b是電連接至外部驅(qū)動IC以驅(qū)動安裝在基板110上的半導(dǎo)體芯片120a和120b的組成部件。在本實施方式中，如圖1所示，外部連接端子130a和130b形成為針型端子，但是本發(fā)明并不特別限定于此。
[0044]此處，半導(dǎo)體芯片120a和120b可以是功率元件。功率元件可包括可控硅整流器(SCR)、功率晶體管、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、MOS晶體管、功率整流器、功率調(diào)節(jié)器、逆變器、轉(zhuǎn)換器或者通過組合這些元件而構(gòu)造的高功率半導(dǎo)體芯片或二極管。
[0045]在本實施方式中，可以在半導(dǎo)體芯片120a和120b與芯片安裝盤113a之間形成接合層(bonding layer) 123,并且接合層123可以由具有相對較高的導(dǎo)熱性的焊料或?qū)щ娦原h(huán)氧樹脂構(gòu)成以便有效地散熱，但是并不特別限定于此。
[0046]在本實施方式中，半導(dǎo)體芯片120a和120b與基板110以及外部連接端子130a和130b可以通過使用導(dǎo)線121彼此電連接，但是并不特別限定于此。
[0047]此處，導(dǎo)線連接過程可以作為現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的球形焊、楔形焊和針腳焊進(jìn)行，但是并不特別限定于此。
[0048]此處，導(dǎo)線121可以由鋁(Al)、金(Au)、銅等制成，但是本發(fā)明并不特別限定于此。通常使用由鋁(Al)制成的導(dǎo)線，該導(dǎo)線施加高額定電壓至作為功率元件的半導(dǎo)體芯片120a和120b。這是因為，為了承受高電壓而使用粗導(dǎo)線，此處使用鋁而不是金(Au)或銅(Cu)在降低成本方面更加有效。
[0049]在本實施方式中，允許外部連接端子130a和130b從中插入式緊固的緊固單元140沿厚度方向以預(yù)定的深度埋設(shè)在基板110內(nèi)。
[0050]此處，可在緊固單元140內(nèi)沿長度方向形成允許外部連接端子130a和130b從中插入的槽141。
[0051]雖然圖中并未示出，但是為了提高外部連接端子130a和130b與緊固單元140之間的緊固力，可以在緊固單元140的槽141內(nèi)形成懸掛凹槽(或懸掛突起)并且可以在被插入槽141內(nèi)的外部連接端子中形成懸掛突起(或懸掛凹槽)。
[0052]在本實施方式中，緊固單元140可以由導(dǎo)電性材料制成，但是并不特別限定于此。
[0053]然而，當(dāng)緊固單元140由導(dǎo)電性材料制成時，只是被插入式緊固在緊固單元140內(nèi)的外部連接端子130a和130b以及與由導(dǎo)電性材料制成的緊固單元140相接觸的外部連接盤113b可以彼此電連接，而不需要通過另外的結(jié)構(gòu)。
[0054]如圖1所示，根據(jù)優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝100還可包括殼體160，該殼體160形成為覆蓋基板110的一個表面以及半導(dǎo)體芯片120a和120b并且使外部連接端子130a和130b的另一端部暴露在外。
[0055]在此情形中，殼體160可以包括允許模塑材料從中穿過以注入到殼體160內(nèi)的開口區(qū)域160a。
[0056]根據(jù)優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝100還可包括密封構(gòu)件150,該密封構(gòu)件150形成為在殼體160內(nèi)覆蓋基板110的一個表面、半導(dǎo)體芯片120a和120b以及電連接半導(dǎo)體芯片120a和120b的導(dǎo)線121。
[0057]在此情形中，作為密封構(gòu)件150，可以使用硅膠或環(huán)氧樹脂模塑料(EMC)，但是密封構(gòu)件150并不特別限定于此。[0058]此外，雖然未示出，但是根據(jù)本實施方式的電源模塊封裝100還可包括接合在基板110的另一表面(即金屬層115的露出部分)上的散熱器。
[0059]散熱器可以包括用于使半導(dǎo)體芯片120a和120b散發(fā)的熱量消散到空氣中的多個散熱片。
[0060]此外，散熱器通常由銅(Cu )或錫(Sn )制成或者涂敷有銅(Cu )或錫(Sn )以便獲得優(yōu)異的散熱性能并且容易與散熱基體接合。然而，本發(fā)明并不特別限定于此。
[0061]在本實施方式中，由于用于將外部連接端子130a和130b插入式緊固的緊固單元140形成為埋設(shè)在基板110內(nèi)，所以與用于連接外部連接端子的構(gòu)件是通過焊料焊接接合于基板的現(xiàn)有技術(shù)相比，可防止在接合交界處產(chǎn)生裂紋的可能性，因此能夠提高產(chǎn)品的可靠性。
[0062]<第二優(yōu)選實施方式>
[0063]圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的電源模塊封裝的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0064]在第二實施方式中，將省略與上述第一實施方式的相同組成部件的描述，并且對于與第一實施方式中相同的組成部件將使用相同的附圖標(biāo)記。
[0065]參照圖2,與第一實施方式一樣,根據(jù)本實施方式的電源模塊封裝200包括:外部連接端子130a和130b ;基板110，插入式緊固有外部連接端子130a和130b的端部的緊固單元240沿厚度方向以預(yù)定的深度埋設(shè)在該基板110中；和安裝在基板110的一個表面上的半導(dǎo)體芯片120a和120b。
[0066]此處，電源模塊封裝200還可包括用于將外部連接端子130a和130b電連接至外部連接盤113b的引線框(lead frame) 210。
[0067]在本實施方式中，與根據(jù)第一優(yōu)選實施方式的緊固單元140不同的是，以預(yù)定深度埋設(shè)在基板Iio內(nèi)的緊固單元240可以由非導(dǎo)電性材料制成。
[0068]結(jié)果，由于插入式緊固在緊固單元240內(nèi)的外部連接端子130a和130b與外部連接盤113b沒有彼此電連接，于是另外接合了用于電連接的引線框210。
[0069]在此情形中，引線框210和外部連接盤113b可以通過利用焊料或?qū)щ娦原h(huán)氧樹脂彼此接合，但是本發(fā)明并不特別限定于此。
[0070]可以在引線框210中形成孔210a，該孔210a具有可供外部連接端子130a和130b貫穿的尺寸，并且可以通過貫穿引線框210的孔210a而將外部連接端子130a和130b的端部插入式緊固到緊固單元240內(nèi)。
[0071]在此情形中，可以在外部連接端子130a和130b與引線框210彼此接觸的部位(SP弓丨線框210的孔210a處)額外形成焊料或?qū)щ娦原h(huán)氧樹脂，由此也可以增加接合力。
[0072]同時，雖然圖中未示出，但是當(dāng)緊固單元240由非導(dǎo)電性材料制成時，電源模塊封裝200可以包括結(jié)合構(gòu)件，該結(jié)合構(gòu)件采用螺紋連接而不是引線框210的方式結(jié)合到緊固單元240內(nèi)，并且該結(jié)合構(gòu)件接觸外部連接端子130a和130b被插入其中的槽以及外部連接盤113b，以此作為另一優(yōu)選實施方式。
[0073]在此情形中，可以在緊固單元240的除了埋設(shè)在基板110內(nèi)的部分之外的從基板110突出的其它部分的外周面上形成螺釘螺紋(或螺旋槽)。
[0074]結(jié)合構(gòu)件由導(dǎo)電性材料制成，并且可以包括:主體段，該主體段包括具有用于插入外部連接端子130a和130b的槽的筒狀第一主體部和與第一主體部連接的同時結(jié)合至緊固單元240的中空筒狀第二主體部；以及連接段，該連接段的一個端部與主體段的外壁形成為一體并且另一端部接觸外部連接盤113b。
[0075]在此情形中，可以在第二主體部的內(nèi)壁上形成與緊固單元240的從110突出的部分的外周面上形成的螺釘螺紋(或螺紋槽)相對應(yīng)的螺紋槽(或螺釘螺紋)。
[0076]可以在第一主體部內(nèi)形成的槽中形成懸掛凹槽(或懸掛突起)并且可以在插在槽內(nèi)的外部連接端子130a和130b中形成懸掛突起(或懸掛凹槽)。
[0077]用于制造電源模塊封裝的方法
[0078]<第一優(yōu)選實施方式>
[0079]圖3至圖9為順次地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的第一種方法的過程的截面圖。圖14至圖16為順次地示出在用于制造根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的第二種方法中的基板制造過程的截面圖。
[0080]首先，參照圖3，制備在其一個表面形成有溝Illa的絕緣材料111。
[0081]在本實施方式中，絕緣材料111可以由陶瓷制成，但是并不特別限定于此。
[0082]在本實施方式中，溝Illa可以通過利用激光鉆形成，但是并不特別限定于此。
[0083]溝Illa可以形成為從絕緣材料111的表面沿厚度方向直至預(yù)定深度，并且緊固單元140的一部分(即底部)可在隨后的過程中插入到如此形成的溝Illa內(nèi)。
[0084]接下來，參照圖4，將絕緣材料111、電路層113、金屬層115和緊固單元140結(jié)合成整體。
[0085]下面將詳細(xì)描述該步驟。
[0086]首先，將去除了與溝Illa對應(yīng)的部分的電路層113放置在絕緣材料111的一個表面上，該絕緣材料111的一個表面上形成有溝111a，并且將金屬層115放置在絕緣材料111的另一表面上，之后將緊固單元140插入到電路層113的去除部分以及溝Illa內(nèi)，之后進(jìn)行加熱和共燒(cofired)。
[0087]同時，如圖14至圖16所示，該步驟可以按照如下順序進(jìn)行:制備在其一個表面上形成有溝Illa的絕緣材料111，制備在與溝11 Ia對應(yīng)的部分處形成有緊固單元140的電路層113，之后將電路層113放置在絕緣材料111的一個表面上以使得緊固單元140插入到溝Illa內(nèi)并且將金屬層115放置在絕緣材料111的另一表面上，之后進(jìn)行加熱和共燒。
[0088]結(jié)果，可以使絕緣材料111、電路層113、金屬層115和緊固單元140成為整體。
[0089]在本實施方式中，電路層113和金屬層115可以由銅(Cu)制成，但是并不特別限定于此。
[0090]在本實施方式中，緊固單元140可以由導(dǎo)電性材料制成，但是并不特別限定于此。
[0091]像這樣，插入式緊固有外部連接端子130a和130b的緊固單元140沿厚度方向以預(yù)定深度被埋設(shè)在基板110內(nèi)，使得與現(xiàn)有技術(shù)中通過焊料接合的緊固單元接合方法相t匕，可以在比較精確的位置形成緊固單元140。
[0092]像這樣，由于對于每個模塊，在比較一致的位置形成緊固單元140，所以外部連接端子的插入過程還可以平滑地進(jìn)行。
[0093]接下來,參照圖5,加工(patterned)電路層113以形成芯片安裝盤113a和外部連接盤113b。
[0094]在此情形中，外部連接盤113b可以形成為接觸緊固單元140，結(jié)果，插入式緊固在由導(dǎo)電性材料制成的緊固單元140內(nèi)的外部連接端子130a和130b與外部連接盤113b可以電連接，而不需要通過另外的結(jié)構(gòu)。
[0095]接下來，參照圖6，將半導(dǎo)體芯片120a和120b接合至芯片安裝盤113a。
[0096]在此情形中，可以通過利用焊料或?qū)щ娦原h(huán)氧樹脂將半導(dǎo)體芯片120a和120b與芯片安裝盤113a彼此接合，但是并不特別限定于此。
[0097]像這樣，將半導(dǎo)體芯片120a和120b接合至芯片安裝盤113a，之后通過利用導(dǎo)線121的導(dǎo)線連接過程可以將半導(dǎo)體芯片120a和120b與電路圖案113彼此電連接。
[0098]在此情形中，可以和現(xiàn)有技術(shù)中熟知的球形焊、楔形焊和針腳式焊一樣進(jìn)行導(dǎo)線連接過程，但是并不特別限定于此。
[0099]導(dǎo)線121可以由鋁(Al)、金(Au)、銅(Cu)等制成，但是本發(fā)明并不特別限定于此。通常使用由鋁(Al)制成的導(dǎo)線，以施加高額定電壓至作為功率元件的半導(dǎo)體芯片120a和120b中。這是因為，為了承受高電壓而使用粗電線，此處使用鋁而不是金(Au)或銅(Cu)在降低成本方面更加有效。
[0100]接下來，參照圖7，將外部連接端子130a和130b的端部插入式緊固到緊固單元140的槽141內(nèi)。
[0101]此處，為了提高外部連接端子130a和130b與緊固單元140之間的緊固力，可以在緊固單元140的槽141內(nèi)形成懸掛凹槽(或懸掛突起)(未示出)，并且可以在外部連接端子130a和130b的插入部分上形成與所述懸掛凹槽(或懸掛突起)(未不出)相對應(yīng)的懸掛突起(或懸掛凹槽)(未示出)，但是本發(fā)明并不特別限定于此。
[0102]接下來，參照圖8，形成殼體160，該殼體160與半導(dǎo)體芯片120a和120b安裝(mount)在一起，覆蓋基板110的一個表面以及插入式緊固有外部連接端子130a和130b的基板110上的半導(dǎo)體120a和120b，并且使外部連接端子130a和130b的另一端部暴露在外。
[0103]在此情形中，殼體160可以包括允許模塑材料穿過其中并注入到殼體160內(nèi)的開口區(qū)域160a。
[0104]接下來，參照圖9，使模塑材料通過開口區(qū)域160a填充到殼體160內(nèi)以形成覆蓋基板Iio的一個表面以及半導(dǎo)體芯片120a和120b的密封構(gòu)件150。
[0105]此處，硅膠、環(huán)氧樹脂模塑料(EMC)等可以用作模塑材料，但是本發(fā)明并不特別限定于此。
[0106]<第二優(yōu)選實施方式>
[0107]圖10至圖12為順次地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方式的電源模塊封裝的方法的過程的截面圖。
[0108]在本實施方式中，將省略與上述第一實施方式的相同組成部件的描述，并且對于與第一實施方式的相同組成部件將使用相同的附圖標(biāo)記。
[0109]在優(yōu)選的實施方式中，使絕緣材料、電路層、金屬層和緊固單元成為整體的步驟與第一優(yōu)選實施方式中的相同，因而將省略其描述。
[0110]在本實施方式中，緊固單元240可以由非導(dǎo)電性材料制成。
[0111]參照圖10，將半導(dǎo)體芯片120a和120b安裝在基板110的芯片安裝盤113a上并且將引線框210接合至外部連接盤113b。[0112]在此情形中，可以通過利用焊料或?qū)щ娦原h(huán)氧樹脂將半導(dǎo)體芯片120a和120b、芯片安裝盤113a、引線框210以及外部連接盤115b接合，但是并不特別限定于此。
[0113]本實施方式中使用的引線框210可以在其中央處形成有孔210a，如圖10所示。
[0114]孔210a是外部連接端子130a和130b在隨后的過程中所貫穿的部分，孔210a的位置與緊固單元240的槽241的位置對應(yīng)，并且孔210a的直徑可以與緊固單元240的槽241的直徑以及外部連接端子130a和130b的直徑相同，但是并不特別限定于此。
[0115]接下來，參照圖11，使每個外部連接端子130a和130b的一個端部貫穿引線框210的孔210a，以插入式緊固到緊固單元240的槽241內(nèi)。
[0116]在此情形中，為了提高緊固力，可以在緊固單元240的槽241內(nèi)形成懸掛凹槽(或懸掛突起)(未示出)，并且在插入于槽241內(nèi)的外部連接端子130a和130b中形成與所述懸掛凹槽(或懸掛突起)(未示出)對應(yīng)的懸掛突起(或懸掛凹槽)(未示出)。
[0117]接下來，雖然圖中未示出，但是為了提高外部連接端子130a及130b和與之接觸的弓丨線框210之間的緊固力，可以通過利用焊料或?qū)щ娦原h(huán)氧樹脂將引線框210的孔210a與貫穿孔210a的外部連接端子130a和130b彼此接合。
[0118]同時，雖然圖中未示出，但是當(dāng)緊固單元240由非導(dǎo)電性材料制成時，電源模塊封裝200可以通過利用具有連接部的結(jié)合構(gòu)件將外部連接端子130a和130b與基板110機(jī)械連接并且電連接，所述結(jié)合構(gòu)件的連接部采用螺紋連接而不是引線框210的方式結(jié)合到緊固單元240內(nèi)并且接觸外部連接端子130a和130b被插入其中的槽以及外部連接盤113b，以此作為另一優(yōu)選實施方式。
[0119]詳細(xì)地，制備緊固單元240，該緊固單元240在除了埋設(shè)于基板110內(nèi)之外的其它部分的外周面上形成有螺釘螺紋(或螺紋槽)，并且形成基板110，該基板110與所制備的緊固單元240結(jié)合成一體。
[0120]接下來，制備結(jié)合構(gòu)件，該結(jié)合構(gòu)件由導(dǎo)電性材料制成，并且包括:主體段，該主體段包括具有用于插入外部連接端子130a和130b的槽的筒狀第一主體部和與第一主體部連接的同時結(jié)合至緊固單元240的中空筒狀第二主體部；和連接段，該連接段的一個端部與主體段的外壁形成為一體并且另一端部接觸外部連接盤113b。
[0121]在此情形中，可以在第二主體部的內(nèi)壁上形成與緊固單元240的從基板110突出的部分的外周面上所形成的螺釘螺紋(或螺紋槽)相對應(yīng)的螺紋槽(或螺釘螺紋)。
[0122]可以在第一主體部中所形成的槽內(nèi)形成懸掛凹槽(或懸掛突起)并且可以在插于槽內(nèi)的外部連接端子130a和130b中形成與所述懸掛凹槽(或懸掛突起)(未示出)相對應(yīng)的懸掛突起(或懸掛凹槽)(未示出)。
[0123]接下來，將結(jié)合構(gòu)件用螺紋連接方式緊固于緊固單元240，并且將外部連接端子130a和130b插入式緊固到結(jié)合構(gòu)件的槽內(nèi)。
[0124]在上述方式中，外部連接端子130a和130b與基板110相連，使得無需另外的接合過程，從而節(jié)約了工藝成本，并且由于結(jié)合構(gòu)件僅采用螺紋連接方式緊固于緊固單元且外部連接端子裝配在結(jié)合構(gòu)件的槽內(nèi)，所以可以使過程簡化。
[0125]接下來，參照圖12至圖13，在基板110上形成殼體160，并且將模塑材料注入殼體160的開口區(qū)域160a內(nèi)，以形成覆蓋基板110的一個表面以及半導(dǎo)體芯片120a和120b的模塑構(gòu)件150。[0126]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，由于用于將外部連接端子緊固于基板上的單元的接合過程不再需要，因而能夠減少過程的數(shù)量，使過程簡化。
[0127]此外，由于在基板內(nèi)安裝了用于插入外部連接端子的緊固單元，在制造各個產(chǎn)品時緊固單元的位置相對一致，因此能夠容易地緊固外部連接端子。
[0128]另外，由于在基板內(nèi)安裝了用于插入外部連接端子的緊固單元，所以與通過焊料接合安裝在基板上的相關(guān)技術(shù)的緊固單元相比，沒有可能在基板與緊固單元的交界處產(chǎn)生裂紋。
[0129]雖然為了說明的目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的實施方式，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明并不限定于此，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，可以在不脫離發(fā)明的范圍和精神的情況下做出各種修改、添加和替換。
[0130]因此，任何以及所有修改、變型或等同配置都應(yīng)該被視為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，并且將通過隨附的權(quán)利要求書公開本發(fā)明的具體保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電源模塊封裝,該電源模塊封裝包括: 外部連接端子； 基板，在該基板中沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)有緊固單元，該緊固單元允許所述外部連接端子的一個端部插入式緊固于所述緊固單元上；和 半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體芯片安裝在所述基板的一個表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源模塊封裝，其特征在于，所述基板包括: 絕緣材料； 電路層，該電路層形成在所述絕緣材料的一個表面上并且所述電路層包括芯片安裝盤和外部連接盤；和 金屬層，該金屬層形成在所述絕緣材料的另一個表面上，并且 其中，所述緊固單元由導(dǎo)電性材料制成并且所述緊固單元的一部分接觸所述外部連接盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源模塊封裝，其特征在于，所述基板包括: 絕緣材料； 電路層，該電路層形成在所述絕緣材料的一個表面上并且所述電路層包括芯片安裝盤和外部連接盤；和` 金屬層，該金屬層形成在所述絕緣材料的另一個表面上，并且其中，所述緊固單元由非導(dǎo)電性材料制成，并且所述電源模塊封裝還包括將所述外部連接端子電連接至所述外部連接盤的引線框。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源模塊封裝，其特征在于，所述緊固單元還包括槽，在所述緊固單元內(nèi)形成的所述外部連接端子插入到所述槽中，并且 在所述槽和插入于所述槽內(nèi)的所述外部連接端子中分別形成有懸掛凹槽和與所述懸掛凹槽相對應(yīng)的懸掛突起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源模塊封裝，其特征在于，所述電源模塊封裝還包括殼體，該殼體形成在所述基板上，以覆蓋所述基板的一個表面和所述半導(dǎo)體芯片，并且使所述外部連接端子的另一個端部暴露在外。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源模塊封裝，其特征在于，所述電源模塊封裝還包括密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件形成在所述殼體內(nèi)，以覆蓋所述基板的所述一個表面和所述半導(dǎo)體芯片。
7.一種用于制造電源模塊封裝的方法，該方法包括: 制備基板并在該基板中沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)緊固單元，該緊固單元具有形成于其中的用于插入式緊固外部連接端子的槽； 將半導(dǎo)體芯片安裝在所述基板上；以及 將所述外部連接端子的一個端部插入式緊固在所述緊固單元的所述槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述制備基板并在該基板中沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)緊固單元的步驟包括: 準(zhǔn)備絕緣材料； 在所述絕緣材料的一個表面上形成預(yù)定深度的溝； 在所述絕緣材料的一個表面上，布置電路層，該電路層上與所述溝相對應(yīng)的部分被去除；在所述絕緣材料的另一個表面上布置金屬層；以及 將所述緊固單元插入到所述溝內(nèi)，并且使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體之后，通過使所述電路層形成圖案而形成芯片安裝盤和外部連接盤， 其中，將所述半導(dǎo)體芯片安裝在所述芯片安裝盤上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述緊固單元由導(dǎo)電性材料制成，并且 所述外部連接盤形成為接觸所述緊固單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述緊固單元由非導(dǎo)電性材料制成，并且 所述方法還包括: 在形成所述芯片安裝盤和所述外部連接盤之后，形成用于將所述外部連接端子電連接至所述外部連接盤的引線框。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過加熱和共燒來進(jìn)行使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過利用激光鉆來進(jìn)行形成所述溝的步`驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述制備基板并在該基板中沿厚度方向以預(yù)定深度埋設(shè)緊固單元的步驟包括: 準(zhǔn)備絕緣材料； 在所述絕緣材料的一個表面上形成預(yù)定深度的溝； 在所述絕緣材料的一個表面上，布置電路層，該電路層上與所述溝相對應(yīng)的部分被去除； 在所述絕緣材料的另一個表面上布置金屬層；并且 使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體之后，通過使所述電路層形成圖案而形成芯片安裝盤和外部連接盤， 其中，將所述半導(dǎo)體芯片安裝在所述芯片安裝盤上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述緊固單元由導(dǎo)電性材料制成，并且 所述外部連接盤形成為接觸所述緊固單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述緊固單元由非導(dǎo)電性材料制成，并且 所述方法還包括: 在形成所述芯片安裝盤和所述外部連接盤之后，形成用于將所述外部連接端子電連接至所述外部連接盤的引線框。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，通過加熱和共燒來進(jìn)行使所述絕緣材料、所述電路層、所述金屬層和所述緊固單元成為整體的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在將所述外部連接端子的一個端部插入式緊固在所述緊固單元的所述槽內(nèi)之后，在所述基板上形成殼體，以覆蓋所述基板的一個表面以及所述半導(dǎo)體芯片并且使所述外部連接端子的另一個端部暴露在外。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在形成所述殼體之后，通過將模塑材料注射到所述殼體內(nèi)來形成覆蓋所述基板的所述一個表面以及所述半導(dǎo)體芯片的模塑構(gòu)件。`
【文檔編號】H01L23/48GK103515340SQ201210593909
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】俞度在, 尹善禹, 蔡埈錫, 金洸洙 申請人:三星電機(jī)株式會社