无引线封装式功率半导体模块的制作方法
【专利说明】无弓I线封装式功率半导体模块
[0001]本申请要求于2014年I月29号提交的第10-2014-0011490号、名称为“LeadlessPackage Type Power Semiconductor Module (无引线封装式功率半导体模块)”的韩国专利申请的权益，该韩国专利申请通过引用全部包含于本申请中。
技术领域
[0002]本公开涉及一种无引线封装式功率半导体模块。
【背景技术】
[0003]根据如在专利文献I中公布的普通的功率半导体模块，功率器件和控制IC安装在引线框架上并且利用引线框架形成外部端子。另外，专利文献2公布了功率器件和控制IC安装在散热基板上、并且引线框架连接到散热基板的外部以形成外部端子的结构。
[0004]然而，普通的功率半导体模块具有一维结构，所述一维结构利用用来连接到外部的引线框架端子并且利用其上安装有各种器件的内引线框架或散热基板，因此，难以减小功率半导体模块的尺寸。
[0005]S卩，市场已经需要高集成度、高性能和小功率的半导体模块，但是上述的普通的功率半导体模块具有双列直插封装(DIP)形式或单列直插封装(SIP)形式。在功率半导体模块的结构的特性方面，具有所述结构的半导体模块由于安装有各种器件的内引线框架和连接到外部的引线框架端子的扁平结构而难以高度集成和最小化。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:韩国第2002-0095053A号
[0009]专利文献2:韩国第2006-0017711A号
【发明内容】
[0010]本公开的一方面可以通过不同于一维结构(S卩，功率半导体模块的扁平结构)来解决市场对于无引线封装式功率半导体模块的需求。
[0011]本公开的另一方面可以提供一种能够通过改进器件的安装结构来容易地实现高集成度、高性能和最小化的无引线封装式功率半导体模块。
[0012]根据本公开的一方面，一种无引线封装式功率半导体模块可以包括:表面贴装式(SMT)的连接端子，形成在四个侧面的相应侧面相互接触的拐角处；第一安装区域，通过桥连接到连接端子以使第一安装区域设置在所述无引线封装式功率半导体模块的中心部分处，并且安装有功率器件或电连接到功率器件以控制功率器件的控制IC ;以及第二安装区域，形成在连接端子之间并且安装有功率器件或控制1C，其中，第一安装区域通过桥设置在与第二安装区域不同的高度处以与第二安装区域产生阶梯差。
[0013]控制IC可以安装在第一安装区域中，功率器件可以安装在第二安装区域中。
[0014]功率器件可以安装在第一安装区域中，控制IC可以安装在第二安装区域中。
[0015]功率器件和控制IC可以通过引线键合彼此连接。
[0016]第二安装区域可以设置在两侧并使第一安装区域介于两侧之间，功率器件可以安装在第二安装区域中，并且各个功率器件可以通过引线键合彼此连接。
[0017]根据本公开的另一方面，一种无引线封装式功率半导体模块可以包括:功率器件和电连接到功率器件以控制功率器件的控制IC ;桥引线框架，具有中心部分和各个边缘，其中，中心部分设置有第一安装区域，在第一安装区域中安装有功率器件或控制1C，各个边缘设置有表面贴装式(SMT)的连接端子，设置有将连接端子连接到第一安装区域的桥，并且设置有空间部分以在连接端子和第一安装区域之间产生阶梯差；以及表面贴装式(SMT)的内引线框架，设置在空间部分中并且设置有第二安装区域，在第二安装区域中安装有功率器件或控制1C。
[0018]控制IC可以安装在第一安装区域中，功率器件可以安装在第二安装区域中。
[0019]功率器件可以安装在第一安装区域中，控制IC可以安装在第二安装区域中。
[0020]功率器件和控制IC可以通过引线键合彼此连接。
[0021]内引线框架可以设置在两侧并使第一安装区域介于两侧之间，功率器件可以安装在第二安装区域中，并且各个功率器件可以通过引线键合彼此连接。
[0022]所述无引线封装式功率半导体模块还可以包括:印刷电路板(PCB)，其上安装有无源器件，其中，印刷电路板通过表面贴装式安装连接端子以及内引线框架的一个表面，控制IC通过引线键合连接到无源器件。
[0023]所述无引线封装式功率半导体模块还可以包括:EMC成型件，密封桥引线框架、内引线框架、功率器件和控制1C。
【附图说明】
[0024]通过下面结合附图进行的详细的描述，本公开的以上和其它方面、特征和其它优点将被更清楚地理解，在附图中:
[0025]图1是示出根据本公开的第一示例性实施例的功率模块封装件的俯视图；
[0026]图2是示出根据本公开的第一示例性实施例的功率模块封装件的仰视图；
[0027]图3是示出根据本公开的第一示例性实施例的功率模块封装件的侧视图；
[0028]图4是示出根据本公开的第二示例性实施例的功率模块封装件的透视图；
[0029]图5是示出根据本公开的第二示例性实施例的功率模块封装件的设置状态的俯视图；
[0030]图6是示出根据本公开的第二示例性实施例的功率模块封装件的设置状态的仰视图；以及
[0031]图7是示出根据本公开的第二示例性实施例的功率模块封装件的侧视图。
【具体实施方式】
[0032]通过下面结合附图对示例性实施例进行的详细的描述，本公开的目的、特征和优点将被更清楚地理解。在整个附图中，相同的附图标记用于指示相同或相似的组件，并且省略了其冗余的描述。另外，在下面的描述中，使用术语“第一”、“第二”、“一侧”、“另一侧”等以将特定组件与其它组件区别开来，但是这些组件的构造不应该被解释为受术语限制。另夕卜，在本公开的描述中，如果确定现有技术的详细描述将使本公开的要点变得模糊，则将省略其描述。
[0033]在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
[0034]根据本公开的示例性实施例的无引线封装式功率半导体模块是这样的无引线封装式，其中，去除了用于连接到外部的引线框架，并采用利用无引线封装式功率半导体模块的全部表面来执行安装的四面扁平封装(QFP)的表面贴装式(SMT)，并且根据本公开的示例性实施例的无引线封装式功率半导体模块应用了不同于一维扁平结构的三维结构以实现高集成度/高性能/最小化。
[0035]S卩，与具有双列直插封装(DIP)结构或单列直插封装(SIP)结构的功率半导体模块不同，连接端子利用四个侧面的相应侧面相互接触的全部的拐角形成以能够去除连接到外部的全部的引线框架。另外，功率器件或控制IC分别安装在连接到连接端子的安装区域和设置为与连接端子分隔开的另一安装区域中，并且功率器件或控制IC彼此电连接。
[0036]这里，多个安装区域形成在不同的高度处以产生阶梯差，因此，如上所述，形成不同于一维扁平结构的三维结构。
[0037]因此，与根据现有技术的功率半导体模块(DIP/SIP)相比，根据本公开的示例性实施例的无引线封装式功率半导体模块具有减小了多达50 %或更多的尺寸。无引线封装式功率半导体模块可以自动安装在印刷电路板(PCB)上并且通过焊接来与其结合，因此，可以解决由于通过工人手将无引线封装式功率半导体模块安装到印刷电路板上的直接安装部件的手工插入工艺或半手工插入工艺而导致的在生产管理和具有高次品率的工艺方面的限制，这也是制造逆变器时现有技术存在的问题，并且通过将功率器件之间或功率器件和控制IC之间的电流路径最小化可以显著地防止由于寄生阻抗而导致的损耗或故障。
[0038]在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
[0039][第一示例性实施例]
[0040]如图1至图3所示，根据本公开的第一示例性实施例的无引线封装式功率半导体模块100包括:四个连接端子110，形成在四个侧面的相应侧面相互接触的拐角处；第一安装区域120，通过桥连接到每个连接端子110并且设置在无引线封装式功率半导体模块100的中心部分处以安装功率器件101或控制功率器件101的控制IC 102 ;以及第二安装区域140，形成在各个连接端子110之间以安装功率器件101或控制IC 102。
[0041]每个连接端子110的一个表面通过表面贴装式(SMT)来安装，每个连接端子110的另一表面通过桥130物理连接到第一安装区域120，因此，无引线封装式功率半导体模块100的全部四个侧面可以被使用，从而去除了连接到外部的引线框架。
[0042]第一安装区域120设置在无引线封装式功率半导体模块100的中心部分处，以安装包括MOSFET、RC-1GBT、IGBT、FRD等的功率器件101或包括HVIC、LVIC等的控制IC 102。因此，当从顶部观看时，无引线封装式功率半导体模块100具有“H”形状。
[0043]这里，在图1至图3中，通过将第一安装区域120的桥130向上弯曲，在桥130的下部处形成空间部分150，以在连接端子110和第一安装区域120之间以及第一安装区域120和第二安装区域140之间产生阶梯差，从而三维地安装功率器件101和控制IC 102。
[0044]即，当第一安装区域120和第二安装区域140通过利用斜线和直线向上弯曲桥130而限定为具有不同的高度时，例如，第二安装区域140定义为无引线封装式功率半导体模块100的第一层，第一安装区域120设置在第二层上以产生阶梯差。
[0045]同时，例如，第二安装区域140形成在实施为引线框架等的内部端子141的一个表面上，内部端子141可以利用表面贴装式(SMT)来应用，因此，第二安装区域140设置在通过弯曲桥130而形成的空间部分150中，并且进一步地设置在两侧并使第一安装区域120介于两侧之间。在这种