电子装置及其制造方法

专利名称：电子装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及电子装置，其中所述电子装置包括堆叠在一起的第一和第二基板；在 第一基板的表面上安装的功率元件；以及在第二基板的朝向第一基板表面的表面上安装的 电子部件。本发明还涉及制造所述电子装置的方法。
背景技术：
专利公开文献JP-A-2001-85613公开了一种形成有第一和第二基板的电子装置。 第一和第二基板堆叠在一起，从而第一和第二基板的表面彼此相向。功率元件在第一基板 的表面上安装并且通过引线等电连接至第一基板。在JP-A-2001-85613中公开的电子装置中，第一和第二基板通过导线彼此相互电 连接，并且功率元件和第二基板通过导线连接在一起。因为导线位于第二基板的端部，所以 很难减小电子装置的平面(方向的)尺寸。专利公开文献JP-4062191公开了另一种形成有第一和第二基板的电子装置。第 一和第二基板堆叠在一起，从而第一和第二基板的表面彼此相向。半导体元件在第一基板 的表面上安装。第二基板是布线层。半导体元件通过钎焊等电连接至第二基板。JP-4062191的图1示出了半导体元件通过接合引线连接至第一基板。接合引线具 有环路的形状并在半导体元件上突出。第一和第二基板在平面方向中彼此相互离开，以防 止第二基板干扰接合弓丨线。因此，很难减小电子装置的平面尺寸。JP-4062191的图5示出了半导体元件通过接合引线连接至第一基板，而第一和第 二基板并不在平面方向内彼此相互离开。然而，半导体元件通过第一基板连接至第二基板， 而并非直接连接至第二基板。出于之前的原因，很难减小JP-4062191中公开的电子装置的平面尺寸。此外，在JP-4062191的图1中所示的结构中，因为半导体元件被钎焊至第二基板， 所以在第一与第二基板之间几乎没有空间。因此，很难在第二基板的相向的表面上安装电 子器件。在JP-4062191的图5中所示的结构中，在第二基板的相向的表面上可以具有用于 安装电子器件的空间。然而，因为半导体元件并非直接连接至第二基板，所以很难减小电子 装置的尺寸。

发明内容
考虑到以上，本发明的目的在于提供一种电子装置，其中所述电子装置具有减小 的尺寸并包括堆叠在一起的第一和第二基板；在第一基板的表面上安装的功率元件；以及 在第二基板的朝向第一基板表面的表面上安装的电子器件。本发明的另一目的在于提供一 种制造电子装置的方法。根据本发明的一个方面，电子装置包括第一基板、第二基板、功率元件、电子器件、 第一导电构件和第二导电构件。第一基板具有一表面。第一基板的表面朝向第二基板的表 面。功率元件在第一基板的表面上安装，并具有与第二基板的表面相向的表面。电子器件在第二基板的表面上安装。第一导电构件将功率元件电连接至第一基板。第一导电构件具 有连接至功率元件的表面的第一端、连接至第一基板的表面的第二端、以及位于第一端与 第二端之间的中间部。第一导电构件的中间部朝向第二基板突出，从而所述中间部的顶部 与功率元件的表面相比更靠近第二基板的表面。第二导电构件将功率元件电连接至第二基 板。第二导电构件具有连接至功率元件的表面的第一端以及在所述第一导电构件的中间部 的顶部上方延伸的并连接至第二基板的表面的第二端。第一基板的表面和第二基板的表面 彼此相互隔开一预定的距离，该预定的距离防止功率元件与第二基板的表面接触、防止电 子器件与第一基板的表面接触、并防止第一导电构件与第二基板的表面接触。根据本发明的另一方面，制造电子装置的方法包括将功率元件的后表面安放在 第一基板的表面上；将电子器件安放在第二基板的表面上；并且将第一导电构件连接至功 率元件和第一基板的每个上，以使得第一导电构件的第一端连接至功率元件的前表面，第 一导电构件的第二端连接至第一基板的表面，第一导电构件的位于第一端与第二端之间的 中间部沿从第一基板的表面离开的方向突出。该方法还包括制备具有一对相向表面的夹 具，其中所述相向表面可以彼此相互啮合；制备具有纵向的第二导电构件；并且将第二导 电构件的中间部沿纵向保持在夹具的这对相向表面之间，以使得第二导电构件的中间部沿 横向于纵向的方向被弯折。本发明还包括将第二导电构件的第一端连接至功率元件的前 表面，同时将第二导电构件的中间部保持在这对相向表面之间，以使得第二导电构件的纵 向垂直于功率元件的前表面，并且第二导电构件的第二端位于第一导电构件的中间部的顶 部上方。该方法还包括将第一基板和第二基板彼此相对地定位成，第一基板的表面和第二 基板的表面彼此相向隔开一预定的距离，该预定的距离防止功率元件与第二基板的表面接 触、防止电子器件与第一基板的表面接触、并防止第一导电构件与第二基板的表面接触。所 述定位步骤包括将所述第二导电构件的第二端连接至第二基板的表面。


参照附图通过以下详细的说明将更加清楚本发明的上述和其它目的、特征和优 点。在附图中图1是示意图，示出了根据本发明的第一实施例的电子装置的剖视图；图2A至2C是示意图，示出了图1的电子装置的制造方法；图3是示意图，示出了根据本发明的第二实施例的电子装置的局部视图；图4是示意图，示出了根据本发明的第三实施例的电子装置的局部视图；图5是示意图，示出了根据本发明的第四实施例的电子装置的局部视图；图6A至6E是示意图，示出了根据本发明的第五实施例的电子装置的第二导电构 件；图7是示意图，示出了根据本发明的第六实施例的制造电子装置的方法中使用的 机器；图8A至8F是示意图，示出了根据第六实施例的电子装置的第二导电构件的形成 过程；图9A至9C是示意图，示出了将第二导电构件连接至根据第六实施例的电子装置 的功率元件的过程；并且
图IOA和IOB是示意图，示出了根据本发明的第七实施例的电子装置的制造方法。
具体实施例方式参照附图以下说明本发明的实施例。(第一实施例)参照图1以下说明根据本发明的第一实施例的电子装置Si。电子装置S 1包括第 一基板10 ；第二基板20 ；功率元件(power element) 30 ；电子器件40 ；第一导电构件50 ；第 二导电构件60;以及成型树脂70。第一基板10具有第一表面11以及与所述第一表面11 相反的第二表面12。第二基板20具有第一表面21以及与所述第一表面21相反的第二表 面22。第一基板10和第二基板20被堆叠，从而第一基板10的第一表面11可以朝向第二 基板20的第一表面21。功率元件30在第一基板10的第一表面11上安装。电子器件40 在第二基板20的第一表面21上安装。第一导电构件50将功率元件30电连接至第一基板 10。第二导电构件60将功率元件30电连接至第二基板20。第一基板10、第二基板20、功 率元件30、电子器件40、第一导电构件50和第二导电构件60由成型树脂70封装。第一基板10和第二基板20的实施例可以包括各种不同类型的布线板、电路板和 引线框，在所述布线板、电路板和引线框上可以安装功率元件30和电子器件40。根据第一实施例，第一基板10是一引线框，其由铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)等的金 属板制成，并且第二基板20是电路板，其由印刷电路板、陶瓷板、柔性板等制成。第一基板10通过将金属板造型成具有岛状部以及引线部被形成，例如这是通过 冲压工艺或蚀刻工艺实现的。因而，第一基板10具有布线图案并用作为引线框。功率元件30在第一基板10的第一表面11上安装，并且通过导电材料80电、机械 连接至第一基板10。导电材料80的实施例可包括钎焊材料例如共晶钎料或无铅钎料以及 包含金属填料、金属粉末、纳米金属微粒等的导电粘合剂。功率元件30可具有矩形板的形状，并且通过针对半导体芯片例如硅半导体芯片 传统的半导体加工被制成。功率元件30的实施例可包括功率金属氧化物半导体(MOS)晶 体管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、以及功率双极型晶体管。功率元件30在运行时产生相对大量的热量。由功率元件30所产生的热量通过第 一基板10被释放。因此，优选的是第一基板由具有良好导热率的材料制成。例如，优选的 是第一基板10由主要包含铜、铝等的材料制成。在如图1所示的实施例中，功率元件30是功率MOS晶体管。功率元件30包括源 电极32、栅电极33以及漏电极34。功率元件30具有前表面31以及与所述前表面31相反 的后表面。前表面31朝向第二基板20的第一表面21。源电极32和栅电极33在前表面 31上形成。漏电极34在后表面上形成。例如，源电极32和栅电极33中的每个可以由铝制成，并且在前表面31上具有矩 形平面的形状。例如，漏电极34可以由钛(Ti)或镍(Ni)制成，并且在功率元件30的几乎 整个后表面上形成。根据第一实施例，栅电极33的平面尺寸小于源电极32的平面尺寸。例如，栅电极 33边长是大约0. Imm至大约0. 5mm。栅电极33通过第二导电材料60电连接至第二基板20，并且接收来自第二基板20的控制信号。第二基板20包括一控制电路，其中所述控制电路被构造成通过将控制信号输 出至栅电极33而控制功率元件30。大量的电流在源电极32与漏电极34之间流动。源电极32和漏电极34分别通过 第一导电构件50和导电材料80电连接至第一基板10。第一导电构件50以及第二导电构 件60的细节以下说明。如前所述，第二基板20在第一基板10上堆叠，以使得第二基板20的第一表面21 朝向第一基板10的第一表面11。电子器件40在第二基板20的第一表面21上安装。根据 第一实施例，附加的电子器件40在第二基板20的第二表面22上安装。在第二基板20上安装的电子器件40与在第一基板10的第一表面11上安装的功 率元件30类型不同。电子器件40的实施例可以包括大规模集成(LSI)芯片以及无源元件 例如电容器、二极管或电阻器。电子器件40通过钎焊部、导电粘合剂、接合线材等电连接至 第二基板20。根据第一实施例，第一基板10的第一表面11和第二基板20的第一表面21彼此 相互隔开一预定的距离，从而形成在其中放置功率元件30和电子器件40的容纳空间。第一基板10的第一表面11与第二基板20的第一表面21之间的距离防止第一表 面11上的功率元件30与第一表面21接触并且还防止第一表面21上的功率元件40与第 一表面11接触。例如，根据该实施例，该距离可以设定成功率元件30的前表面31可以与 第二基板20的第一表面21隔开一毫米(Imm)或更大。如图1所示，第一基板10具有间隔保持部13，其中所述间隔保持部13保持第一基 板10的第一表面11与第二基板20的第一表面21之间的距离。例如，该间隔保持部13可 以通过沿第一基板10和第二基板20堆叠的堆叠方向(即，图1中的垂直方向)使得第一 基板10部分地弯曲/弯折而被形成。根据第一实施例，第一基板10的端部被弯曲以形成间隔保持部13。间隔保持部 13沿堆叠方向延伸，并具有几乎等于第一基板10的第一表面11与第二基板20的第一表面 21之间的距离的长度。在这种情况中，间隔保持部13保持第一基板10的第一表面11与第 二基板20的第一表面21之间的距离。如图1所示，根据第一实施例，间隔保持部13通过导电材料80电连接至第二基板 20的第一表面21的端部。因而，第一基板10和第二基板20电连接在一起。如上所述，根据第一实施例，第一基板10是引线框。因此，间隔保持部13可以容 易地通过使得第一基板10弯曲而被形成。除了第一基板10以外，第二基板20也可以具有 该间隔保持部13。也就是说，间隔保持部13可以是第一基板10或第二基板20的一体部 件。可选地，第一基板10和第二基板20可以通过作为第一基板10和第二基板20的单独 部件的隔块被隔开。根据第一实施例，第一基板10具有外部输入/输出端子14，其中电子装置Sl可以 通过所述外部输入/输出端子14电连接至外部装置(未示出)。该外部输入/输出端子 14暴露于成型树脂70之外。例如，间隔保持部13可以沿与堆叠方向垂直的方向被弯曲和被细长化，从而从成 型树脂70突出。间隔保持部13的突出部用作为该外部输入/输出端子14。如图1所示，第一基板10的第二表面12暴露于成型树脂70之外。因而，由功率元件30所述产生的热量通过第一基板10的第二表面12被高效地释放到成型树脂70之外。如前所述，用于将功率元件30电连接至第一基板10的第一导电构件50电连接至 功率元件30的前表面31。同样，用于将功率元件30电连接至第二基板20的第二导电构件 60电连接至功率元件30的前表面31。需要注意的是，第一导电构件50和第二导电构件60都位于第一基板10的第一表 面11与第二基板20的第一表面21之间，并且在从堆叠方向(即，图1中的垂直方向)观 察时无法看到。换句话说，第一导电构件50和第二导电构件60中的每个构件在从堆叠方 向观察时不会从第一基板10和第二基板20延伸出。第一导电构件50的第一端连接至功率元件30的前表面31上的源电极32，并且第 一导电构件50的第二端连接至第一基板10的第一表面11。第一导电构件50的第一端与 第二端之间的中间部朝向第二基板20而非朝向功率元件30的前表面31突出。根据第一实施例，第一导电构件50具有沿图1中的向上方向突出的环圈形状 (即，具有圆角的弯曲形状)。可选地，第一导电构件50可以为沿图1中的向上方向突出的 具有锋利角部的弯曲形状。第一导电构件50的实施例可以包括由铜、铝等制成的接合线材 以及带状引线。如前所述，第一基板10的第一表面11与第二基板20的第一表面21彼此相互隔 开一距离，该距离防止第一表面11上的功率元件30与第一表面21接触并还防止第一表面 21上的电子器件40与第一表面11接触。此外，该距离防止第一导电构件50与第二基板 20的第一表面21接触。因而，尽管第一导电构件50朝向第二基板20的第一表面21突出， 但是第一导电构件50与第二基板20的第一表面21隔开。第二导电构件60的第一端连接至功率元件30的前表面31上的栅电极33，并且第 二导电构件60的第二端连接至第二基板20的第一表面21。具体地，第二导电构件60沿堆 叠方向延伸到第一导电构件50的顶部51上方，从而第二导电构件60的第二端可以连接至 第二基板20的第一表面21。需要注意的是，第一导电构件50与第二基板20的第一表面21之间沿堆叠方向的 最短距离是在顶部51与第一表面21之间出现。也就是说，第一导电构件50在顶部51处 最靠近第一表面21。第一导电构件60的第一端与第二端之间的距离大于第一导电构件50 的顶部51与前表面31之间沿堆叠方向的距离。如图1所示，第二导电构件60的纵向与堆叠方向平行。第二导电构件60在前表 面31上竖立，以使得第二导电构件60的纵向垂直于前表面31。换句话说，第二导电构件60的第二端距前表面31的高度大于第一导电构件50的 顶部51距前表面31的高度。总之，第二导电构件60的长度大于第一导电构件50的顶端 51距前表面31的高度。根据第一实施例，第二导电构件60是柱形的金属导线。该柱形的实施例可以包括 圆杆形、方杆形、薄条形、薄带形和薄片形。例如，第二导电构件60可以由主要包含铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)等的金属材料制 成。可选地，第二导电构件60可以镀有这种金属材料。特别地，在第二导电构件60通过钎焊部而连接至第二基板20和功率元件30时， 第二导电构件60可以镀有锡(Sn)、镍(Ni)、金(Au)等。在这种方法中，可以提高第二导电构件60与第二基板20和功率元件30的电连接的可靠性。 像第一导电构件50那样，第二导电构件60被设置于每个功率元件30。也就是说， 在电子装置Sl包括多个功率元件30时，电子装置Sl包括多个第二导电构件60。
如前所述，第二导电构件60的第一端连接至前表面31上的栅电极33，并且第二导 电构件60的第二端连接至第二基板20。具体地，第二导电构件60的第二端连接至第二基 板20的第一表面21上的电极(未示出)。在如图1所示的实施例中，第二导电构件60的第二端通过导电材料80连接至第 二基板20的第一表面21。导电材料80可以是钎料、导电粘合剂等。尽管在附图中未示出， 但是第二导电构件60的第一端通过导电材料80连接至功率元件30的前表面31。如上所述，第二导电构件60通过导电材料80连接至功率元件30和第二基板20 中的每个。可选地，第二导电构件60可以通过诸如超声接合或热压接合的金属接合技术直 接连接至功率元件30和第二基板20中的至少一个。例如，在第二导电构件60的第二端通 过导电材料80连接至第二基板20的第一表面21时，第二导电构件60的第一端可以通过 这种金属接合技术直接连接至功率元件30的前表面31。在这种情况中，功率元件30的源电极32通过第一导电构件50电连接至第一基板 10，并且功率元件30的栅电极33通过第二导电构件60电连接至第二基板20。如前所述，栅电极33的平面尺寸小于源电极32的平面尺寸。例如，栅电极33可以具有矩形平面形状，其边长为大约0. Imm至大约0. 5mm，并且 功率元件30的前表面31可以与第二基板20的第一表面21隔开一毫米(Imm)或更大。根 据该实施例，第二导电构件60的长度与宽度之比(即，长宽比)可以为二或更大。尽管栅 电极33的小平面尺寸，但是栅电极33可以通过利用具有这种长宽比的第二导电构件60而 合适地连接至第二基板20。总之，根据第一实施例，功率元件30位于第一基板10的第一表面11与第二基板 20的第一表面21之间，并且通过朝向第二基板20突出的第一导电构件50连接至第一基板 10。此外，功率元件30通过第二导电构件60连接至第二基板20。第二导电构件60距 功率元件30的前表面31的高度大于第一导电构件50的顶部51距前表面31的高度。电 子器件40不与第一基板10接触地在第二基板20上安装。第一基板10的第一表面11和第二基板20的第一表面21彼此相互隔开一距离， 该距离防止第一导电构件50与第二基板20的第一表面21接触。第二导电构件60位于第一基板10的第一表面11与第二基板20的第一表面21 之间，并且从功率元件30平直地延伸至第二基板20。因此，电子装置Sl的平面尺寸与传统 电子装置的平面尺寸相比可以被减小。因而，根据第一实施例，尽管功率元件30和电子器件40在第一基板10与第二基 板20之间安装，但是电子装置Sl可以具有减小的尺寸。接着，参照附图2A至2C以下说明制造电子装置Sl的方法。在如图2A所示的过程中，功率元件30在第一基板10的第一表面11上安装。例 如，功率元件30的漏电极34通过导电材料80连接至第一基板10的第一表面11。此外，在如图2A所示的过程中，第一导电构件50的第一端电连接至功率元件30的前表面31上的源电极32，并且第一导电构件50的第二端连接至第一基板10。第二导电 构件60的第一端电连接至栅电极33。具体地，第一导电构件50连接至前表面31和第一基板10，以使得第一导电构件 50的中间部朝向第二基板20而非朝向前表面31地突出。例如，通过诸如线接合或带接合 的传统的接合方法可以实现第一导电构件50与前表面31和第一基板10的连接。此外，在如图2A所示的过程中，第二导电构件60的第一端连接至前表面31，以使 得第二导电构件60的第二端可以位于第一导电构件50的顶部51的上方。例如，可以通过借助于导电材料80使得第二导电构件60沿其纵向在前表面31上 竖立并然后在保持第二导电构件60在前表面31上竖立的同时将第二导电构件60的第一 端钎焊至前表面31而实现第二导电构件60与前表面31的连接。可选地，第二导电构件60 可以无需使用导电材料80地通过超声接合、热压接合等而直接连接至前表面31，同时保持 第二导电构件60在前表面31上竖立。在如图2B所示的过程中，电子器件40在第二基板20的第一表面21上安装。例 如，电子器件40可以通过导电材料80、接合线材等在第二基板20的第一表面21上安装。 根据第一实施例，附加的电子器件40以与第一表面21上的电子器件40相同的方式在第二 基板20的第二表面22上安装。此外，在如图2B所示的过程中，导电材料80在第二导电构件60与第一基板10的 间隔保持部13将相连的位置处安置在第一表面21上。接着，在如图2C所示的过程中，第一基板10和第二基板20彼此相对定位成，第一 基板10的第一表面11和第二基板20的第一表面21可以彼此相向并且彼此相互隔开一距 离，该距离防止第一表面11上的功率元件30与第一表面21接触、防止第一表面21上的电 子器件40与第一表面11接触、并还防止第一导电构件50与第二基板20的第一表面21接 触。 同时，第二导电构件60的第二端设置成通过导电材料80与第二基板20的第一表 面21接触。同样，第一基板10的间隔保持部13设置成通过导电材料80与第二基板20的 第一表面21接触。在导电材料80为钎料时，在保持第二导电构件60和间隔保持部13通 过导电材料80与第一表面21接触的同时完成回流和冷却过程。因此，第二导电构件60和 第二基板20连接在一起，并且第一基板10和第二基板20连接在一起。可选地，第二导电 构件60可以通过超声接合、热压接合等无需使用导电材料80地直接连接至第二基板20。然后，连接在一起的第一基板10和第二基板20安放在一模具内，并且诸如环氧树 脂的通常的模制成型材料被注入到该模具中。在这种情况中，第一基板10、第二基板20、 功率元件30、电子器件40、第一导电构件50和第二导电构件60通过传递模制成型方法 (transfer molding method)被封装在成型树脂70内。然后，如果必要的话，第一基板10的不需要的部分被切除。因而，如图1所示的电 子装置Sl被制造。(第二实施例)以下参照图3说明本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之处如 下。在第一实施例中，第二导电构件60的第二端连接至第二基板20的第一表面21。具体地，第二导电构件60的第二端通过导电材料80间接地或无需导电材料80直接地连接 至第一表面21上的电极(未示出)。相反地，在如图3所示的第二实施例中，第二导电构件60的第二端在第二基板20 的孔23内插入并且通过该孔23内的钎焊部等电连接至第二基板20。孔23从第一表面21 朝向第二表面22延伸。在图3中，孔23是穿透第二基板20的通孔。可选地，孔23可以是具有位于基板 20内的底部的盲孔。(第三实施例)以下参照图4说明本发明的第三实施例。第三实施例与第一实施例的不同之处如 下。在如图1所示的第一实施例中，第一基板10的第二表面12暴露于成型树脂70之 外，从而由功率元件30所产生的热量可以通过暴露的第二表面12被高效地释放到成型树 脂70之外。相反地，在如图4所示的第三实施例中，诸如热沉(heatsink)的散热器90在第一 基板10的第二表面12上安装，从而第一基板10的第二表面12由散热器90覆盖。散热器 90在成型树脂70之外被暴露，从而由功率元件30所产生的热量可以通过暴露的散热器90 被高效地释放到成型树脂70之外。可选地，第一基板10的第二表面12可以无需散热器90地由成型树脂70封装。甚 至在该情况中，由功率元件30所产生的热量可以通过成型树脂70在成型树脂70之外被释 放。第二和第三实施例的结构可以结合。(第四实施例)以下参照图5说明本发明的实施例。第四实施例与第一实施例的不同之处如下。在第一实施例中，第一基板10的间隔保持部13通过导电材料80电连接至第二基 板20的第一表面21的端部，从而第一基板10和第二基板20可以电连接在一起。相反地，在如图5所示的第四实施例中，第一基板10和第二基板20通过诸如带状 线材的金属线材81电连接在一起。在这种情况中，第一基板10和第二基板20可以无需导 电材料80地彼此相互接触。第二、第三和第四实施例的结构可以结合。(第五实施例)以下参照图6A至6E说明本发明的第五实施例。第五实施例与第一实施例的不同 之处如下。在第一实施例中，第二导电构件60具有沿其纵向延伸的平直的形状。相反地，在第五实施例中，第二导电构件60具有与平直的形状不同的形状。具体 地，第二导电构件60沿横向于其纵向的方向被弯曲或弯折。例如，如图6A所示，第二导电 构件60可以为具有一个圆角顶部的弯曲形状。可选地，如图6B所示，第二导电构件60可 以为具有多个圆角顶部的弯曲形状。可选地，如图6C所示，第二导电构件60可以为具有平 直部之间的一个圆角顶部的形状。可选地，如图6D所示，第二导电构件60可以为具有一个 尖锐顶部的弯折形状。可选地，如图6E所示，第二导电部件60可以具有弹簧形的形状。需
11要注意的是，第二导电构件60的形状并不限于如图6A至6E所示的形状。如上所述，根据第五实施例，第二导电构件60具有弯曲的或弯折的形状。在该方 法中，可以吸收由第一和第二基板10、20施加至第二导电构件60的应力。此外，甚至在第 一基板10的第一表面11和第二基板20的第二基板21具有非均勻度时，第二导电构件60 可以吸收该非均勻度。因此，第一基板10和第二基本20可以彼此相互正确地定位，从而电 子装置Sl可以被正确地制造。第二导电构件60可以通过传统的弯曲技术以这种弯曲或弯折形状被容易地成 形。第二、第三、第四和第五实施例的结构可以结合。(第六实施例)参照图7、图8A至8F和图9A至9C以下说明本发明的第六实施例。第六实施例涉 及电子装置Sl的另一种制造方法。图7示出了在根据第六实施例的方法中所使用的机器。 如图7所示，该机器包括卷筒100、钳位器101、夹具102、刀具103和滑块104。例如，第二导电构件60是铜等的金属片，并被卷绕到卷筒100上。第二导电构件60从卷筒100被拉出，穿过钳位器101，并然后被供应至夹具102。 钳位器101是用于通过保持第二导电构件60而使得第二导电构件60稳固的紧固工具。夹具102具有一对非均勻的表面，其中所述表面彼此相向并可以彼此相互啮合。 第二导电构件60在夹具102的相向的表面之间穿过。夹具102被操作成相向的表面可以 沿与相向表面垂直的不同方向(例如，图7中的横向)移动。因而，夹具102的相向表面可 以啮合和脱离啮合。此外，夹具102被操作成相向表面可以沿与相向表面平行的同一方向 (即，图7中的垂直方向)移动。例如，夹具102可以通过电致动器被操作。刀具103被用于切断第二导电构件60。滑块104被用于使得第二导电构件60在 夹具102之外被弯折。钳位器101、刀具103和滑块104中的每个可以沿图7中的相应箭头 所表示的方向移动。通过使用如图7所示的机器，第二导电构件60以预定的形状被形成并且被连接至 功率元件30的前表面31。图8A至8F示出了将第二导电构件60形成为预定形状的方法。 图9A至9C示出了将第二导电构件60连接至前表面31的方法。在如图8A所示的过程中，第二导电构件60在夹具102的相向表面之间穿过，从而 第二导电构件60的中间部可以位于夹具102的相向表面之间。换句话说，第二导电构件60 在夹具102的相向表面之间穿过，从而第二导电构件60的第一端可以位于夹具102之外。然后，在如图8B所示的过程中，夹具102被操作成夹具102的相向表面可以彼此 相互啮合。因此，第二导电构件60在夹具102的相向表面之间被夹置，并且被挤压成取决 于夹具102的相向表面的非均勻度的形状。在这种情况中，第二导电构件60具有沿横向于 其纵向的方向被弯曲或被弯折的形状。然后，在如图8C所示的过程中，第二导电构件60通 过刀具103被切断，从而可以形成第二导电构件60的第二端。然后，在如图8D所示的过程中，滑块104被操作成沿与第二导电构件60的纵向垂 直的方向朝向夹具102移动。因而，如图8E所示，滑块104适配在夹具102上，从而第二导 电构件60的第一端和第二端可以沿与第二导电构件60垂直的同一方向被弯折。在这种情 况中，第二导电构件60被形成为如图8F所示的预定形状。然后，在如图9A所示的过程中，夹具102相对于功率元件30被定位成，由夹具102所保持的第二导电构件60的第一端朝向功率元件30的前表面31。然后，在如图9B所示 的过程中，夹具102被操作成第二导电构件60的第一端可以与前表面31上的栅电极33接 触。然后，夹具102和/或功率元件30被加热，从而第二导电构件60的第一端可以结合至 栅电极33。也就是说，第二导电构件60的第一端通过热压接合方法被结合至栅电极33。然后，在如图9C所示的过程中，夹具102被操作成夹具102的相向表面可以脱离 啮合。因而，第二导电构件60从夹具102脱离。在这种情况中，第二导电构件60被成形为预定的形状并然后结合至前表面31，从 而第二导电构件60在前表面31上竖立。根据第六实施例，第二导电构件60通过热压接合方法被结合/连接至功率元件 30。可选地，第二导电构件60可以通过导电材料80被结合至功率元件30。根据第六实施例，第二导电构件60的第一端和第二端沿与其纵向垂直的方向通 过滑块104被弯折。在这种方法中，第二导电构件60的第一端与功率元件30的前表面31 平行，并且第二导电构件60的第二端与第二基板20的第一表面21平行。因而，第二导电 构件60可以容易地结合至功率元件30和第二基板20。可选地，通过滑块104弯折第二导 电构件60的第一和第二端的过程可以被省略。(第七实施例)参照图IOA和IOB以下说明本发明的第七实施例。第七实施例涉及电子装置Sl 的另一制造方法。根据第七实施例，第二导电构件60通过导电材料80被连接至功率元件 30的前表面31，同时保持第二导电构件60在前表面31上竖立。需要注意的是，导电材料 80是钎料。图IOA示出了第二导电构件60以与导电材料接触的方式在功率元件30的前表面 31上躺置的状况。图IOB示出了第二导电构件60以与导电材料接触的方式由于导电材料 80的表面张力而在功率元件30的前表面31上竖立的状况。在如图IOA所示的过程中，第二导电构件60的第一端在保持第二导电构件60在 前表面31上躺置的同时与导电材料80接触地在功率元件30的前表面31上设置。然后，在如图IOB所示的过程中，导电材料80通过回流工艺被熔化，从而第二导电 构件60由于熔化的导电材料80而可以在前表面31上竖立。在钎焊的技术领域中，这种效 应被称为“曼哈顿效应(Manhattan effect) 然后，在保持第二导电构件60在前表面31 上竖立的同时完成冷却过程。因而，第二导电构件60通过导电材料80被连接至功率元件30，以使得第二导电构 件60的第一端平行于功率元件30的前表面31。在如图IOA所示的过程中，优选的是，第二导电构件60躺置在前表面31上，从而 由第二导电构件60的第一端与前表面31所形成的角度θ可以是45°或更小。本发明人 已经进行了试验并发现，在角度θ为45°或更小时，第二导电构件60由于表面张力可以几 乎纯粹地(即、几乎100%地)在前表面31上竖立。在如图IOA和IOB所示的实施例中，第二导电构件60的第一端被弯折成L形，从 而第二导电构件60的第一端与导电材料80之间的接触区域可以被增加。在这种方法中， 第二导电构件60同样可以由于导电材料80的表面张力而竖立。(改型)
如上所述的实施例可以以各种不同的方式例如如下地被改型。在实施例中，电子器件40在第二基板20的第一表面21和第二表面22的每个上 安装。可选地，电子器件40可以仅仅在第二基板20的第一表面21上安装。在实施例中，第一基板10、第二基板20、功率元件30、电子器件40、第一导电构件 50和第二导电构件60由成型树脂70封装。可选地，成型树脂70可以省略。在实施例中，第一基板10是引线框，并且第二基板20是电路板。可选地，第一基 板10和第二基板20可以是在其上安装功率元件30和电子器件40的其它类型的基板。在实施例中，第一导电构件50连接至功率元件30的源电极32，第二导电构件60 连接至功率元件30的栅电极33。可选地，第一导电构件50和第二导电构件60可以连接至 功率元件30的其它电极。这些改变和改型应该理解为是在由权利要求书所限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种电子装置，包括具有一表面(11)的第一基板(10)；具有一设置成与所述第一基板(10)的表面(11)相向的表面(21)的第二基板(20)；功率元件(30)，其中所述功率元件在所述第一基板(10)的表面(11)上安装并具有与 所述第二基板(20)的表面(21)相向的表面(31)；在所述第二基板(20)的表面(21)上安装的电子器件(40)；第一导电构件(50)，其中所述第一导电构件被构造成将所述功率元件(30)电连接至 所述第一基板(10)，所述第一导电构件(50)具有连接至所述功率元件(30)的表面(31)的 第一端、连接至所述第一基板(10)的表面(11)的第二端、以及位于所述第一端与所述第二 端之间的中间部，所述中间部朝向所述第二基板(20)突出，以使得所述中间部的顶部(51) 与所述功率元件(30)的表面(31)相比更靠近所述第二基板(20)的表面(21)；以及第二导电构件(60)，其中所述第二导电构件被构造成将所述功率元件(30)电连接至 所述第二基板(20)，所述第二导电构件(60)具有连接至所述功率元件(30)的表面(31)的 第一端、以及延伸到所述第一导电构件(50)的中间部的顶部(51)上方的并连接至所述第 二基板(20)的表面(21)的第二端，所述第一基板(10)和第二基板(20)的表面(11、21)彼此相互隔开一预定的距离，该 预定的距离防止所述功率元件(30)与所述第二基板(20)的表面(21)接触、防止所述电子 器件(40)与所述第一基板(10)的表面(11)接触、并防止所述第一导电构件(50)与所述 第二基板(20)的表面(21)接触。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述功率元件(30)包括位于所述功率元件(30)的表面(31)上的第一电极(32)以及 位于所述功率元件(30)的表面(31)上的第二电极(33)，所述第一电极(32)具有连接至所 述第一导电构件(50)的第一端的表面，所述第二电极(33)具有连接至所述第二导电构件 (60)的第一端的表面，并且所述第二电极(33)的表面的尺寸小于所述第一电极(32)的表面的尺寸。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第二导电构件(31)是金属制成的柱形引线，并且在所述功率元件(30)的表面 (31)上竖立，以使得所述第二导电构件(60)的纵向与所述功率元件(30)的表面垂直。
4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，所述第二导电构件(60)沿横向于所述纵向的方向被弯折。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第二导电构件(60)由主要包含铜、铝或金的金属材料制成。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第二导电构件(60)的第一端通过钎焊部或导电粘合剂被连接至所述功率元件 (30)。
7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第二导电构件(60)的第二端通过钎焊部或导电粘合剂被连接至所述第二基板 (20)。
8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第二导电构件(60)包括多个第二导电构件(60)。
9.根据权利要求1至8任一所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括 成型树脂构件(70)，其中，所述第一基板(10)、所述第二基板(20)、所述功率元件(30)、所述电子器件(40)、所述 第一导电构件(50)和所述第二导电构件(60)由所述成型树脂构件(70)覆盖和密封。
10. 一种制造电子装置的方法，包括将功率元件(30)的后表面安放在第一基板(10)的表面(11)上； 将电子器件(40)安放在第二基板(20)的表面上；将第一导电构件(50)与所述功率元件(30)和所述第一基板(10)中的每个相连，以使 得所述第一导电构件(50)的第一端连接至所述功率元件(30)的前表面(31)，所述第一导 电构件(50)的第二端连接至所述第一基板(10)的表面(11)，并且所述第一导电构件(50) 的位于所述第一端与所述第二端之间的中间部沿从所述第一基板(10)的表面(11)离开的 方向突出；制备具有一对相向表面的夹具(102)，其中所述相向表面可以彼此相互啮合； 制备具有纵向的第二导电构件(60)，所述第二导电构件是柱形的金属引线； 将所述第二导电构件(60)沿所述纵向的中间部保持在所述夹具(102)的所述这对相 向表面之间，以使得所述第二导电构件(60)的中间部沿横向于所述纵向的方向被弯折；将所述第二导电构件(60)的第一端连接至所述功率元件(30)的前表面(31)，同时保 持所述第二导电构件(60)的中间部位于所述夹具(102)的这对相向表面之间，以使得所述 第二导电构件(60)的纵向垂直于所述功率元件(30)的前表面(31)，并且所述第二导电构 件(60)的第二端位于所述第一导电构件(50)的中间部的顶部上方；并且将所述第一基板(10)和所述第二基板(20)彼此相对地定位成，所述第一基板(10)的 表面(11)和所述第二基板(20)的表面(21)彼此相距一预定的距离地相对，该预定的距离 防止所述功率元件(30)与所述第二基板(20)的表面(21)接触、防止所述电子器件(40)与 所述第一基板(10)的表面(11)接触、并防止所述第一导电构件(50)与所述第二基板(20) 的表面(21)接触，其中所述定位包括将所述第二导电构件(60)的第二端连接至所述第二基板(20)的表面 (21)。
全文摘要
一种电子装置，包括位于第一基板(10)上的功率元件(30)和位于第二基板(20)上的电子器件(40)。所述第一和第二基板(10、20)被堆叠成功率元件(30)和电子器件(40)位于第一和第二基板(10、20)之间。第一线材(50)的第一端连接至功率元件(30)。第一线材(50)的第二端连接至第一基板(10)。第一线材(50)的中间部朝向第二基板(20)突出。第二线材(60)的第一端连接至功率元件(30)。所述线材(60)的第二端在第一导电构件(50)的中间部的顶部(51)上方延伸并连接至第二基板(20)。
文档编号H01L25/00GK101996982SQ20101025813
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月18日 优先权日2009年8月19日
发明者上村力也, 水谷真也, 粥川君治 申请人:株式会社电装