功率模块封装结构的制作方法

本发明是关于一种功率模块封装结构。

背景技术：

高效率、高密度以及高可靠性一直是现今电子装置的发展趋势，以达到节能、降低成本、以及良好使用寿命的目的。以电源变换器为例，其内部包含有功率模块、驱动基板、散热鳍片及许多周边的电子元件，现有的封装方式均是将电源变换器内的电子元件贴装在电路基板(如导线架、陶瓷基板、印刷电路板)的同一面，然后用焊线接合的方式连接芯片和其他的电路。然而，此种设计不足之处在于在某些高频开关电源(高功率密度)的应用场合，会存在关断电压尖峰和开关损耗过大的情形，因而限制了开关频率。

因此，如何有效率地将这些电子元件安排进行封装，并且兼顾开关频率以及功率密度的需求，是业界所欲解决的问题。

技术实现要素：

本发明提出了一种适合功率芯片的基于单层基板和双面电连接的功率模块封装结构，以提高功率密度。

本发明的一实施方式提供了一种功率模块封装结构，包含单层线路板、第一电子元件与第二电子元件。单层线路板包含绝缘基材以及设置于绝缘基材上的导体层，绝缘基材具有相对的正面与背面，导体层具有相对的正面与背面，导体层的背面接触绝缘基材的正面，绝缘基材具有多个第一开口，以让导体层的背面显露于绝缘基材的背面。第一电子元件设置于导体层的正面。第二电子元件容置于绝缘基材的背面的第一开口处，并藉由第一开口与导体层相连，其中第一电子元件与第二电子元件中的至少一者为裸芯片。

于一或多个实施例中，裸芯片为平面型芯片，平面型芯片以倒装焊方式焊接至导体层。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含第三电子元件，其中第二电子元件为电容，第一电子元件和第三电子元件至少一个为平面型芯片，第三电子元件设置于导体层的正面。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含两驱动元件分别用以驱动第一电子元件和第三电子元件，两驱动元件均设置于绝缘基材背面的第一开口处，且驱动元件在绝缘基材的正投影分别与第一电子元件和第三电子元件在绝缘基材的正投影相重叠。

于一或多个实施例中，第一电子元件与第三电子元件均为氮化镓芯片，驱动元件在绝缘基材的正投影分别与氮化镓芯片的源极及栅极在绝缘基材的正投影相重叠。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含第三电子元件、第四电子元件和第五电子元件，其中第一电子元件和第三电子元件均为设置于导体层正面的低压MOS管，第二电子元件与第四电子元件均为设置于绝缘基材背面的氮化镓芯片，第五电子元件为设置于导体层正面的电容，第二电子元件和第四电子元件在第一开口处与该导体层相连，且低压MOS管在绝缘基材上的正投影分别与其对应的氮化镓芯片的源极在绝缘基材上的正投影相重叠。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含两驱动元件，分别用以驱动低压MOS管。

于一或多个实施例中，导体层具有凹陷部分，第一电子元件设置于凹陷部分。

于一或多个实施例中，第一电子元件为低压MOS管，第二电子元件为氮化镓芯片，且低压MOS管在绝缘基材上的正投影与氮化镓芯片的源极在绝缘基材上的正投影相重叠。

于一或多个实施例中，导体层为铜层。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含封装塑料，包覆单层线路板与设置在单层线路板上的第一电子元件。

于一或多个实施例中，部分的第一电子元件外露于封装塑料，功率模块封装结构更包含散热元件，设置于第一电子元件上。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含导热材料，设置于散热元件与第一电子元件之间。

于一或多个实施例中，绝缘基材包含多个第二开口，以露出导体层，功率模块封装结构更包含多个连接结构，设置于绝缘基材背面的第二开口处并在第二开口处连接导体层。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含隔离层，覆盖于绝缘基材的背面，其中隔离层具有多个第三开口，第一开口及第二开口分别与第三开口上下贯通。

于一或多个实施例中，连接结构为焊球或是引脚。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含绝缘层，设置于导体层上，绝缘层包含多个第四开口，第一电子元件藉由第四开口与导体层相连。

于一或多个实施例中，功率模块封装结构更包含隔离层，覆盖导体层的正面的部分区域。

本发明的功率模块封装结构使用单层线路板，其具有结构和工艺简单，以及成本低的优点。此外借由在单层线路板的双面贴装元件，使元件排布尽可能的靠近，元件之间形成的电回路最小化，如此一来，可以具有较高的功率密度，并可降低电路的电感，进而减少电路的损耗，优化功率模块的电参数(如分布电感，通流能力，阻抗等)。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1为本发明的功率模块封装结构第一实施例的剖面示意图。

图2至图4分别为本发明的功率模块封装结构中的单层线路板不同实施例的制作流程图。

图5与图6分别为本发明的功率模块封装结构不同实施例的剖面示意图。

图7A至图7D分别为本发明的功率模块封装结构一实施例的电路图、上视示意图、底视示意图以及剖面示意图。

图8A至图8C分别为本发明的功率模块封装结构又一实施例的上视示意图、底视示意图以及剖面示意图。

图9A至图9D分别为本发明的功率模块封装结构又一实施例于不同阶段的制作流程图。

图10A至图10C分别为本发明的功率模块封装结构另一实施例于不同阶段的制作流程图。

图11A至图11D分别为本发明的功率模块封装结构另一实施例于不同阶段的制作流程图。

符号说明:

100：功率模块封装结构

200：单层线路板

210：绝缘基材

212：正面

214：背面

215：开口

216：第一开口

218：第二开口

220：导体层

222：正面

224：背面

225：分隔道

226、226a～226g：导体区块

310：第一电子元件

320：第二电子元件

330：第三电子元件

410、430：低压MOS管

420、440：氮化镓芯片

450：电容

460、470：驱动元件

500：封装塑料

510：开孔

520：金属块

530：金属层

600：隔离层

610：第三开口

700、700a～700h：连接结构

800：绝缘层

810：第四开口

900：散热元件

910：导热胶

920：陶瓷基板

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本发明的精神，任何所属本领域普通技术人员在了解本发明的实施例后，可由本发明的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

参照图1，其为本发明的功率模块封装结构第一实施例的剖面示意图。功率模块封装结构100包含有单层线路板200以及设置于单层线路板200上的第一电子元件310与第二电子元件320。单层线路板200中包含有绝缘基材210以及设置于绝缘基材210上的导体层220。绝缘基材210具有相对的正面212以及背面214，导电层220亦具有相对的正面222以及背面224，导体层220的背面224接触绝缘基材210的正面212。

绝缘基材210具有多个第一开口216，以让设置在绝缘基材210的正面212的导体层220的背面224可以显露于绝缘基材210的背面214。换言之，导体层220为设置在绝缘基材210的正面212，而导体层220覆盖于绝缘基材210的第一开口216处的部分外露于绝缘基材210。

第一电子元件310设置在导体层220的正面222，第二电子元件320则是设置在绝缘基材210的背面214且容置于绝缘基材210的背面214的第一开口216处，并藉由第一开口216与导体层的背面224连接。第一电子元件310与第二电子元件320中的至少一个为裸芯片，即未经过封装的芯片，以降低功率模块封装结构100的厚度。于实际应用上，位于绝缘基材210的正面212的第一电子元件310为裸芯片，或是位于绝缘基材210的背面214的第二电子元件320为裸芯片，或是第一电子元件310与第二电子元件320均为裸芯片，在此种将第一电子元件310与第二电子元件320分别设置在单层线路板200两面的封装架构下，减少功率模块封装结构100的整体厚度，节省由于芯片封装而占用的空间，实现更高的集成度和有限空间的使用效率。

前述的裸芯片举例而言可以是平面型(lateral)芯片，其所有焊垫均位于芯片的同一表面，平面型芯片以倒装焊的方式焊接至线路板上，即平面型芯片的所有焊垫均面向导体层220的同一面，并连接至导体层220上对应的焊接区域。

本实施例中，可包含有设置于导体层220的正面222的第三电子元件330，其中第一电子元件310与第三电子元件330至少一者为平面型芯片。本实施例中，第一电子元件310与第三电子元件330均为平面型芯片，如氮化镓芯片，设置于导体层220的正面222。第二电子元件320为电容，设置于绝缘基材绝210的背面214的第一开口216处，并在第一开口216处与导体层的背面224连接。第二电子元件320通过导体层220与第一电子元件310及第三电子元件330连接。

导体层220视设计的需求可以划分为多个相互隔离的导体区块226，第一电子元件310、第二电子元件320以及第三电子元件330均设置在一或多个的导体区块226上。其中第一电子元件310与第二电子元件320至少共同连接至相同的一个导体区块226(如图面左边的导体区块226)，以通过此导体区块226实现第一电子元件310与第二电子元件320之间的电性连接。相应地，第三电子元件330与第二电子元件320亦至少共同连接至相同的一个导体区块226(如图面右方的导体区块226)，以实现第三电子元件330与第二电子元件320之间的电性连接。

功率模块封装结构100更包含有封装塑料500，用以全部或部分包覆单层线路板200及设置于单层线路板上的电子元件，如第一电子元件310与第三电子元件330电子元件。

功率模块封装结构100更包含有多个连接结构700，绝缘基材210上更包含有对应于连接结构700的多个第二开口218。连接结构700设置于绝缘基材210的背面214，并且在第二开口218处与导体层220连接，以借由连接结构700实现设置于导体层220上的电子元件与外部电路的连接。于本实施例中，连接结构700为焊球，于其他实施例中，连接结构700的型态可以为引脚或导线等。

功率模块封装结构100更包含有隔离层600，覆盖于绝缘基材210的背面214，其中隔离层600具有多个第三开口610，第一开口216与其对应的第三开口610上下贯通，以让第二电子元件320在第一开口216以及对应的第三开口610处连接导体层220。第二开口218与其对应的第三开口610上下贯通，连接结构700设置于绝缘基材210的背面214，并且在第二开口218及对应的第三开口610处与导体层220连接。隔离层600的材料举例而言可以为防焊涂层。

接着请参照图2，其为本发明的功率模块封装结构中的单层线路板一实施例的制作流程图。图中所示均为剖面示意图。首先，如步骤S10所示，先提供绝缘基材210，绝缘基材210的材料可以为玻璃纤维(FR4)、BT树脂、聚酰亚胺(polyimide，PI)膜，或是陶瓷。

接着，步骤S20为在绝缘基材210上进行钻孔，以得到穿过绝缘基材210的多个开口215。在绝缘基材210上钻孔的方式可以通过机械钻孔或是激光钻孔的方式完成。

接着，步骤S30为在绝缘基材210上设置导体层220。导体层220设置在绝缘基材210的正面212，并且导体层220的背面224接触绝缘基材210的正面212。在部分的实施例中，导体层220的材料为铜，导体层220可以通过压合的方式与绝缘基材210结合。

接着，步骤S40为蚀刻导体层220，以将导体层220区分为多个相互隔离的导体区块226。蚀刻导体层220的方法可以利用干式蚀刻或是湿式蚀刻的方式进行。

接着，步骤S50为在绝缘基材210的背面214涂布隔离层600。隔离层600的材料举例而言可以为防焊层，隔离层600设置时须避开绝缘基材210上的开口215的位置，以让开口215以及覆盖于开口215上的导体层220全部或部分外露于隔离层600，具体地隔离层600可以全部或部分覆盖开口215。换言之，隔离层600上设置有多个第三开口610，且第三开口与第一开口216有非零交集，以便导体层220全部或部分外露于隔离层600。

至此，便可以得到包含有一层绝缘基材210以及一层导体层220的单层线路板200。导体层220分隔为多个相互隔离的导体区块226，并且在绝缘基材210上具有贯通的开口215，以让导体层220通过开口215显露于绝缘基材210的背面214。

本实施例中，单层线路板200与传统多层电路板相比，用大面积金属层取代了通孔，有利于功率器件的通流和散热，并且在垂直和水平方向的电阻和杂散电感较低。单层线路板主要为一层绝缘层和一层金属层压合，机构和工艺简单，成本低，可靠性高。单层线路板200与引线框架相比多了一层绝缘层作为支撑，金属层可厚可薄，设计更灵活，可任意蚀刻走线，实现更小的线宽和线距。

参照图3以及图4，其分别为本发明的功率模块封装结构中的单层线路板于不同实施例的制作流程图。同样地，图中所示均为剖面示意图。图3与图4中的步骤S10至S50均与前一实施例相同，在此不再赘述。

图3中，为了进一步地强化单层线路板200的结构强度，可以在步骤S50后选择性地加入步骤S60与步骤S70，步骤S60包含有在导体层220上压合一层绝缘层800，绝缘层800的材料举例而言可以是ABF树脂。接着，步骤S70为利用蚀刻或是激光钻孔的方式，在绝缘层800上形成第四开口810，让图1中的第一电子元件310与第三电子元件330可以在第四开口810处与导体层220连接。借由在导体层220与第一电子元件310及第三电子元件330之间设置绝缘层800，可以让导体层220仅露出作为焊垫的区域，保护非焊接的区域，进而避免第一电子元件310及第三电子元件330与导体层220之间非预期的接触。

或者，如图4所示，在步骤S50的后选择性地进行步骤S80，步骤S80为在导体层220的正面222亦涂布防焊材料的隔离层600，同样地，隔离层600上亦具有对应的开口，以露出导体层220作为焊垫的区域，让图1中的第一电子元件310与第三电子元件330经由开口连接导体层，并且同时避免第一电子元件310及第三电子元件330与导体层220之间非预期的接触。

参照图5与图6，其分别为本发明的功率模块封装结构100不同实施例的剖面示意图。图5与图1的差别在于，图5的功率模块封装结构100的连接结构700a可以为直插式的引脚，连接结构700a设置于绝缘基材210的背面214，并在第二开口218处与导体层220连接。图6的与图1的差别在于，图6的连接结构700b为表面粘贴型的引脚，并且连接结构700b的一端是直接焊接在导体层220的正面222，且被封装塑料500所包覆。

参照图7A至图7D，其分别为本发明的功率模块封装结构100另一实施例的电路图、上视示意图、附视示意图以及剖面示意图。首先请参照图7A，功率模块封装结构100中包含有第一电子元件，第二电子元件，第三电子元件，第四电子元件和第五电子元件。在本实施中第一电子元件、第三电子元件与第五电子元件分别为低压MOS管410、430以及电容450，第二电子元件与第四电子元件分别为氮化镓芯片420、440。其中，电容450和氮化镓芯片420至少一个为裸芯片。

由于氮化镓芯片420、440为常通型器件，即在不加栅极电压的情况下，元件的源极和漏极保持开通状态。对常通型器件的驱动比常闭器件更加困难，因此在应用中氮化镓芯片420、440分别串联一个低压MOS管410、430，形成共源共栅(Cascode)电路，以此采用类似常闭器件的驱动方式。如图7A所示，氮化镓芯片420与低压MOS管410形成共源共栅电路，具体而言，氮化镓芯片420的源极S1和栅极G1分别与低压MOS管410的漏极D3和源极S3相连。同理，氮化镓芯片440与低压MOS管430形成共源共栅电路，具体而言，氮化镓芯片440的源极S2和栅极G2分别与低压MOS管430的漏极D4和源极S4相连。参考图7A，氮化镓芯片420的漏极D1连接到Vbus和电容450的一端，低压MOS管410的源极S3与氮化镓芯片440的漏极D2相连，低压MOS管430的源极S4与电容450的另一端相连并连接到接地端GND。

为了提高栅极驱动的安全性，功率模块封装结构中通常要求低压MOS管410、430和氮化镓芯片420、440之间的寄生电感尽可能的小，因此它们之间的距离越近越好。芯片的间距离最近的结构是垂直方向的堆叠，而传统封装结构很难实现在源极焊垫的较小区域上方堆叠另外一个芯片。

本发明的功率模块封装结构100通过单层线路板双面互连电子元件，实现氮化镓芯片420、440与低压MOS管410、430上下垂直堆叠地设置，使它们之间的距离最小。

接着请参照图7B与图7C，低压MOS管410、430以及电容450设置在导体层220的正面222，氮化镓芯片420、440设置在绝缘基材210的背面214并通过绝缘基材210上的开口(如前述的第一开口216)与导体层220电性连接。导体层220借由分隔道225分隔为多个相互隔离的导体区块226a-226g。导体区块226a设置两个连接结构700c和700d以实现与外部电路的连接，两连接结构700c与700d亦对应于图7A中的连接点(F)。导体区块226c设置一个连接结构700e，以连接低压MOS管410对应的外部驱动电路，并通过导体区块226c对应连接图7A中的低压MOS管410的栅极G3。导体区块226e设置一个连接结构700f，以连接低压MOS管430对应的外部驱动电路，并通过导体区块226e对应连接图7A中的低压MOS管430的栅极G4。导体区块226d设置一个连接结构700g，对应连接图7A中的Vbus。导体区块226f设置一个连接结构700h，对应作为图7A中的接地端GND。本实施例中的连接结构700c～700h是以焊球为例进行说明，但本发明不限于此，于其他的实施例中，连接结构700c～700h的形式亦可以为直插式的引脚或是表面粘贴式的引脚。低压MOS管410、430分别设置在氮化镓芯片420、440的源极的正上方，即导体区块226b、226g中。电容450则是设置于导体区块226d以及导体区块226f。低压MOS管410、430以及电容450经由导体层220与氮化镓芯片420、440连接。

具体而言，氮化镓芯片420的漏极D1设置于导体区块226d并通过导体层220与连接结构700g相连，源极S1设置于导体区块226b，栅极G1设置于导体区块226a并通过导体层220与连接结构700c相连。低压MOS管410的漏极D3设置于导体区块226b并通过导体层220与氮化镓芯片420的源极S1相连，栅极G3借由导线连接至导体区块226c并通过导体层220与导体区块226c中的连接结构700e相连以连接至一外部驱动电路，源极S3经由导线连接至导体区块226a并通过导体层220与连接结构700d相连。氮化镓芯片440的漏极D2亦设置于导体区块226a并通过导体层220与连接结构700d相连，栅极G2设置于导体区块226f并通过导体层220与连接结构700h相连，源极S2设置于导体区块226g。低压MOS管430的漏极D3设置于导体区块226g并通过导体层220与氮化镓芯片440的源极S2相连，栅极G4借由导线连接至导体区块226e并通过导体层220与连接结构700f相连以连接至一外部驱动电路，源极S4经由导线连接至导体区块226f并通过导体层220与连接结构700h相连。电容450的两端则是分别设置于导体区块226d及226f并分别通过导体层220与连接结构700g和700h相连，即实现电容450的两端分别与Vbus和接地端GND相连。需要特别指出的是，位于同一导体区块的电子元件的电极或端子及连接结构，通过导体层实现相互之间的电连接。低压MOS管410、430在绝缘基材210上的正投影与对应的氮化镓芯片420、440在绝缘基材210的正投影相重叠，以通过垂直堆叠的方式缩短电流路径以及节省空间配置。

接着，请参照图7D，其为沿图7B的线段A-A的剖面图。从此图中可以清楚地看到，低压MOS管410、430以及电容450与导体层220连接，其可以通过焊等方式固定在导体层220上，并与导体层220电性连接。氮化镓芯片420、440通过绝缘基材210上的开口215与导体层220连接，并且同样可以借由焊锡等方式固定于导体层220上。封装塑料500包覆绝缘基材210的正面以完成封装。连接结构700则是设置于对应的导体区块226且外露于封装塑料500，以连接功率模块封装结构100与外部电路。

除此之外，于本实施例中，导体区块226上可以具有至少一凹陷部分，让本实施例中的至少一电子元件如低压MOS管430放置在导体区块226的凹陷部分，进一步缩小电子元件(如低压MOS与其对应的氮化镓芯片)之间的连接距离，降低功率模块封装结构100的高度。本实施例中对导体层上放置低压MOS的位置进行半蚀刻，以减小导体层的厚度。通过以上方式，可以在需要垂直导电和通流的位置(如氮化镓芯片420的源极S1与低压MOS管410的漏极D3)进行半蚀刻以减小导体层220的厚度，在需要水平导电和通流的位置仍然保留较厚的导体层，从而实现电性能的最优化。

从本实施例可以得知，氮化镓芯片420、440可以与低压MOS管410、430以垂直堆叠的方式进行配置，因此，可以提升功率模块封装结构100的空间利用率以及功率密度，并可以减少电路中的电感以及电阻，降低电路的损耗。进一步地，也可以将低压MOS管410、430的驱动电路集成到功率模块封装结构中，进一步提高功率模块的集成度和功率密度。

需要指出的是，本实施例中的电子元件仅为示意作用，并非用于限制本发明，本技术领域普通技术人员，当可以依照实际的设计需求选用适合的电子元件种类。

参照图8A至图8C，其分别为本发明的功率模块封装结构100又一实施例的上视示意图、附视示意图以及剖面示意图。功率模块封装结构100包含有绝缘基材210、设置于绝缘基材210正面212的导体层220、第一电子元件、第二电子元件、第三电子元件、第四电子元件及第五电子元件。其中，第一电子元件与第三电子元件设置于导体层210的正面212，并固定于导体层220上。第二电子元件、第四电子元件及第五电子元件设置在绝缘基材210的背面214，并且通过绝缘基材210上的开口215与导体层220连接。其中，第一电子元件和第二电子元件至少一者为裸芯片，第一电子元件和第三电子元件至少一者为平面型芯片，进一步地，此裸芯片可为平面型芯片。

于本实施例中，第一电子元件及第三电子元件均为平面型芯片，具体地可为氮化镓芯片。第二电子元件、第四电子元件及第五电子元件分别为电容450以及驱动元件460、470。封装塑料500包覆于绝缘基材210的正面212以完成封装。连接结构700则是连接至对应的导体区块226且外露于封装塑料500，以连接功率模块封装结构100与外部电路。

驱动元件460、470分别用以驱动第一电子元件及第三电子元件，并与第一电子元件及第三电子元件垂直堆叠，即驱动元件460、470分别与第一电子元件及第三电子元件在绝缘基材210上的正投影相重叠。

驱动元件460的两端分别设置于氮化镓芯片420的栅极和源极的正下方，并通过导体层220分别与氮化镓芯片的门极和源极相连。同理驱动元件470的两端分别设置于氮化镓芯片440的栅极和源极的正下方，并通过导电层分别与氮化镓芯片的栅极和源极相连。换言之，驱动元件460、470在绝缘基材210上的正投影与对应的氮化镓芯片420、440的源极S1、S2和栅极G1、G2在绝缘基材210上的正投影相重叠。借由将氮化镓芯片420、440以及驱动元件460、470垂直堆叠设置，可以让功率模块封装结构100具有更高的空间利用率和功率密度，并可以缩短功率器件以及对应的驱动元件之间的距离，以降低电路的电感，进而减少电路的损耗。其中氮化镓芯片420、440的设置方式与图7A至图7D相同，此处不再赘述。

于其他的实施例中，功率模块封装结构100可以整合更多的电子元件，以提供更高的空间利用率和功率密度，在此便不再赘述。

由于功率模块封装结构100本身为发热元件，在较大功率的应用中，常需要配合额外的散热元件以将功率模块封装结构100所产生的热量带走，避免因过热而造成功率模块封装结构中的元件损毁。因此，本发明可进一步整合散热元件于功率模块封装结构中，以缩短散热路径，以下将配合实施例具体说明之。

参照图9A至图9D，其分别为本发明的功率模块封装结构又一实施例于不同阶段的制作流程图。如图9A所示，提供功率模块封装结构100。功率模块封装结构100包含有绝缘基材210、设置于绝缘基材210正面212的导体层220、设置于导体层220正面的电子元件，如氮化镓芯片420、440、以及设置于绝缘基材210背面的电子元件，如低压MOS管410、430、电容450或是其他未绘示的电子元件，如驱动元件。氮化镓芯片420、440固定于导体层220上，低压MOS管410、430以及电容450在绝缘基材210的开口215处与导体层220连接。封装塑料500包覆于绝缘基材210的正面212以完成封装。连接结构700则是连接至导体层220且外露于封装塑料500，以连接功率模块封装结构100与外部电路。须注意的是，本发明中功率模块封装结构100的配置不限于本实施例所提及的方式，本技术领域人员可以依照不同的需求进行调整。

接着，如第9B图所示，利用激光钻孔的方式，在功率模块封装结构100的顶面(与导体层220相同的一侧)进行打孔，以除去氮化镓芯片420、440上方的封装塑料500，而让部分的氮化镓芯片420、440外露于封装塑料500的开孔510。

接着，如图9C所示，在开孔510的位置填入具有高导热性的金属块520，例如铜。金属块520可以通过如电镀或是印刷的方式，填补于封装塑料500的开孔510，并与氮化镓芯片420、440接触，金属块520的表面与封装塑料500的表面基本持平。

最后，如图9D所示，将散热元件900，如散热鳍片组，利用绝缘的导热胶910或是导热绝缘薄膜贴附在功率模块封装结构100的顶面，并且散热元件900接触封装塑料500以及金属块520。导热胶910除了提供导热的功能之外，更可以电性隔离导体层220表面安装的电子元件(如氮化镓芯片420、440)以及散热元件900。

如此一来，功率模块封装结构100，尤其是其中的氮化镓芯片420、440所产生的热量可以经由金属块520以及导热胶910传递至散热元件900，通过散热元件900进行散热。

参照图10A至图10C，其分别为本发明的功率模块封装结构另一实施例于不同阶段的制作流程图。本实施例与图9A至图9D所示实施例的不同之处主要在于图10B所述的步骤。如图10B所示，移除功率模块封装结构100顶面(与导体层220同一侧)的封装塑料500，以露出电子元件。移除封装塑料500的步骤可以通过例如研磨的方式完成。接着，如图10C所示，通过如绝缘的导热胶910或是导热绝缘薄膜将散热元件900固定在电子元件以及剩余的封装塑料500上。导热胶910除了提供导热的功能的外，更可以电性隔离电子元件以及散热元件900，功率模块封装结构100，尤其是其中的电子元件所产生的热量可以经由导热胶910传递至散热元件900，通过散热元件900进行散热。采用上述方式，将功率模块封装结构减薄，使电子元件与散热器之间的散热路径更短，热阻更低。

参照图11A至图11D，其分别为本发明的功率模块封装结构另一实施例于不同阶段的制作流程图。首先，如图11A所示，提供一个功率模块封装结构100。功率模块封装结构100的配置方式如前述实施例所述，此处不再赘述。

接着，如图11B所示，将功率模块封装结构100中电子元件上方的封装塑料500移除，亦即，功率模块封装结构100的顶面上部分的封装塑料500会被移除，以露出电子元件。此部分移除封装塑料500的步骤可以通过如激光蚀刻、喷砂、腐蚀等方式达成。接着，如图11C所示，在移除封装塑料的位置电镀或者印刷导热层530(例如焊锡膏、导电银浆、镀铜等)。最后，如图11D所示，先在导热层530上焊接一块陶瓷基板920，而后再将散热元件900焊接在陶瓷基板920上。如此一来，便可以得到整合有散热元件900的功率模块封装结构100，提升了功率模块封装结构100的散热能力。

综上所述，本发明的功率模块封装结构使用单层线路板，其具有结构和工艺简单，成本低的优点。此外，借由在单层线路板双面贴装元件，利用垂直堆叠的配置使各电子元件排布尽可能的靠近，元件之间形成的电回路最小。如此一来，本发明的功率模块封装结构具有较高的功率密度，降低回路电感，进而减少电路的损耗，优化功率模块的电参数(如分布电感，通流能力，阻抗等)。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以所附的权利要求范围为准。