[发明专利]一种功率器件封装结构及其制备方法

权利要求书

1.一种功率器件封装结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)提供一金属基底，在所述金属基底的下表面的四周边缘形成第一环形凹孔；

2)在所述金属基底的上表面粘结一导热硅胶层；

3)在所述导热硅胶层上沉积绝缘材料以形成一绝缘层；

4)在所述绝缘层上形成电路布线层；

5)去除所述金属基底上的部分所述绝缘层和所述导热硅胶层，形成第二环形凹孔，所述第二环形凹孔暴露所述金属基底的上表面，将一隔热型塑料框嵌入到所述第二环形凹孔中，将所述电路布线层分成第一区和第二区，其中，所述隔热型塑料框以内的区域为所述第一区，所述隔热型塑料框以外的区域为所述第二区；

6)在所述电路布线层的所述第一区域中装配驱动元件以及相应的第一引脚，在所述电路布线层的所述第二区域中装配功率元件以及相应的第二引脚；

7)在所述隔热型塑料框内注入一定量的第一隔热型树脂材料，以形成第一隔热密封胶层，所述第一隔热密封胶层完全覆盖所述驱动元件，所述第一隔热密封胶层覆盖部分的所述第一引脚，所述第一隔热密封胶层的上表面与所述隔热型塑料框的顶面齐平；

8)将装配有驱动元件、功率元件和引脚的所述金属基底置于第一模具中，所述金属基底的下表面和侧表面均与所述第一模具紧密贴合，注入一定量的第一导热型树脂材料，以形成第一导热密封胶层，所述第一导热密封胶层完全覆盖所述功率元件和所述金属基底的上表面，且所述第一导热密封胶层覆盖部分的所述第一引脚和所述第二引脚，所述第一导热密封胶层的上表面与所述隔热型塑料框的顶面齐平，然后从所述第一模具中取出；

9)去除部分的所述金属基底，暴露部分的所述隔热型塑料框的底面以及所述导热硅胶层，以在所述第一区的下方形成第一盲孔，然后将注入一定量的第二隔热型树脂材料，以形成第二隔热密封胶层，所述第二隔热密封胶层的底面与所述金属基底的下表面齐平；

10)去除部分的所述第一导热密封胶层，以在所述功率元件的上方形成第二盲孔，然后将散热块紧密嵌入到所述第二盲孔中，使得所述散热块的底面与所述功率元件的顶表面之间的导热密封胶层的厚度为100-200微米，所述散热块的上端裸露于所述第一导热密封胶层；

11)接着置于第二模具中，所述散热块的上表面与所述第二模具紧密贴合，注入一定量的第二导热型树脂材料，以形成第二导热密封胶层，所述第二导热密封胶层充满所述第一环形凹孔，且所述第二导热密封胶层完全覆盖所述金属基底的下表面及侧表面、所述第二隔热密封胶层的底面、所述第一导热密封胶层的上表面及侧表面、所述第一隔热密封胶层的上表面和所述散热块的侧表面。

2.根据权利要求1所述的功率器件封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤1)中，所述金属基板的材质为铝、铜和不锈钢中的一种，通过湿法刻蚀或干法刻蚀形成所述第一环形凹孔，所述第一环形凹孔的深度为0.5-1毫米。

3.根据权利要求1所述的功率器件封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤3)中，通过PECVD法沉积氮化硅、氮化硼或碳化硅以形成所述绝缘层，或者通过ALD法沉积氧化铝以形成所述绝缘层，所述绝缘层的厚度为80-150微米。

4.根据权利要求1所述的功率器件封装结构的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中在所述绝缘层上形成电路布线层的具体步骤为：在所述绝缘层上粘结铜箔，并通过刻蚀工艺去除部分的铜箔，以形成所述电路布线层。

5.根据权利要求1所述的功率器件封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤5)中，所述隔热型塑料框的材质按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂20-40份，PET树脂30-40份，聚碳酸酯15-25份，PMMA树脂5-10份，玻璃纤维5-10份，硅酸铝粉末4-8份，膨胀珍珠岩粉末3-6份，硅酸镁粉末3-5份；所述隔热型塑料框的第一侧边上设置有供金属线穿过的第一凹孔，所述隔热型塑料框中与所述第一侧边相对的第二侧边上设置有供所述第一引脚穿过的第二凹孔。

6.根据权利要求1所述的功率器件封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤7)中，所述第一隔热型树脂材料包括环氧树脂AB胶以及硅酸铝粉末。