[发明专利]一种堆叠结构的智能功率模块及其制造方法

说明书

本申请提供了一种堆叠结构的智能功率模块，包括引线框架、第一芯片、第二芯片、第三芯片、连接桥和包封体。第一芯片设置在引线框架上，其包括导电层、设置在导电层下方的非功能层、以及容置在非功能层下部的功能层，其中，非功能层设有导电孔，导电孔用于将导电层和功能层电性连接，并且导电孔用于将导电层与引线框架电性连接；第二芯片和第三芯片均设置在第一芯片的上方，且第二芯片和第三芯片均与第一芯片的导电层电性连接；连接桥与第二芯片和第三芯片以及导电层电性连接；包封体用于封装第一芯片、第二芯片、第三芯片和连接桥以及部分引线框架。本申请降低了智能功率模块的占板面积。

技术领域

本发明涉及半导体芯片封装技术领域，并且更具体地涉及一种堆叠结构的智能功率模块及其制造方法。

背景技术

随着电子技术的发展，功率半导体技术已经成为现代电力电子技术的核心。以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)为代表的智能功率模块在众多工业领域得到越来越广泛的应用。通常，智能功率模块包含多个芯片，例如同时包含IGBT芯片、FRD芯片和驱动IC芯片等，而传统的智能功率模块中，数量众多的芯片均贴合在同一面上，导致智能功率模块的占板面积较大。

而随着各种电子部件的集成度的提高，智能功率模块也在朝着高性能、高可靠性、小型化和低成本发展，因此，占板面积大成为智能功率模块小型化发展的主要障碍。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种堆叠结构的智能功率模块及其制造方法，通过设置具有桥接功能的第一芯片，使得第二芯片和第三芯片能够叠层焊接在第一芯片的上方，从而降低了智能功率模块的占板面积。

第一方面，本申请提供了一种堆叠结构的智能功率模块，该智能功率模块包括：

引线框架；

第一芯片，其设置在所述引线框架上，所述第一芯片包括导电层、设置在所述导电层下方的非功能层、以及容置在所述非功能层下部的功能层，其中，

所述非功能层设有导电孔，所述导电孔用于将所述导电层和所述功能层电性连接，并且所述导电孔用于将所述导电层与所述引线框架电性连接；

第二芯片和第三芯片，所述第二芯片和所述第三芯片均设置在所述第一芯片的上方，且所述第二芯片和所述第三芯片均与所述第一芯片的导电层电性连接；

连接桥，其与所述第二芯片和所述第三芯片以及所述导电层电性连接；

包封体，其用于封装所述第一芯片、所述第二芯片、所述第三芯片和所述连接桥以及部分所述引线框架。

在一种实施方式中，所述导电孔包括从所述非功能层的上表面向下延伸至所述功能层的导电盲孔，和从所述非功能层的上表面向下延伸至所述非功能层的下表面的导电通孔。

在一种实施方式中，所述堆叠结构的智能功率模块还包括设置在所述引线框架下方且容置在所述包封体内部的绝缘散热块。

在一种实施方式中，所述绝缘散热块由陶瓷材料制成。

在一种实施方式中，所述引线框架与所述导电孔之间、所述引线框架与所述功能层之间、所述导电层与所述第二芯片之间、所述导电层与所述第三芯片之间、所述连接桥与所述第二芯片之间以及所述连接桥与所述第三芯片之间均通过焊锡球进行电性连接。

在一种实施方式中，所述连接桥由金属铜制成。

在一种实施方式中，所述包封体由环氧树脂材料注塑成型。

在一种实施方式中，所述第一芯片、所述第二芯片和所述第三芯片分别为驱动IC芯片、IGBT芯片和FRD芯片。

第二方面，本申请提供了一种堆叠结构的智能功率模块的制造方法，其包括以下步骤：