CN106298695A - 封装模组、封装模组堆叠结构及其制作方法 - Google Patents

封装模组、封装模组堆叠结构及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本公开关于一种封装模组，包含功率模组，第一散热元件和封装塑料。功率模组包含基板和设置于基板上的至少一功率半导体元件。第一散热元件设置于功率模组上方。封装塑料包覆功率模组与第一散热元件，其中第一散热元件的一部份外露于封装塑料。所提供的封装模组是直接利用封装塑料接合功率模组与散热元件，省略了导热胶的使用，借以解决过去使用导热胶粘接散热元件时，因导热胶与封装塑料热膨胀系数不匹配所导致的种种问题。

Description

封装模组、封装模组堆叠结构及其制作方法
技术领域
本发明有关于一种封装模组、封装模组堆叠结构及其制作方法。
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、以及良好的使用寿命的目的。以电源变换器为例，其内部包含有功率模组、驱动基板、散热元件(如散热鳍片)及许多周边的电子元件。
然而，这些散热元件多是通过导热胶粘贴在功率模组上，这样的设计除了需要增加一道粘贴的工序之外，更有可能在粘贴散热元件的过程中出现分层、空洞、杂质等缺陷。而导热胶与封装塑料之间可能会因为热膨胀系数不同而出现应力集中的问题。
发明内容
本发明便提供了一种封装模组、封装模组堆叠结构及其制作方法，省略了导热胶的使用，因此可以避免因导热胶与封装塑料之间因为热膨胀系数不匹配所导致的种种问题。
本发明的一实施方式提供了一种封装模组，包含具有一基板以及设置于基板上的至少一功率半导体元件的功率模组、设置于功率模组上方的一第一散热元件、以及一封装塑料。封装塑料包覆功率模组与第一散热元件，其中第一散热元件的一部份外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件为散热器、散热器与散热鳍片组的组合、散热鳍片组、或是具有多个孔洞的散热器。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组更包含设置于功率模组的下方的第二散热元件，其中封装塑料包覆第二散热元件，且第二散热元件的一部份外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，第二散热元件为散热器、散热器与散热鳍片组的组合、散热鳍片组、或是具有多个孔洞的散热器。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组更包含被动元件，设置于第一散热元件的上表面。
于本发明的一或多个实施例中，被动元件为电感、变压器或电容。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组更包含至少一被动元件，设置于第一散热元件的上表面和/或第二散热元件的下表面。
于本发明的一或多个实施例中，第二散热元件的下表面外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件的上表面外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件为散热器，散热器具有凸缘，凸缘嵌合于封装塑料中。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件为散热器，散热器具有至少一凸块，凸块设置于功率半导体元件上方，且嵌合于封装塑料中。
本发明的另一实施方式提供了一种封装模组堆叠结构，包含一第一封装模组、一第二封装模组，以及连接第一封装模组与第二封装模组的一接合层。第一封装模组与第二封装模组每一者均包含一功率模组、一第一散热元件，以及用以包覆功率模组和第一散热元件的一封装塑料，其中功率模组包含一基板，以及设置于基板上的至少一功率半导体元件，第一散热元件的一部分外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，第一封装模组与第二封装模组每一者更包含一第二散热元件，设置于功率模组的下方，其中封装塑料包覆第二散热元件，且第二散热元件的一部分外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件或第二散热元件为散热器、散热器、散热鳍片组、散热器与散热鳍片组的组合，或是具有多个孔洞的散热器。
于本发明的一或多个实施例中，更包含多个引脚，其中第一封装模组的侧壁包含多个第一焊盘，第二封装模组的侧壁包含多个第二焊盘，引脚连接第一焊盘与第二焊盘。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组堆叠结构更包含绝缘材料，包覆于第一封装模组与第二封装模组外围，且引脚部分外露于绝缘材料。
本发明的另一实施方式提供了一种封装模组的制作方法，包含放置功率模组于模具的空腔中；放置第一散热元件于空腔中，且第一散热元件固定于空腔的顶部；以及注入封装塑料于空腔中，以使封装塑料包覆功率模组与第一散热元件。
于本发明的一或多个实施例中，更包含移除模具，且去除第一散热元件的上表面的封装塑料，使得第一散热元件的上表面外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，更包含贴覆保护膜于第一散热元件的上表面。
于本发明的一或多个实施例中，更包含移除模具，且去除保护膜，使得第一散热元件的上表面外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件系通过真空吸附的方式固定于空腔的顶部。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件系通过磁力吸附的方式固定于空腔的顶部。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组的制作方法更包含放置第二散热元件于空腔中，且第二散热元件固定于空腔的底部。
本发明的又一实施方式提供了一种封装模组的制作方法，包含依次设置至少一功率半导体元件于基板上，以形成多个功率模组；放置功率模组于模具的空腔中；放置第一散热元件于空腔中，且第一散热元件固定于空腔的顶部；注入封装塑料于空腔中，以使得封装塑料包覆功率模组与第一散热元件而构成封装体；自模具中取出封装体；以及切割封装体，以得到多个封装模组。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组的制作方法更包含焊接多个引脚至外露于封装模组的侧表面上的多个焊盘。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件系通过真空吸附的方式固定于空腔的顶部。
于本发明的一或多个实施例中，第一散热元件系通过磁力吸附的方式固定于空腔的顶部。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组的制作方法更包含贴覆保护膜于第一散热元件的上表面。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组的制作方法更包含去除保护膜，使得第一散热元件的上表面外露于封装塑料。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组的制作方法更包含开设多个开槽于第一散热元件上，且沿着多个开槽切割封装体。
本发明的再一实施方式提供了一种封装模组堆叠结构的制作方法，包含放置功率模组于模具的空腔中；放置第一散热元件于空腔中，且第一散热元件固定于空腔的顶部；注入封装塑料于空腔中，以使得封装塑料包覆功率模组与第一散热元件，以得到封装模组；以及粘合两个该封装模组，以得到封装模组堆叠结构。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组堆叠结构的制作方法更包含连接多个引脚与外露于封装模组的侧表面的多个焊盘。
于本发明的一或多个实施例中，封装模组堆叠结构的制作方法更包含包覆一绝缘材料于封装模组的侧表面，且引脚部分外露于绝缘材料。
本发明相较于现有技术的有益效果在于，本发明实施例所提供的封装模组是直接利用封装塑料接合功率模组与散热元件，省略了导热胶的使用，借以解决过去使用导热胶粘接散热元件时，因导热胶与封装塑料热膨胀系数不匹配所导致的种种问题。
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，所附图式的详细说明如下：
图1为本发明的封装模组的第一实施例的剖面示意图。
图2A至图2D分别为本发明的封装模组的不同实施例的侧视图。
图3为本发明的封装模组的第二实施例的剖面示意图。
图4为本发明的封装模组的第三实施例的侧视图。
图5为本发明的封装模组的第四实施例的剖面示意图。
图6为本发明的封装模组的第五实施例的剖面示意图。
图7为本发明的一种封装模组的制作方法的第一实施例的流程图。
图8为本发明的一种封装模组的制作方法的第二实施例的流程图。
图9为本发明的一种封装模组的制作方法的第三实施例的流程图。
图10为本发明的封装模组的第六实施例的顶视图。
图11为本发明的一种封装模组的制作方法的第四实施例的流程图。
图12为本发明的封装模组堆叠结构的第一实施例的侧视示意图。
图13为图12的封装模组堆叠结构制作方法一实施例的流程图。
图14为本发明的封装模组堆叠结构的第二实施例的侧视示意图。
符号说明
100：封装模组
101：功率模组
110：基板
112：上表面
114：下表面
116：焊盘
120：功率半导体元件
130：第一散热元件
132：凸块
136：凸缘
138：开槽
140：引脚
150：封装塑料
160：电子元件
170：第二散热元件
180：被动元件
182：侧焊盘
190：封装体
192：绝缘材料
200：封装模组
201：功率模组
210：基板
212：焊盘
220：功率半导体元件
230：第一散热元件
232：保护膜
234：第二散热元件
240：引脚
250：封装塑料
300：模具
301：通道
302：上模具
304：下模具
306：封装塑料注入口
310：空腔
400：封装模组堆叠结构
410：第一封装模组
412：第一散热元件
414：第二散热元件
416：封装塑料
418：第一焊盘
420：第二封装模组
422：第一散热元件
424：第二散热元件
426：封装塑料
428：第二焊盘
430：接合层
440：引脚
450：绝缘材料
460：锡膏
S10～S240；步骤
具体实施方式
以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
为了解决过去使用导热胶粘接散热元件和功率模组所导致的种种问题，本发明提出了一种不使用导热胶粘接散热元件和功率模组的封装模组，凭借封装塑料直接包覆功率模组与散热元件，以解决使用导热胶所导致的种种问题。
参照图1，其为本发明的封装模组的第一实施例的剖面示意图。封装模组100包含有功率模组101、第一散热元件130以及封装塑料150。功率模组101包含有基板110以及设置于基板110上的功率半导体元件120。基板110可以为单层或是多层的印刷电路板，基板110具有相对的上表面112以及下表面114。基板110的上表面112上设置有多个焊盘116。
功率半导体元件120设置在基板110上，功率半导体元件120可以为表面粘贴(SMT)元件，也可以是裸芯片(Bare die)，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET，又称金氧半场效晶体管),二极管(Diode)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、碳硅二极管(SiC diode)、碳硅金氧半场效晶体管(SiC Mosfet)、氮化镓金氧半场效晶体管(GaN Mosfet)等会产生热能的电子元件。第一散热元件130设置在功率半导体元件120上方，并且可以直接接触或是不接触功率半导体元件120的上表面，若是功率半导体元件120的数量为多个，则第一散热元件130可以接触功率半导体元件120的其中一者或是全部。
封装模组100包含多个引脚140。引脚140可以为L形的引脚。引脚140从基板110的侧边向下延伸。引脚140的一端连接于基板110的上表面112上的焊盘116，以实现封装模组100与外部线路的电性连接。封装塑料150则是包覆功率模组101与第一散热元件130，其中第一散热元件130的上表面以及部份的引脚140外露于封装塑料150。于本实施例中，封装塑料150可以包覆功率模组101与第一散热元件130，其中第一散热元件130的一部分以及引脚140的一部分外露于封装塑料150。
第一散热元件130是在封装过程中，直接利用封装塑料150进行固定，因此，可以省略传统的导热胶的使用，借以解决过去使用导热胶所导致的如分层、空洞或是杂质等问题，并且可以有效避免因导热胶与封装塑料150之间的热膨胀系数不匹配所导致的应力问题。
参照图2A至图2D，其分别为本发明的封装模组的不同实施例的侧视图。第一散热元件130可以具有多种不同的形式。第一散热元件130可以为散热器，如图2A所示，其可以为陶瓷板或是金属板；第一散热元件130可以为散热鳍片组，如图2B所示；第一散热元件130可以为具有多个孔洞的散热器，如图2C所示；或者，第一散热元件130可以为散热器与散热鳍片组的组合，如图2D所示，散热器与散热鳍片组之间可以通过焊锡固定。本技术领域人员可以根据不同的设计需求选用适合的散热元件，不以前述实施例所揭露的内容为限。
参照图3，其为本发明的封装模组的第二实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差别在于，本实施例的封装模组100更包含有电子元件160以及第二散热元件170，其中电子元件160为设置在基板110的下表面114或基板110的上表面112，第二散热元件170可以直接接触或是不接触电子元件160的下表面。封装塑料150则是包覆功率模组101、第一散热元件130以及第二散热元件170，而第一散热元件130的上表面、第二散热元件170的下表面以及部份的引脚140则是外露于封装塑料150。于本实施例中，封装塑料150则是包覆功率模组101、第一散热元件130以及第二散热元件170，而第一散热元件130的一部分、第二散热元件170的一部分以及引脚140的一部分外露于封装塑料150。
电子元件160可以为表面粘贴(SMT)元件，例如控制芯片、被动元件、磁性元件等。同样地，若是电子元件160的数量为多个，则第二散热元件170可以接触此些电子元件160的其中一者或是全部。第一散热元件130与第二散热元件170的类型可以为散热器、散热鳍片组、具有多个孔洞的散热器或散热器与散热鳍片组的组合。
本实施例中的第二散热元件170同样是凭借封装塑料150固定于封装模组100中，省略了传统导热胶的使用，借以解决前述使用导热胶进行固定所导致的种种问题。
参照图4，其为本发明的封装模组的第三实施例的侧视图。本实施例与第二实施例的差别在于封装模组100更包含有被动元件180。被动元件180可以为已封装完成的电子元件，例如为电感、电容或是变压器等。被动元件180可以通过焊锡或是粘胶设置在第一散热元件130的上表面或是第二散热元件170的下表面或是第一散热元件130的上表面和第二散热元件170的下表面。被动元件180包含有外露的侧焊盘182，部分的引脚140则是连接于侧焊盘182，以让被动元件180与外部电路进行电性连接。于实施例中，将被动元件180的引脚140引出，用以与外部电路进行电性连接。
参照图5，其为本发明的封装模组的第四实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差别在于，本实施例中的第一散热元件130为散热器，第一散热元件130包含有凸块132，凸块132设置在功率半导体元件120的上方，并与封装塑料150嵌合。换言之，当功率半导体元件120的数量为多个的时候，此些功率半导体元件120可能会分别具有不同的厚度，凭借将功率半导体元件120设置在凸块132下方，可以让第一散热元件130与功率半导体元件120之间的距离缩短，以提升第一散热元件130的散热能力。于本实施例中，凸块132应该尽量接近功率半导体元件120，也可以直接接触功率半导体元件120。
参照图6，其为本发明的封装模组的第五实施例的剖面示意图。本实施例与第四实施例的差别在于，本实施例中的第一散热元件130更包含有凸缘136，凸缘136位于第一散热元件130的外缘，并且具有较薄的厚度。当封装塑料150包覆于基板110与功率半导体元件120时，凸缘136会嵌合于封装塑料150中而不会外露于封装塑料150。第一散热元件130可以通过凸缘136的设计加强其与封装塑料150之间的结合强度，以避免第一散热元件130在受到外力作用时与封装塑料150分离。
须注意的是，虽然图4至图6是以第一散热元件130进行说明，本技术领域人员可以根据不同的设计需求将这些设计应用在如图3所述的第二散热元件170中，不应以此为限。综上所述，封装模组100利用封装塑料150固定第一散热元件130和第二散热元件170于功率模组101上下两侧，如此一来可以省略导热胶的使用，避免过去制程中使用导热胶所导致的种种问题。以下将配合实施例说明封装模组100的制作方法。
参照图7，其为本发明的一种封装模组的制作方法的第一实施例的流程图。步骤S10为将功率模组201放置在模具300的空腔310中。模具300包含有上模具302以及下模具304，上模具302以及下模具304之间定义出空腔310。功率模组201包含有基板210，以及设置在基板210上的至少一功率半导体元件220，功率半导体元件220可以设置在基板210的上表面。基板210上设置有多个焊盘212，焊盘212设置也设置在基板210的上表面。多个引脚240分别连接于焊盘212，并且在此步骤中，引脚240未被弯折，并且引脚240被夹在上模具302与下模具304之间，借以定位基板210。
步骤S10中更包含有放置第一散热元件230于空腔310之中，并且第一散热元件230为固定在空腔310的顶部，并且位于功率模组201的上方。当上模具302与下模具304组合之后，第一散热元件230可以接触或是不接触功率半导体元件220。
本实施例中，第一散热元件230为通过真空吸附的方式固定在空腔310的顶部。具体而言，上模具302具有多个通道301，设置在上模具302的顶端。通道301连通至空腔310，通道301更连接于负压源，以让第一散热元件230凭借负压源提供的吸力固定在上模具302的顶部。
接着，步骤S20为将上模具302与下模具304合模，并注入封装塑料250于空腔310之中，以通过封装塑料250包覆功率模组201以及第一散热元件230，更具体地说，上模具302及/或下模具304具有封装塑料注入口306，封装塑料250经由封装塑料注入口306进入空腔310，并填满空腔310以及第一散热元件230与功率模组201之间的空隙。封装塑料250连接第一散热元件230与功率模组201，让功率模组201与第一散热元件230通过封装塑料250结合在一起。
最后，步骤S30为等待封装塑料250固化后，将封装完成的封装模组200自模具中取出，并且除去多余的溢胶之后，便可以弯折引脚240。此步骤中可包含移除第一散热元件230的上表面的封装塑料250，使得第一散热元件230的上表面外露于封装塑料250。
参照图8，其为本发明的一种封装模组的制作方法的第二实施例的流程图。本实施例与第一实施例的差别在于步骤S10是利用磁力吸附的方式，将第一散热元件230固定在空腔310的顶部。
本实施例中的第一散热元件230的材料为具有高导热性的金属，并且可被磁力吸附。模具300中更包含有电磁铁320及/或永久磁铁330，电磁铁320及/或永久磁铁330设置在通道301中，以利用磁力吸附第一散热元件230，将第一散热元件230固定在空腔310的顶部，避免其在封装塑料注入时移位。
参照图9，其为本发明的一种封装模组的制作方法的第三实施例的流程图。步骤S10中包含将第一散热元件230、功率模组201以及第二散热元件234置入模具300的空腔310中。第一散热元件230固定于模具300的顶部，第二散热元件234固定于模具300的底部，包含基板210以及功率半导体元件220的功率模组201则是固定在上模具302与下模具304之间。
本实施例中，第一散热元件230的上表面以及第二散热元件234的下表面分别贴覆有保护膜232，以避免在封装塑料注入的过程中，封装塑料溢出至第一散热元件230的上表面或者第二散热元件234的下表面，并且提供一个较为平整的吸附表面以利于将第一散热元件230与第二散热元件234固定在空腔310的顶部与底部。另外，为了避免封装塑料溢出至第一散热元件230或是第二散热元件234的鳍片之间或是孔洞里面，可以在第一散热元件230或者第二散热元件234的侧壁另外增加一层保护膜。引脚240与基板210上表面的焊盘212连接，引脚240未被弯折而被夹在上模具302与下模具304之间，以固定基板210。第一散热元件230与第二散热元件234可以利用真空吸附或是磁力吸附的方式固定在空腔310的顶部与底部。
接着，步骤S20为将上模具302与下模具304合模，封装塑料250经由封装塑料注入口306进入空腔310，并填满空腔310以及第一散热元件230、第二散热元件234与功率模组201之间的空隙。让封装塑料250结合第一散热元件230、第二散热元件234与功率模组201。
最后，步骤S30为将封装完成的功率模组自模具中取出，并且除去其第一散热元件上230表面和第二散热元件234下表面的保护膜以及多余的溢胶之后，便可以弯折引脚240，得到封装模组200，该封装模组的第一散热元件230的上表面和第二散热元件234的下表面外露于封装塑料250。
凭借前述的制作方法，可以让第一散热元件230、第二散热元件234与功率模组201一体成形地制作完成，并直接通过封装塑料250结合第一散热元件230、第二散热元件234与功率模组201，可以省略过去使用导热胶粘接第一散热元件230与第二散热元件234的额外工序，并且可以解决导热胶与封装塑料250之间因热膨胀系数不匹配所导致的种种问题。
参照图10，其为本发明的封装模组的第六实施例的顶视图。为了提升封装模组100的制作效率，也可以在制作时直接制作多个相连的封装模组100而后再将其切割，例如在基板上设置多组电子元件(即多组功率半导体元件与多组电子元件)待封装完成后再将其切割。而由于金属材质的第一散热元件130(或第二散热元件170)具有较高的硬度，在切割的过程中会花费较多的时间。因此，第一散热元件130(与第二散热元件170)上开设有开槽138，并与切割道重叠。开槽138可以利用冲压或是模具制作的方式预先制作在第一散热元件130(或是第二散热元件170)上。当在切割封装模组100时，刀具会通过开槽138，减少刀具与金属材质的第一散热元件130(或是第二散热元件170)之间的接触面积，借以提升切割效率以及降低刀具损耗的成本。
参照图11，其为本发明的一种封装模组的制作方法的第四实施例的流程图。步骤S100为依次设置多组功率半导体元件120、电子元件160在基板110上，以形成多个功率模组101。功率半导体元件120与电子元件160分别设置在基板110的上表面112以及下表面114，或者功率半导体元件120与电子元件160均设置在基板110的上表面112。功率半导体元件120与电子元件160可以通过如回流焊的方式固定在基板110上。成组的功率半导体元件120与电子元件160之间保持有间隔，基板110上的焊盘116则是设置在间隔的位置，成组的焊盘116之间预留有切割道的位置。
接着，步骤S110为将功率模组101以及第一散热元件130与第二散热元件170放置在模具300中。模具300包含有上模具302、下模具304以及由上模具302与下模具304所定义的空腔310。基板110被夹在上模具302与下模具304之间，第一散热元件130与第二散热元件170分别凭借真空吸附或是磁力吸附的方式固定在空腔310的顶部以及底部。
接着，步骤S120为将封装塑料150注入空腔310中，以让封装塑料150填补空腔310以及第一散热元件130与功率模组101之间的空隙，以及填补第二散热元件170与功率模组101之间的空隙。封装塑料150包覆功率模组101与第一散热元件130以及第二散热元件170。待封装塑料150固化之后，便可以得到封装体190。
接着，步骤S130为将封装体190从模具中取出，撕去第一散热元件130与第二散热元件170表面的保护膜，并且切割封装体190。如图10所示，第一散热元件130与第二散热元件170上预先开设有开槽138，当在切割封装体190时，切割道会通过开槽138，以提升切割的效率并降低刀具损耗。封装体190切割完成之后，便可以得到多个封装模组100。此时焊盘116会外露于封装模组100的侧表面。
最后，步骤S140为封装模组100分开，接着将引脚140通过焊锡固定在外露于封装模组100的侧表面上的焊盘116上。而为了保护引脚140，封装模组100上可以更设置有绝缘材料192。绝缘材料192包覆于引脚140与焊盘116连接的位置，而部分的引脚140仍外露于绝缘材料192，以供封装模组100与外部电路进行连接。
前述的实施例中揭露的封装模组100的变化以及其制作方法。于实务上，为了达到更佳的空间配置，常会将多个封装模组100堆叠使用，以下将配合实施例具体说明如下。
参照图12，其为本发明的封装模组堆叠结构的第一实施例的侧视示意图。封装模组堆叠结构400包含有第一封装模组410、第二封装模组420以及连接第一封装模组410以及第二封装模组420的接合层430。本实施例中第一封装模组410与第二封装模组420可以参照图11的步骤S130中所揭露的封装模组，第一封装模组410以及第二封装模组420分别包含有基板、分别设置在基板的相对两表面的功率半导体元件与电子元件、分别设置在功率半导体元件与电子元件相对两侧的第一散热元件412、422与第二散热元件414、424、以及用以包覆基板与其上的元件的封装塑料416、426。第一散热元件412、422的上表面以及第二散热元件414、424的下表面则是外露于封装塑料416、426。第一封装模组410与第二封装模组420可以为实质上相同或是不相同的结构。
第一封装模组410的侧壁包含多个第一焊盘418，第二封装模组420的侧壁包含多个第二焊盘428。第一焊盘418与第二焊盘428分别外露于第一封装模组410与第二封装模组420的侧表面。封装模组堆叠结构400包含有多个引脚440，引脚440分别连接于对应的第一焊盘418及/或第二焊盘428。如本实施例所示，至少部分的引脚440会同时连接于第一焊盘418以及第二焊盘428。
封装模组堆叠结构400更包含有绝缘材料450，绝缘材料450包覆于第一封装模组410与第二封装模组420外围，引脚440则是部份外露于绝缘材料450。绝缘材料450可用以保护第一焊盘418及第二焊盘428与引脚440连接处，并且避免引脚440意外短路的现象发生。
参照图13，其为图12的封装模组堆叠结构制作方法一实施例的流程图。步骤S200为提供多个切割完成的封装模组410(420)，封装模组410(420)的制作方法可以参考图11的步骤S100至步骤S130。
步骤S210为利用治具将多个封装模组410(420)堆叠。此时，位于上层的封装模组可以视为第一封装模组410，位于下层的封装模组可以视为第二封装模组420。第一封装模组410与第二封装模组420之间利用如锡膏等材料作为接合层430连接。更具体地说，接合层430是粘接第一封装模组410的第二散热元件414以及第二封装模组420的第一散热元件422。而第一焊盘418与第二焊盘428则是分别外露于封装塑料416、426的侧表面。
步骤S220为将锡膏460设置在外露的焊盘上。锡膏460可以凭借印刷、点胶或是电镀的方式，设置在焊盘上。
步骤S230为将引脚440贴装在第一封装模组410与第二封装模组420的侧表面，并且引脚440分别与对应的焊盘连接。接着，再将治具与其中的第一封装模组410、第二封装模组420以及引脚440送入回焊炉中，让第一封装模组410、第二封装模组420与引脚440彼此之间紧密接合。
最后，步骤S240为连接完成的封装模组堆叠结构400从治具中取出，而后再将绝缘材料450通过点胶或是涂布的方式，包覆于第一封装模组410及第二封装模组420的侧表面，以保护引脚440与焊盘之间的连接。引脚440则是会部分外露于绝缘材料450，以让封装模组堆叠结构400可以通过引脚440与外部电路连接。
参照图14，其为本发明的封装模组堆叠结构的第二实施例的侧视示意图。本实施例中的第一封装模组410与第二封装模组420是利用图11的方法所制作而成，也即第一封装模组410与第二封装模组420的焊盘是设置在基板的上表面，引脚440则是在注入封装塑料416、426之前便焊接在焊盘上，待封装塑料416、426固化后便可以得到第一封装模组410以及第二封装模组420。而后再利用焊锡将第一封装模组410与第二封装模组420接合，最后再弯折引脚440。因此，不同于前一实施例，本实施例中的引脚440仅连接至对应的第一封装模组410或是第二封装模组420，而不会同时连接两者。
本发明所提供的封装模组是直接利用封装塑料接合基板与散热元件，省略了导热胶的使用，借以解决过去使用导热胶粘接散热元件时，因导热胶与封装塑料热膨胀系数不匹配所导致的种种问题。
虽然本发明已以典型实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，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视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (34)

1.一种封装模组，其特征在于，包含：
一功率模组，包含：
一基板；以及
至少一功率半导体元件，设置于该基板上；
一第一散热元件，设置于该功率模组上方；以及
一封装塑料，包覆该功率模组与该第一散热元件，其中该第一散热元件的一部分外露于该封装塑料。
2.如权利要求1所述的封装模组，其特征在于，该第一散热元件为散热器、散热器与散热鳍片组的组合、散热鳍片组、或是具有多个孔洞的散热器。
3.如权利要求1所述的封装模组，其特征在于，更包含：
一第二散热元件，设置于该功率模组的下方，其中该封装塑料包覆该第二散热元件，且该第二散热元件的一部分外露于该封装塑料。
4.如权利要求3所述的封装模组，其特征在于，该第二散热元件为散热器、散热器与散热鳍片组的组合、散热鳍片组，或是具有多个孔洞的散热器。
5.如权利要求2所述的封装模组，其特征在于，更包含被动元件，设置于该第一散热元件的上表面。
6.如权利要求5所述的封装模组，其特征在于，该被动元件为电感、变压器或电容。
7.如权利要求3所述的封装模组，其特征在于，更包含至少一被动元件，设置于该第一散热元件的上表面和/或该第二散热元件的下表面。
8.如权利要求3所述的封装模组，其特征在于，该第二散热元件的下表面外露于该封装塑料。
9.如权利要求1所述的封装模组，其特征在于，该第一散热元件的上表面外露于该封装塑料。
10.如权利要求1所述的封装模组，其特征在于，该第一散热元件为散热器，该散热器具有凸缘，该凸缘嵌合于该封装塑料中。
11.如权利要求1所述的封装模组，其特征在于，该第一散热元件为散热器，该散热器具有至少一凸块，该凸块设置于该功率半导体元件上方，且嵌合于该封装塑料中。
12.一种封装模组堆叠结构，其特征在于，包含一第一封装模组、一第二封装模组，以及连接该第一封装模组与该第二封装模组的一接合层，其中该第一封装模组与该第二封装模组每一者均包含一功率模组、一第一散热元件、以及用以包覆该功率模组和该第一散热元件的一封装塑料，其中该功率模组包含一基板，以及设置于该基板上的至少一功率半导体元件，该第一散热元件的一部分外露于该封装塑料。
13.如权利要求12所述的封装模组堆叠结构，其特征在于，该第一封装模组与该第二封装模组每一者更包含：
一第二散热元件，设置于该功率模组的下方，其中该封装塑料包覆该第二散热元件，且该第二散热元件的一部分外露于该封装塑料。
14.如权利要求13所述的封装模组堆叠结构，其特征在于，该第二散热元件为散热器、散热器与散热鳍片组的组合、散热鳍片组，或是具有多个孔洞的散热器。
15.如权利要求12所述的封装模组堆叠结构，其特征在于，该第一散热元件为散热器、散热器与散热鳍片组的组合、散热鳍片组，或是具有多个孔洞的散热器。
16.如权利要求12所述的封装模组堆叠结构，其特征在于，更包含多个引脚，其中该第一封装模组的侧壁包含多个第一焊盘，该第二封装模组的侧壁包含多个第二焊盘，该些引脚连接该些第一焊盘与该些第二焊盘。
17.如权利要求16所述的封装模组堆叠结构，其特征在于，更包含绝缘材料，包覆于该第一封装模组与该第二封装模组外围，且该些引脚部分外露于该绝缘材料。
18.一种封装模组的制作方法，其特征在于，包含：
放置功率模组于模具的空腔中；
放置第一散热元件于该空腔中，且该第一散热元件固定于该空腔的顶部；以及
注入封装塑料于该空腔中，以使该封装塑料包覆该功率模组和该第一散热元件。
19.如权利要求18所述的封装模组的制作方法，其特征在于，更包含移除该模具，且去除该第一散热元件的上表面的该封装塑料，使得该第一散热元件的上表面外露于该封装塑料。
20.如权利要求18所述的封装模组的制作方法，其特征在于，更包含贴覆保护膜于该第一散热元件的上表面。
21.如权利要求20所述的封装模组的制作方法，其特征在于，更包含移除该模具，且去除该保护膜，使得该第一散热元件的上表面外露于该封装塑料。
22.如权利要求18所述的封装模组的制作方法，其特征在于，该第一散热元件系通过真空吸附的方式固定于该空腔的顶部。
23.如权利要求18所述的封装模组的制作方法，其特征在于，该第一散热元件系通过磁力吸附的方式固定于该空腔的顶部。
24.如权利要求18所述的封装模组的制作方法，其特征在于，更包含放置第二散热元件于该空腔中，且该第二散热元件固定于该空腔的底部。
25.一种封装模组的制作方法，其特征在于，包含：
依次设置至少一功率半导体元件于基板上，以形成多个功率模组；
放置该些功率模组于模具的空腔中；
放置第一散热元件于该空腔中，且该第一散热元件固定于该空腔的顶部；
注入封装塑料于该空腔中，以使得该封装塑料包覆该些功率模组与该第一散热元件而构成封装体；
自该模具中取出该封装体；以及
切割该封装体，以得到多个封装模组。
26.如权利要求25所述的封装模组的制作方法，其特征在于，更包含：
焊接多个引脚至外露于该些封装模组的侧表面上的多个焊盘。
27.如权利要求25所述的封装模组的制作方法，其特征在于，该第一散热元件系通过真空吸附的方式固定于该空腔的顶部。
28.如权利要求25所述的封装模组的制作方法，其特征在于，该第一散热元件系通过磁力吸附的方式固定于该空腔的顶部。
29.如权利要求25所述的封装模组的制作方法，其特征在于，更包含贴覆保护膜于该第一散热元件的上表面。
30.如权利要求29所述的封装模组的制作方法，其特征在于，更包含去除该保护膜，使得该第一散热元件的上表面外露于该封装塑料。
31.如权利要求25所述的封装模组的制作方法，其特征在于，更包含开设多个开槽于该第一散热元件上，且沿着该些开槽切割该封装体。
32.一种封装模组堆叠结构的制作方法，其特征在于，包含：
放置功率模组于模具的空腔中；
放置第一散热元件于该空腔中，且该第一散热元件固定于该空腔的顶部；
注入封装塑料于该空腔中，以使得该封装塑料包覆该功率模组与该第一散热元件，以得到封装模组；以及
粘合两个该封装模组，以得到封装模组堆叠结构。
33.如权利要求32所述的封装模组堆叠结构的制作方法，其特征在于，更包含：
连接多个引脚与外露于该些封装模组的侧表面的多个焊盘。
34.如权利要求32所述的封装模组堆叠结构的制作方法，其特征在于，更包含：
包覆绝缘材料于该些封装模组的侧表面，且该些引脚部分外露于该绝缘材料。
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