一种磁感式电压隔离IC封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁感式电压隔离IC封装结构及其制备方法，包括塑封料、引线框架和IC芯片；引线框架和IC芯片设置在塑封料中，引线框架包括高压侧和低压侧，高压侧和低压侧间隔设置，IC芯片设置在高压侧中心位置上，IC芯片和高压侧之间设置有隔离耐压层，隔离耐压层的材料采用陶瓷片或PI膜，低压侧与IC芯片的PAD通过焊线连接。能够同时兼顾检测灵敏性能和产品的隔离耐压性能，保证产品质量和可靠性。保证产品质量和可靠性。保证产品质量和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种磁感式电压隔离IC封装结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体器件封装领域，涉及一种磁感式电压隔离IC封装结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]在工业控制系统中，被控量往往是大电流或高电压，而控制器则是通过小信号给出控制指令；检测装置检测到大电流或高电压的实际值，输出相应的小信号给比较器，通过与给定量的比较，控制器计算出被控量实际值与目标值的差异，并给执行器指令，执行器通过控制量控制被控对象使被控量向目标值趋近；检测装置是控制系统的反馈装置，在控制系统中起着实时检测被控量是否在目标控制范围的作用。
[0003]随着半导体集成电路的发展，检测装置也向集成化发展，霍尔集成传感器IC则应用而生，因IC芯片本身特性无法实现高耐压，则需要IC封装配合实现产品功能需求。如前面所述，检测装置一方面需要实时准确检测被控量，所以需要有良好的灵敏性能；另一方面要实现检测大电流输出小信号，就需要防止大电流与小信号之间被击穿，所以需要产品有足够的隔离耐压性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种磁感式电压隔离IC封装结构及其制备方法，能够同时兼顾检测灵敏性能和产品的隔离耐压性能，保证产品质量和可靠性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种磁感式电压隔离IC封装结构，包括塑封料、引线框架和IC芯片；
[0007]引线框架和IC芯片设置在塑封料中，引线框架包括高压侧和低压侧，高压侧和低压侧间隔设置，IC芯片设置在高压侧中心位置上，IC芯片和高压侧之间设置有隔离耐压层，隔离耐压层的材料采用陶瓷片或PI膜，低压侧与IC芯片的PAD通过焊线连接。
[0008]优选的，IC芯片与高压侧的间距L2关系式为：
[0009]V/V2＜L2＜k/S；
[0010]V为产品的耐压需求值；V2为陶瓷片或PI膜的耐压能力；k为灵敏度与距离关系系数；S为最小的灵敏度需求值。
[0011]优选的，IC芯片上设置有霍尔源，高压侧中心位置远离低压侧的一侧设置有凹槽，霍尔源与凹槽靠近低压侧的一端位置对应。
[0012]优选的，隔离耐压层长宽尺寸大于等于IC芯片尺寸。
[0013]优选的，IC芯片、陶瓷片或PI膜和高压侧之间均采用绝缘胶或胶膜粘接。
[0014]优选的，高压侧和低压侧的最小间距L1为：
[0015]L1＝V/V1；
[0016]V为产品的耐压需求值，V1为塑封料的耐压能力。
[0017]优选的，高压侧和低压侧均包括多个引脚，高压侧多个引脚之间相互连通，低压侧多个引脚之间间隔设置。
[0018]进一步，高压侧和低压侧引脚数量相同。
[0019]进一步，高压侧引脚数量为偶数。
[0020]一种基于上述任意一项所述磁感式电压隔离IC封装结构的制备方法，包括以下过程；
[0021]放置引线框架的高压侧和低压侧；将陶瓷片或PI膜粘到高压侧中心位置上；再将IC芯片粘到陶瓷片或PI膜上；使用焊线连接IC芯片对应PAD和低压侧对应引脚；使用塑封料把焊线完成后的产品封装起来。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术通过在IC芯片和高压侧之间设置有陶瓷片或PI膜作为隔离耐压层，通过材料的特性，能够保证产品的隔离耐压性能的同时，不影响检测灵敏性能，同时兼顾检测灵敏性能和产品的隔离耐压性能，保证产品质量和可靠性。
[0024]进一步，电流通过时在凹槽处产生的相应大小的聚集磁场，IC芯片上霍尔源感应磁场，转换为对应的电压并经IC芯片放大滤波后由低压侧输出对应的信号，提高了磁感性能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的封装结构剖面示意图；
[0026]图2为本专利技术的封装结构平面示意图；
[0027]图3为本专利技术的引线框架结构平面图。
[0028]其中：1
‑
塑封料；2
‑
IC芯片；3
‑
高压侧；4
‑
低压侧；5
‑
隔离耐压层；6
‑
PAD；7
‑
霍尔源；8
‑
凹槽；9
‑
绝缘胶层。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0030]如图1所示，为本专利技术所述的磁感式电压隔离IC封装结构，包括塑封料1、引线框架和IC芯片2。
[0031]如图2所示，引线框架包括高压侧3和低压侧4，高压侧3和低压侧4间隔设置，IC芯片2设置在高压侧3中心位置上，IC芯片2和高压侧3之间设置有隔离耐压层5，隔离耐压层5的材料采用陶瓷片或PI膜，低压侧4与IC芯片2的PAD6通过焊线连接。
[0032]如图3所示，高压侧3和低压侧4均包括多个引脚，高压侧3多个引脚之间相互连通，低压侧4多个引脚之间间隔设置，高压侧3和低压侧4引脚数量相同，高压侧3引脚数量为偶数。本实施例中，高压侧3和低压侧4分别为8个引脚，高压侧3为引脚1
‑
8，低压侧4为引脚9
‑
16。
[0033]被测量大电流从引线框架1
‑
4脚流入(或流出)，从引线框架5
‑
8脚流出(或流入)，通过中间环节IC芯片2检测并将信号转化后由9
‑
16脚输出检测后的信号；此处引脚个数具体根据产品需求设计，不限16个脚；1
‑
8脚与9
‑
16脚之间须满足隔离耐压要求，结构分两边布局设计，间距根据耐压值需求计算，塑封产品中间部分有塑封料1填充，具体计算公式如
下：
[0034]L1＝V/V1；
[0035]L1为高压侧3和低压侧4的最小间距，V为产品的耐压需求值，V1为塑封料1的耐压能力。
[0036]IC芯片2上设置有霍尔源7，高压侧3中心位置远离低压侧4的一侧设置有U型的凹槽8，凹槽8位于高压侧3的1
‑
4脚与5
‑
8脚之间，霍尔源7与凹槽8靠近低压侧4的一端位置对应。电流通过时在凹槽8处产生的相应大小的聚集磁场，IC芯片2上霍尔源7感应磁场，转换为对应的电压并经IC芯片2放大滤波后由低压侧4输出对应的信号，提高了磁感性能。
[0037]为满足产品耐压需求，检测的关键装置(IC芯片2)与低压输出端通过焊线(包括金线、铜线及合金线等)连接，实现信息传递；IC芯片2被测高压侧3则通过磁传感实现信息传递，因此IC芯片2与高压测有隔离耐压和高灵敏度的两方面要求；需求高耐压就需要增加IC芯片2与高压测的距离，而提高灵敏度就需求减小IC与高压侧3的距离；所以为了满足一定值的耐压需求和灵敏度需求，需要使用耐压性能尽可能好的材料，因此本实施中，隔离耐压层5的材料采用陶瓷片或PI膜，在满足耐压需求的前提下尽可能减小IC与高压侧3的距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁感式电压隔离IC封装结构，其特征在于，包括塑封料(1)、引线框架和IC芯片(2)；引线框架和IC芯片(2)设置在塑封料(1)中，引线框架包括高压侧(3)和低压侧(4)，高压侧(3)和低压侧(4)间隔设置，IC芯片(2)设置在高压侧(3)中心位置上，IC芯片(2)和高压侧(3)之间设置有隔离耐压层(5)，隔离耐压层(5)的材料采用陶瓷片或PI膜，低压侧(4)与IC芯片(2)的PAD(6)通过焊线连接。2.根据权利要求1所述的磁感式电压隔离IC封装结构，其特征在于，IC芯片(2)与高压侧(3)的最小间距L2关系式为：V/V2＜L2＜k/S；V为产品的耐压需求值；V2为陶瓷片或PI膜的耐压能力；k为灵敏度与距离关系系数；S为最小的灵敏度需求值。3.根据权利要求1所述的磁感式电压隔离IC封装结构，其特征在于，IC芯片(2)上设置有霍尔源(7)，高压侧(3)中心位置远离低压侧(4)的一侧设置有凹槽(8)，霍尔源(7)与凹槽(8)靠近低压侧(4)的一端位置对应。4.根据权利要求1所述的磁感式电压隔离IC封装结构，其特征在于，隔离耐压层(5)长宽尺寸大于等于IC芯片(2)尺寸。5.根据权利要求1所述的磁感式电压隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈少碧，崔卫兵，李科，杨千栋，王金龙，刘耀星，王少辉，张易勒，
申请(专利权)人：天水华天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：