一种功率半导体的封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种功率半导体的封装结构，包括：散热绝缘基板，散热绝缘基板具备平整焊接芯片区域；芯片单元，一个或多个芯片单元设于平整焊接芯片区域内，芯片单元的一表面与散热绝缘基板相连接；金属箔，芯片单元的另一表面与金属箔相连接；框架引脚输入部，框架引脚输入部与散热绝缘基板相连接；框架引脚输出部，框架引脚输出部通过第一金属键合引线与金属箔相连接；框架引脚信号部，框架引脚信号部通过第二金属键合引线与金属箔相连接。本实用新型专利技术的通过金属箔的方式实现了功率半导体芯片的双面焊接或银浆烧结，增加热容、提高了芯片的持续输出电流能力和瞬时过电流能力，延长了模块的使用寿命、降低使用成本。降低使用成本。降低使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体的封装结构


[0001]本技术涉及电子器件的
，尤其涉及一种功率半导体的封装结构。

技术介绍

[0002]目前场效应晶体管模块在变频器，焊机，感应加热，不间断电源，风力发电与电动汽车领域的应用越来越广泛，以上的各个领域对于功率半导体器件来说，封装的体积，功率密度，可靠性等各方面的要求也越来越严苛。
[0003]在传统的功率半导体模块封装中，为良好的可靠性和散热条件，以及功率密度之间平衡，功率半导体模块为更高的功率密度，体积不断趋于庞大，对于外部的散热器条件和安装要求也不断提高。传统封装的功率半导体模块在客户端安装中需要加装绝缘垫片或者涂覆导热材料，提升了封装的接触热阻，降低了封装的散热效率和芯片的抗冲击能力。传统封装的功率半导体模块内部多采用铜线或者铝线键合的方式进行电性能连接，在客户端使用场景中一旦出现温度上下限波动大，对于芯片和金属导线的连接处会产生较大机械应力，长期的恶劣环境工作势必造成连接处的脱落。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种功率半导体的封装结构。
[0005]为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为：
[0006]一种功率半导体的封装结构，其中，包括：
[0007]散热绝缘基板，所述散热绝缘基板具备平整焊接芯片区域；
[0008]芯片单元，一个或多个所述芯片单元设于所述平整焊接芯片区域内，所述芯片单元的一表面与所述散热绝缘基板相连接；
[0009]金属箔，所述芯片单元的另一表面与所述金属箔相连接；
[0010]框架引脚输入部，所述框架引脚输入部与所述散热绝缘基板相连接；
[0011]框架引脚输出部，所述框架引脚输出部通过第一金属键合引线与所述金属箔相连接；
[0012]框架引脚信号部，所述框架引脚信号部通过第二金属键合引线与所述金属箔相连接。
[0013]优选的，芯片单元的一表面通过焊接和/或银浆烧结等方式与所述散热绝缘基板相连接，所述芯片单元的另一表面通过焊接和/或银浆烧结等方式与所述金属箔相连接。
[0014]优选的，所述金属箔为铜箔。
[0015]优选的，所述金属箔背对于所述芯片单元的表面具备键合能力，能够通过金属键合引线(例如第一金属键合引线和/或第二金属键合引线)与金属引线框架(例如金属引线框架的框架引脚输出部和/或框架引脚信号部)进行连接。
[0016]优选的，所述金属箔与所述芯片单元相连接的表面光滑且无毛刺。
[0017]优选的，所述散热绝缘基板平整光滑且具备良好的导热能力。
[0018]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述散热绝缘基板包括：烧结一体的下层金属层、陶瓷层和上层金属导电层，其中，所述上层金属导电层的中部具备所述平整焊接芯片区域。
[0019]优选的，所述散热绝缘基板通过位于中部的所述陶瓷层以实现所述下层金属层和所述上层金属导电层的电气隔离。
[0020]上述的功率半导体的封装结构，其中，还包括：塑封体，所述塑封体包覆所述下层金属层的至少一部分、所述陶瓷层、所述上层金属导电层、所述芯片单元、所述第一金属键合引线、所述第二金属键合引线、所述金属箔、所述框架引脚输入部的至少一部分、所述框架引脚输出部的至少一部分、以及所述框架引脚信号部的至少一部分。
[0021]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述下层金属层背对于所述陶瓷层的表面的至少一部分外露于所述塑封体。
[0022]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述下层金属层背对于所述陶瓷层的表面的所述至少一部分与所述塑封体的外壁齐平。
[0023]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述下层金属层背对于所述陶瓷层的表面的所述至少一部分镀金或镀银。
[0024]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述框架引脚输出部具备折弯边，以使所述框架引脚输出部的输出引脚与所述框架引脚输入部的输入引脚齐平。
[0025]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述框架引脚输入部和所述框架引脚输出部上均设有蚀刻槽或圆孔，所述蚀刻槽或所述圆孔用于减少机械应力、增加与注塑料的结合力。
[0026]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述上层金属导电层上蚀刻有用于对所述芯片单元进行电信号引出的沟道。
[0027]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述芯片单元的信号部分通过金属键合引线键合至所述上层金属导电层的沟道上，并跳点至所述框架引脚信号部，以进行所述芯片单元的信号引出。
[0028]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述上层金属导电层的沟道可以为一条、两条或者多条，用于不同的所述芯片单元的信号引出。
[0029]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述芯片单元为硅基芯片、碳化硅基芯片、或氮化镓基芯片。
[0030]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述芯片单元为IGBT芯片、DIODE芯片或MOSFET芯片。
[0031]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述上层金属导电层和所述下层金属层均采用铝或表面镀金的铜材质；
[0032]所述第一金属键合引线和第二金属键合引线均采用铝或铜材质。
[0033]上述的功率半导体的封装结构，其中，所述金属箔的大小、位置和方向均与所述芯片单元的大小、位置和方向相匹配。
[0034]本技术由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
[0035](1)本技术的通过金属箔的方式实现了功率半导体芯片的双面焊接或银浆烧结，增加热容、提高了芯片的持续输出电流能力和瞬时过电流能力，延长了模块的使用寿
命、降低使用成本。
附图说明
[0036]图1是本技术的功率半导体的封装结构的示意图。
[0037]图2是本技术的功率半导体的封装结构的侧视示意图。
[0038]图3是本技术的功率半导体的封装结构的立体示意图。
[0039]附图中：1、散热绝缘基板；10、平整焊接芯片区域；11、下层金属层；12、陶瓷层；13、上层金属导电层；2、芯片单元；3、金属箔；4、框架引脚输入部；5、框架引脚输出部；6、框架引脚信号部；71、第一金属键合引线；72、第二金属键合引线。
具体实施方式
[0040]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0041]在本技术的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“横向”、“竖向”等术语所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本技术的限制。
[0042]需要特别说明的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体的封装结构，其特征在于，包括：散热绝缘基板，所述散热绝缘基板具备平整焊接芯片区域；芯片单元，一个或多个所述芯片单元设于所述平整焊接芯片区域内，所述芯片单元的一表面与所述散热绝缘基板相连接；金属箔，所述芯片单元的另一表面与所述金属箔相连接；框架引脚输入部，所述框架引脚输入部与所述散热绝缘基板相连接；框架引脚输出部，所述框架引脚输出部通过第一金属键合引线与所述金属箔相连接；框架引脚信号部，所述框架引脚信号部通过第二金属键合引线与所述金属箔相连接。2.根据权利要求1所述的功率半导体的封装结构，其特征在于，所述散热绝缘基板包括：烧结一体的下层金属层、陶瓷层和上层金属导电层，其中，所述上层金属导电层的中部具备所述平整焊接芯片区域。3.根据权利要求2所述的功率半导体的封装结构，其特征在于，还包括：塑封体，所述塑封体包覆所述下层金属层的至少一部分、所述陶瓷层、所述上层金属导电层、所述芯片单元、所述第一金属键合引线、所述第二金属键合引线、所述金属箔、所述框架引脚输入部的至少一部分、所述框架引脚输出部的至少一部分、以及所述框架引脚信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：房军军，叶小港，
申请(专利权)人：浙江谷蓝电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：