一种叠层大功率陶瓷封装制造技术

本实用新型专利技术提供了一种叠层大功率陶瓷封装，包括陶瓷基座；陶瓷基座的上端加工有凹槽，凹槽内加工有芯片烧结区和若干金属层，每个金属层上均安装有一根支撑柱，若干金属层中有至少一个金属层上加工有芯片键合区；所述陶瓷基座的底部还匹配加工有与若干金属层位置数量相同的外电极。本实用新型专利技术通过将芯片烧结在陶瓷基座底部，陶瓷基座边缘加工导电柱体对电路板进行支撑的同时与电路板连接，使陶瓷基座的底部及其三维空间均得到利用，大大增加了封装壳体内部空间的利用率，减小了器件的平面面积。积。积。

【技术实现步骤摘要】
一种叠层大功率陶瓷封装


[0001]本技术涉及一种叠层大功率陶瓷封装。

技术介绍

[0002]现有的电路板多数是将控制模块和功率模块加工在PCB板上，然后在将电路板分封装，由于所有模块均在同一平面进行搭接，电路板必须预留全部器件的安装空间及焊接位置，导致器件封装完成后体积过大。
[0003]为了减少封装在电路板上所占用的面积，现有的封装方式是将元器件分别封装在外壳不同高度处，如公开号为CN201340851Y公开的半导体功率器件的贴装式封装外壳，在陶瓷框架体的底部分别焊接连接装配器件管芯的金属底板以及金属外引线片，在陶瓷框架体台阶面上熔结有焊接内引线的电极层，有效减小了芯片贴装在电路板上占据的面积，但其未对金属底板进行分隔，将芯片及内引线均设置在封装底部，而将内引线的电极层设置在台阶面上，空间利用率合并不高，腔体上端的空间仍然存在浪费。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本技术提供了一种叠层大功率陶瓷封装。
[0005]本技术通过以下技术方案得以实现。
[0006]本技术提供的一种叠层大功率陶瓷封装，包括陶瓷基座；陶瓷基座的上端加工有凹槽，凹槽内加工有芯片烧结区和若干金属层，每个金属层上均安装有一根支撑柱，若干金属层中有至少一个金属层上加工有芯片键合区；所述陶瓷基座的底部还匹配加工有与若干金属层位置数量相同的外电极。
[0007]所述芯片烧结区和芯片键合区高度相同且高于金属层且低于支撑柱。
[0008]所述芯片烧结区包括钨铜热沉,钨铜热沉的上端加工有凸起贯穿钨铜热沉，钨铜热沉的下端固定在钨铜热沉底部。
[0009]所述陶瓷基座在金属层下端加工有若干通孔，通孔内填充有钨柱将金属层和外电极连接。
[0010]所述金属层和其相对的外电极形状和大小相同。
[0011]所述陶瓷基座上端边缘还固定有封口环,封口环的高度大于支撑柱的高度。
[0012]封口环顶部通过和封口环截面形状相同的盖板封闭。
[0013]所述金属层顶层为金层。
[0014]本技术的有益效果在于：通过将芯片烧结在陶瓷基座底部，陶瓷基座边缘加工导电柱体对电路板进行支撑的同时与电路板连接，使陶瓷基座的底部及其三维空间均得到利用，大大增加了封装壳体内部空间的利用率，减小了器件的平面面积，利用钨铜热沉直接作为芯片的烧结底座，满足吸收芯片产生的功率热度要求、大电流传导要求外壳底部绝缘要求、满足大功率和大电流的传导需求。
附图说明
[0015]图1是本技术的结构示意图；
[0016]图2是本技术的热沉电极截面结构示意图；
[0017]图3是本技术的结构示意图；
[0018]图中：1
‑
陶瓷基座，2
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钨铜热沉，4
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金属层，5
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支撑柱，6
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连接柱，7
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外电极A，8
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外电极B，9
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芯片键合块A，10
‑
芯片键合块B，11
‑
封口环。
具体实施方式
[0019]下面进一步描述本技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0020]如图1所示，一种叠层大功率陶瓷封装，包括陶瓷基座1；陶瓷基座1的上端加工有凹槽，凹槽的中部加工有个通孔，在通孔内制作钨铜热沉2，钨铜热沉2的顶部伸出陶瓷基座的上端，作为芯片的烧结座，芯片的下端覆盖在通孔上，作为芯片的外电极，陶瓷基座的四角上加工有若干通孔，并在其四角上涂覆金属层，金属层的材料流入通孔内，是金属层和陶瓷基座1底部的外电极连接，在四角的金属层上均焊接一根支撑柱5，支撑柱的顶部用来对电路板进行支撑，与芯片构成叠层结构。
[0021]在芯片需要键合的位置，相邻于芯片在金属层上焊接金属块分别作为芯片键合块A9和芯片键合块B10，片键合块A9和芯片键合块B10与支撑柱连接，支撑柱在与电路板连接，实现芯片和电路板的竖向连接关系，减少平面连接使器件面积过大的问题。
[0022]进一步的，为了避免芯片和电路板之间互相影响，芯片烧结区和芯片键合区高度相同且高于金属层且低于支撑柱5，芯片烧结区焊接控制芯片，电路板上为功率器件，功率器件的电压电流一半比控制芯片要高，将两者间距扩大避免功率器件对控制芯片造成影响。
[0023]进一步的，芯片烧结区包括钨铜热沉2,钨铜热沉2的上端加工有凸起贯穿钨铜热沉2，钨铜热沉2的下端固定在钨铜热沉2底部，直接在陶瓷基座上加工钨铜热沉作为芯片焊接底座，满足吸收芯片产生的功率热度要求；满足大电流传导要求；满足外壳底部绝缘要求，满足大功率和大电流的传导需求。
[0024]进一步的。陶瓷基座1在金属层下端加工有若干通孔，通孔内填充有钨柱将金属层和外电极连接，并将进步一步的，金属层和其相对的外电极形状和大小相同。使金属层和外电极形成类似并联的结构，减小金属层和外电极之间的阻抗和外壳的寄生阻抗。
[0025]进一步的，陶瓷基座1上端边缘还固定有封口环11,封口环11的高度大于支撑柱5的高度，使用封口环来提升陶瓷基座上部的容纳空间，满足三维空间的封装需求。
[0026]封口环11顶部通过和封口环11截面形状相同的盖板封闭。
[0027]进一步的，为了金属层顶层为金层，方便金属扣焊接在金属层上。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠层大功率陶瓷封装，包括陶瓷基座(1)，其特征在于：陶瓷基座(1)的上端加工有凹槽，凹槽内加工有芯片烧结区和若干金属层，每个金属层上均安装有一根支撑柱(5)，若干金属层中有至少一个金属层上加工有芯片键合区；所述陶瓷基座(1)的底部还匹配加工有与若干金属层位置数量相同的外电极。2.如权利要求1所述的叠层大功率陶瓷封装，其特征在于：所述芯片烧结区和芯片键合区高度相同且高于金属层且低于支撑柱(5)。3.如权利要求2所述的叠层大功率陶瓷封装，其特征在于：所述芯片烧结区包括钨铜热沉(2),钨铜热沉(2)的上端加工有凸起贯穿钨铜热沉(2)，钨铜热沉(2)的下端固定在钨铜热沉(2)底部。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马路遥，王曾，向跃军，王明康，潘朋涛，杨超平，马星丽，
申请(专利权)人：中国振华集团永光电子有限公司国营第八七三厂，
类型：新型
国别省市：