一种分立式功率半导体器件封装结构制造技术

技术编号:43118308 阅读:6 留言:0更新日期:2024-10-26 09:56
本发明专利技术涉及功率半导体技术领域,具体公开了一种分立式功率半导体器件封装结构,包括:半导体芯片、金属引线框架,还包括门极键合线、异形金属引脚、塑封体、第一电热金属连接件、第二电热金属连接件和DCB;半导体芯片焊接在金属引线框架上;第一电热金属连接件焊接在半导体芯片上;第二电热金属连接件焊接在异形金属引脚上;电路刻蚀层焊接在第一电热金属连接件和第二电热金属连接件上;门极键合线分别连接第一电热金属连接件和第二电热金属连接件。采用本发明专利技术的技术方案能够实现双面散热,可适用于650V以上的高压应用工况,尤其适用于碳化硅芯片的封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率半导体,特别涉及一种分立式功率半导体器件封装结构


技术介绍

1、分立式功率半导体器件作为电力电子变换器中的核心器件,目前已经广泛应用于充电桩电源模块、新能源逆变器、电机驱动器、工业变频器等众多领域。随着电力电子变换器高功率密度的发展需求,给功率半导体芯片散热结构及封装工艺提出了更高的要求。

2、现有的分立式功率半导体封装结构主要以单面散热封装结构为主,包括半导体芯片、金属引线框架、键合线和塑封体组成,半导体芯片通过焊料焊接在金属引线框架上,通过键合线完成半导体芯片及金属引线框架引脚的连接,最后通过塑封体完成整体的塑封。由于塑封体热导率很小,因此传统分立式功率半导体封装结构主要通过金属引线框架底面进行散热,同时采用键合线的形式进行连接,会引入较大的寄生电阻。

3、因此,传统分立式功率器件散热能力及导通电流能力受限。需要一种散热能力强的一种分立式功率半导体器件封装结构。


技术实现思路

1、本专利技术的目的之一在于,提供一种分立式功率半导体器件封装结构,能够提高散热能力。

2、为了解决上述技术问题,本申请提供如下技术方案:

3、一种分立式功率半导体器件封装结构,包括半导体芯片、金属引线框架,还包括门极键合线、异形金属引脚、塑封体、第一电热金属连接件、第二电热金属连接件和dcb;

4、dcb包括从下至上连接的电路刻蚀层、绝缘陶瓷层和顶部焊接层;

5、半导体芯片焊接在金属引线框架上;

6、第一电热金属连接件焊接在半导体芯片上;

7、第二电热金属连接件焊接在异形金属引脚上;

8、电路刻蚀层焊接在第一电热金属连接件和第二电热金属连接件上;

9、门极键合线分别连接第一电热金属连接件和第二电热金属连接件;

10、塑封体用于将半导体芯片、金属引线框架、异形金属引脚、第一电热金属连接件、第二电热金属连接件和dcb封装固定。

11、进一步,所述电路刻蚀层、绝缘陶瓷层和顶部焊接层高度分别为h3、h2、h1,第一电热金属连接件高度为h4,半导体芯片高度为h5,金属引线框架高度为h6;

12、异形金属引脚高度为h8,第二电热金属连接件高度为h7,塑封体高度为h;

13、其中h=h1+h2+h3+h4+h5+h6=h1+h2+h3+h7+h8。

14、进一步,所述异形金属引脚和第二电热金属连接件为一体式。

15、进一步,还包括顶部散热器和底部电路板;顶部散热器固定在顶部焊接层上;底部电路板固定在金属引线框架的下方。

16、进一步,所述第一电热金属连接件上预留有缺口。

17、进一步,所述dcb上设置有缺口区域。

18、进一步,所述焊料为焊膏。

19、本方案金属引线框架底部成为第一散热区,顶部焊接层成为第二散热区,相比传统单面散热增加了芯片散热通道,实现了分立式功率器件的双面散热,同时可通过电路刻蚀层实现器件不同的电路功能,绝缘陶瓷层可以保证器件与外部散热器的绝缘,可适用于650v以上的高压应用工况,尤其适用于碳化硅芯片的封装。

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【技术保护点】

1.一种分立式功率半导体器件封装结构,包括半导体芯片、金属引线框架,其特征在于,还包括门极键合线、金属引脚、塑封体、第一电热金属连接件、第二电热金属连接件和DCB;

2.根据权利要求1所述的分立式功率半导体器件封装结构,其特征在于:所述电路刻蚀层、绝缘陶瓷层和顶部焊接层高度分别为h3、h2、h1,第一电热金属连接件高度为h4,半导体芯片高度为h5,金属引线框架高度为h6;

3.根据权利要求1所述的分立式功率半导体器件封装结构,其特征在于:所述金属引脚和第二电热金属连接件为一体式。

4.根据权利要求1所述的一种分立式功率半导体器件封装结构,其特征在于:还包括顶部散热器和底部电路板;顶部散热器固定在顶部焊接层上;底部电路板固定在金属引线框架的下方。

5.根据权利要求1所述的分立式功率半导体器件封装结构,其特征在于:所述第一电热金属连接件上预留有缺口。

6.根据权利要求1所述的分立式功率半导体器件封装结构,其特征在于:所述DCB上设置有缺口区域。

【技术特征摘要】

1.一种分立式功率半导体器件封装结构,包括半导体芯片、金属引线框架,其特征在于,还包括门极键合线、金属引脚、塑封体、第一电热金属连接件、第二电热金属连接件和dcb;

2.根据权利要求1所述的分立式功率半导体器件封装结构,其特征在于:所述电路刻蚀层、绝缘陶瓷层和顶部焊接层高度分别为h3、h2、h1,第一电热金属连接件高度为h4,半导体芯片高度为h5,金属引线框架高度为h6;

3.根据权利要求1所述的分立式功率半导体器件封装结构,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:王晓任真伟龙海洋
申请(专利权)人:重庆平创半导体研究院有限责任公司
类型:新型
国别省市:

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