[发明专利]具有增强散热性的半导体封装结构

说明书

本分案申请是基于申请号为2004800445283，申请日为2004年12月20日，发明名称为“具有增强散热性的半导体封装结构”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及半导体装置封装结构，尤其是涉及包封在具有改进散热性的封装结构里的半导体元件。

背景技术

对于具有更高性能和更小尺寸的电子系统有着持续需求。这种需求使得电子元件设计者和生产者面临着许多挑战。这样的挑战包括：对半导体器件发出的热量的控制，所述半导体器件通常紧密排列在一起或紧邻电路板上的敏感逻辑电路。

在当前的封装结构中，普遍使用塑料封装装置。但塑料封装存在的一个问题是，塑料成形材料常常限制了封装件的热传导性。这样，半导体器件产生的大部分热量通过封装的下部传递，所述封装紧邻印刷电路板。由于印刷电路板变的越来越密集组装，所以电路板不能完全消散或处理大量的热量。一旦这样，电路板就会弯曲变形，导致电路板及其上面的元件受损。另外，热量本身也会损坏电路板上的其它元件或组成电路板的材料。

由于这个问题，现在的半导体产业正在朝这样一种封装方式转移，所述封装方式可以将热量从封装的顶部传递出去，而不是通过印刷电路板来传递热量。这样的装置也可包括一热沉，所述热沉黏着于封装的顶面，这样可以进一步提高散热性。

DirectFET封装就是这样一个封装，美国国际整流器公司曾在2002年1月以题名“DirectFET^TM技术”在“Board MountingApplication Note 2002”上展示了该项技术。在该设计中，由于塑料成型材料已知的较差的热传导性，因此其被完全除去。

这种设计有一些缺点，首先，因为封装没有使用成型材料，所以半导体是没有被保护起来的，容易损坏和被污染。同时，这种设计使用的是非标准化的生产技术，增加了生产成本和周期。另外，在某些应用中，这种设计将主载流电极(如源极)向下放置或紧邻印刷电路板，这将使热传导能力变的更差。在另外一些应用中，这种设计将主载流电极向上放置或远离印刷电路板，但和末钝化的热沉直接接触，在操作中这是安全性的考虑。

发明内容

因此，需要一种既能提高散热性，又不有损于装置的可靠性、安全性、生产周期和成本的半导体封装结构。

根据本发明一个方面，提供了一种半导体封装结构，包括：一传导基板，所述传导基板包括一晶片托盘部分和垫部分；一连接于所述晶片托盘部分的电子芯片，其中所述电子芯片在相对于所述晶片托盘部分的一表面上包含有一主载流电极；一连接结构，所述连接结构将所述主载流电极连接到所述垫部分；以及一热导率大于或等于3.0Watts/mK的包封层，其中所述包封层覆盖了所述电子芯片和所述连接结构的至少一部分。

根据本发明又一方面，提供了一种无引线半导体封装结构，其具有增强的散热性，包括：一引线框架，其包含一终端部分；一半导体器件，其在一表面上具有一第一电极；一阶跃形连接结构，其连接到所述第一电极和所述终端部分；以及一钝化层，其覆盖所述半导体器件和所述阶跃形连接结构的至少一部分，并且其中所述封装结构的高度小于1.10毫米。

根据本发明还一方面，提供了一种电子封装结构，包括：一半导体管芯，其具有一主载流电极以及控制电极；一阶跃形连接结构，其连接于所述主载流电极；第二连接结构，其连接于所述控制电极；以及一包封层，其覆盖所述半导体管芯的至少一部分，同时又外露所述阶跃形连接结构的一部分。

附图说明

图1所示是依据本发明实施例的封装结构的放大截面图；

图2所示是依据本发明第二实施例的封装结构的放大截面图；

图3所示是依据本发明第三实施例的封装结构的放大截面图；

图4所示是依据本发明第四实施例的封装结构的放大截面图；

图5所示是依据本发明第五实施例的封装结构的放大截面图；

图6所示是图1和图4的封装结构的内部连接配置的实施例；

图7所示是图1和图4的封装结构的内部连接配置的另一实施例；

图8所示是图2和图3的封装结构的内部连接配置的实施例；

图9所示是图2和图3的封装结构的内部连接配置的另一实施例；

具体实施方式

为了便于理解，附图中的元件不一定按比例绘制，相同的元件编号会在适当的不同的图例中使用。虽然在描述本发明的时候使用了QFN/DFN封装实施例，但本领域的技术人员应当明白本发明同样适用于其它形式的封装，尤其是那些在其中高散热性很重要的封装。