[实用新型]适用于功率MOS的新型塑封结构有效
申请号: | 201720378234.9 | 申请日: | 2017-04-12 |
公开(公告)号: | CN206697450U | 公开(公告)日: | 2017-12-01 |
发明(设计)人: | 任杰;苏海伟 | 申请(专利权)人: | 上海长园维安微电子有限公司 |
主分类号: | H01L21/48 | 分类号: | H01L21/48;H01L21/56;H01L23/495 |
代理公司: | 上海东亚专利商标代理有限公司31208 | 代理人: | 董梅 |
地址: | 201202 上*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 适用于 功率 mos 新型 塑封 结构 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种适用于功率MOS的新型塑封结构。
背景技术
功率场效应晶体管(POWER MOS)作为功率半导体器件的主要分支之一,其广泛应用于手机、电脑、照明及液晶电视机等消费电子产品的电源或适配器中,功率mos器件同时具有输入阻抗底,开关速度快等优点。随着半导体技术的发展,大功率,低功耗,小封装的功率MOS器件越来越吸引人们的眼球。
功率MOS器件一般是由许多元胞结构的晶体管并联组成的,其芯片的结构和制造工艺是其性能品质的决定性因素,而这些技术的进一步改进将付出很高的成本。而封装是沟通半导体芯片和外部电路的通道,其主要作用包括:1、支撑保护芯片不受外界环境的影响;2、为芯片提供电气连接以便与其他元器件构成完整电路;3、散热。不同封装形式的芯片其性能各有差异,从功率MOS的参数来看,器件工作的最大功率与器件的热阻有关,而封装散热的好坏直接决定了热阻的大小。
封装技术按照封装材料划分为:金属封装、陶瓷封装和塑料封装(塑封)。塑料封装由于成本低廉,工艺简单,可靠性高,在消费类电子市场占据绝对的地位。其中,直插式TO系列封装由于更好的散热条件,是大功率MOS的主要封装形式。传统的直插式TO系列封装如图1所示,一般包括一框架1’、一芯片4’和一个塑封体5’,框架1’主要起到载片和散热的作用,塑封体5’主要提供物理和电气的保护作用。一般情况下,为了工艺简单和更好的散热条件,芯片4’通过焊料粘贴到框架1’上,背电极(如功率MOS的漏极)直接与框架的背板连接,背电极既可通过中间的管脚,也可通过背板实现与外部电路的连接,框架材料采用导热和电性能优越的Cu制备,如果是直插式封装的话,在焊接到PCB板上时框架1’的背板需要加装散热片,半包封式的封装由于背板是裸露的,为了防止短路,背板和散热片之间还需要加装一层绝缘垫,这样的话就会增加一步工艺,影响了产品的生产效率;为了防止这种情况,在塑封时,可以用塑封料把框架的背板完全包起来,形成全包封形式的封装(Fullpak),这样可以避免使用绝缘垫,但是全包封的器件由于塑封料本身导热性能比较差,导致全包封封装的器件热阻成倍的增加,极大的影响了器件的性能,对于功率MOS来说,对其UIS的可靠性能力也有一定的影响。
发明内容
本实用新型目的在于:提供一种适用于功率MOS的新型塑封结构,以解决封装结构中散热和绝缘的矛盾。
本实用新型目的通过下述技术方案实现:一种适用于功率MOS的新型塑封结构,包含一框架,一芯片以及一封装体,其中,所述的框架为铜框架,该铜框架分成两部分,一部分作为载片与器件背电极相连并引出管脚形成电气连接,一部分用来实现散热功能的散热背板,二者通过导热性能良好的绝缘材料层,即高导热隔离层隔离开,使铜框架的两部分形成物理连接。
与传统的封装结构比较,主要包含框架、芯片和塑封体三个部分,区别在于框架不再是一体成型,而是由起散热作用的散热背板,起绝缘作用的热性能良好的绝缘材料层以及起电气连接的载片。该结构不仅避免了器件在PCB上焊接需加装绝缘垫的问题,又充分利用了铜框架散热良好的特性,充分发挥了功率MOS大功率,低功耗的优势。
在上述方案基础上,所述的高导热隔离层面积(c×d)大于载片的面积(e×f),小于散热背板面积(a×b)。
在上述方案基础上,所述的高导热隔离层采用上下两面都覆盖铜板的陶瓷隔离层。
在上述方案基础上,所述载片上焊接芯片,芯片背电极通过与载片相连的中间管脚引出,其他电极与悬空的电极相连,所述芯片由于高导热隔离层的作用,与散热背板绝缘。
本实用新型通过下述封装方法获得:
第1、将铜制的散热背板置于烧结的模具中,通过焊料将导热性能良好的绝缘材料层固定到散热背板上,然后,将载片固定到导热性能良好的绝缘材料层上;
第2、通过传统粘片工艺,把芯片粘贴到固定好的载片上;
3、通过压焊工艺,从芯片压焊点引线到载片的管脚上;
4、进行塑封工艺,形成塑封体,成型器件。
本实用新型的优越性在于,由于载片和散热背板是隔离开的独立部分,载片完成电气连接,散热背板提供散热通道,在方便PCB装配的同时,降低了功率MOS的封装热阻,大大提高了其在应用端的安全工作区,充分发挥了功率MOS大功率,低功耗的优势。
附图说明
图1是传统直插式TO系列封装结构示意图;
图2是本实用新型的封装结构示意图;
图3是本实用新型的封装结构框架的分解示意图;
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造