[发明专利]一种功率器件封装方法及封装框架

说明书

本发明公开了功率器件封装方法，提供用于封装功率MOS管的封装框架，封装框架包括金属垫片、第一金属层、第二金属层、绝缘导热层和间隔排列的三个金属电极，绝缘导热层环设于金属垫片的四周，第一金属层和所述第二金属层对称设置于绝缘导热层两侧，第一金属层与第二金属电极连接，第二金属层与第一金属电极连接，金属垫片与第三金属电极连接，将功率MOS管的漏极与金属垫片焊接，在封装框架表面进行金属蒸发工艺，在蒸发金属表面进行光刻，去除部分蒸发金属形成位于封装框架上的栅极连接线和源极连接线，封装框架表面进行树脂包裹、塑封，以形成功率MOS管的直插式封装，有效避免了单个芯片反复打线过程，提高了功率MOS管的封装效率。

技术领域

本发明属于功率半导体芯片封装工艺技术领域，尤其涉及一种功率器件封装方法及封装框架。

背景技术

功率电子器件正朝着模块化、智能化的方向发展，大规模、超大规模集成电路的出现导致功率电子器件的集成度越来越高，基本上各类芯片的组装数和组装密度也越来越大，通常需要缩小功率电子模块的体积来进一步提高功率密度。功率器件主要有三个电极端子，分别为漏极、源极和栅极，其中源极和栅极位于芯片正面，漏极位于芯片背面，实际封装中，将芯片焊接到覆铜陶瓷基板上，通过覆铜陶瓷基板引出漏极，正面的栅极和源极分别通过铝线引到封装件的电极上，最终芯片外部加上塑料封装。由于源极和栅极均通过金属打线方式连接到外部电极上，一是打线过程本身对芯片会有损害，导致芯片封装良率降低；二是对于大电流的功率芯片，当工作在高功率区间时，金属引线容易因大电流发热而烧毁，导致器件失效。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种金属覆盖面大、避免器件在大电流下引线烧毁和提升封装效率的功率器件封装方法及封装框架，来解决上述存在的技术问题，具体采用以下技术方案来实现。

本发明提供了一种功率器件封装方法，包括以下步骤：

提供用于封装功率MOS管的封装框架，所述封装框架包括金属垫片、第一金属层、第二金属层、绝缘导热层和间隔排列的三个金属电极，所述绝缘导热层环设于所述金属垫片的四周，所述第一金属层和所述第二金属层对称设置于所述绝缘导热层两侧，第一金属层与第二金属电极连接，第二金属层与第一金属电极连接，所述金属垫片与第三金属电极连接；

将功率MOS管的漏极与金属垫片焊接，所述功率MOS管的源极PAD邻近所述第一金属层，所述功率MOS管的栅极PAD邻近所述第二金属层，所述功率MOS管的截面积大于所述金属垫片的截面积；

在所述封装框架表面进行金属蒸发工艺形成蒸发金属；

向所述蒸发金属表面涂覆一层光刻胶进行光刻，去除部分蒸发金属形成位于所述封装框架上的栅极连接线和源极连接线，将所述功率MOS管的栅极通过所述栅极连接线与所述第一金属电极连接，所述功率MOS管的源极通过所述源极连接线与所述第二金属电极连接；

将所述封装框架表面进行树脂包裹、塑封，以形成功率MOS管的直插式封装。

作为上述技术方案的进一步改进，先将多个封装框架并联，同时将多个功率MOS管进行封装，蒸发形成多个栅极连接线和源极连接线，之后通过切割的方式将多颗芯片分开。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一金属层和所述第二金属层的材质为铝或铜，所述绝缘导热层的材质为树脂或导热胶。

作为上述技术方案的进一步改进，所述金属垫片的材质为铝或铜，所述金属垫片与所述第一金属层、所述第二金属层通过所述绝缘导热层分隔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述栅极PAD的截面积小于所述源极PAD的截面积，所述蒸发金属的材质为铝，所述蒸发金属的厚度为6-10μm。

作为上述技术方案的进一步改进，采用湿法腐蚀去除部分蒸发金属。