适用于功率MOS的新型塑封结构制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于功率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，二者通过高导热隔离层隔离开，使铜框架的两部分形成物理连接。本发明专利技术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。

A new plastic sealing structure for power MOS

The invention relates to a novel plastic structure is suitable for power MOS, which comprises a frame, a chip and a package body, wherein the frame for the copper frame, the copper frame is divided into two parts, as part of a slide device is connected with the back electrode and lead pin to form electrical connection, a part of the cooling the backplane used to achieve the heat radiation function, two by high thermal isolation layer are separated, the two part of the copper frame form a physical connection. Because the slide and radiating plate is an independent part separated from the carrier to complete the electrical connection, radiating plate provides cooling channel, convenient in assembly of PCB at the same time, the thermal resistance of power MOS is reduced, which greatly improves the application in the security of the end of the work area, give full play to the power of MOS high power, low power consumption the advantage of.

【技术实现步骤摘要】
适用于功率MOS的新型塑封结构
本专利技术涉及一种适用于功率MOS的新型塑封结构。
技术介绍
功率场效应晶体管（POWERMOS）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。
技术实现思路
本专利技术目的在于：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。本专利技术的再一目的在于：提供一种针对上述适用于功率MOS的新型塑封结构的封装方法。本专利技术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。本专利技术提供一种适用于功率MOS的新型塑封结构的封装方法，依序按下述步骤：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。本专利技术的优越性在于，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是本专利技术的封装结构示意图；图3是本专利技术的封装结构框架的分解示意图；图4是本专利技术的框架组合后的俯视图；图中标号说明图1中，1’——TO系列框架；4’——芯片；5’——塑封体；图2至4中，1——散热背板；2——陶瓷隔离层；3——载片；4——芯片；5——塑封体。具体实施方式为了更好地理解该封装结构，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术专利技术进行详细说明。如图2-4所示，一种适用于功率MOS的新型塑封结构，包含一框架，一芯片2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3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1，二者通过高导热隔离层隔离开，使铜框架的两部分形成物理连接。本实施例中，如图4所示，所述的高导热隔离层采用上下两面都覆盖铜层的陶瓷隔离层2。所述的陶瓷隔离层2（c×d）大于载片3的面积（e×f），小于散热背板1面积（a×b）。本专利技术的关键在于框架的制备，其散热背板1和载片3的绝缘隔离需要通过陶瓷片实现，为了与二者之间形成良好的导热效过，陶瓷片正反两面需要同时覆盖一大面积铜层，制成陶瓷隔离层2，通过焊料分别与散热背板和载片粘贴在一起，形成上中下三层结构，其厚度在0.4~0.6mm之间；为了简化生产工艺，载片的厚度可以与管脚厚度一致；由于封装模具的限制，散热背板的形状与厚度应与封装线上模具的尺寸保持一致；这样的话，框架制备好后，即可在标准的封装流程中完成封装，在不会影响线上的封装工艺的同时，大大提高了封装器件的性能；具体的实施步骤如下1、将铜制备的散热背板1置于烧结的模具中，通过焊料将覆盖铜层的陶瓷隔离层2焊接到背板上，同时也将载片3焊接到隔离层上，如图3分解示意图所示；2、通过正常的粘片工艺，把芯片4粘贴到制备好的载片3上；3、通过压焊工艺，从芯片4压焊点引线到载片3的管脚上；4、进行塑封工艺，形成塑封体5，器件即可成型。本专利技术中，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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于，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，二者通过高导热隔离层隔离开，使铜框架的两部分形成物理连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于功率MOS的新型塑封结构，包含一框架，一芯片以及一封装体，其特征在于，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，二者通过高导热隔离层隔离开，使铜框架的两部分形成物理连接。2.根据权利要求1所述的适用于功率MOS的新型塑封结构，其特征在于：所述的高导热隔离层的面积（c×d）大于载片的面积（e×f），小于散热背板面积（a×b）。3.根据权利要求1或2所述的适用于功率MOS的新型塑封结构，其特征在于：所述的高导热隔离层采用上下两面都覆盖铜层的陶瓷隔离层。4.根据权利要求3所述的适用于功率MOS的新型塑封结构，其特征在于：所述载片上焊接芯片，芯片背电极通过与...

【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，苏海伟，
申请(专利权)人：上海长园维安微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31