一种氮化镓器件及氮化镓器件的封装方法技术

本发明专利技术提供一种氮化镓器件及氮化镓器件的封装方法，所述氮化镓器件包括：包括氮化镓裸芯片，引线框架的引脚和用于对所述氮化镓裸芯片进行散热的基岛；所述氮化镓裸芯片正面的电极采用引线与所述引脚连接，所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接接触；所述氮化镓裸芯片、所述引脚和所述基岛封装成一个氮化镓器件，且部分基岛外露在所述氮化镓器件的顶部。本发明专利技术能够解决现有氮化镓裸芯片在封装成贴片的器件时，封装材料的热阻高，散热效果差，不利于发挥氮化镓功率管的电流通过能力问题，同时能解决在贴片功率器件顶部安装散热片的问题。

A packaging method of Gan devices and Gan devices

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓器件及氮化镓器件的封装方法
本专利技术涉及氮化镓裸芯片的封装技术，特别是一种氮化镓器件及氮化镓器件的封装方法。
技术介绍
业内将从晶圆上切割下来，在封装前的单个单元的裸芯片叫做die。功率开关管均是封装后的芯片/器件。功率开关管在工作过程中会产生热量，积累的热量可能会让开关管的性能变差，甚至损坏开关管，因此需要在功率开关管的die封装成器件的过程中，想办法将芯片的热量散发到外部的环境中。现有技术中常用的SMD封装器件，其结构一般为两种，一是没有外露散热金属片的全包封结构，这类型封装的器件，主要通过封装材料将内部die的热量传导或辐射到空气中这个途径来散热。因器件的封装材料一般热阻较大，此类型的封装散热能力有限，一般只适用于工作时只需要通过小电流的器件使用。另一种是在器件底部配置有散热片，如图1和图2所示，在封装结构内部，将散热片和内部的die通过粘贴、焊接等低热阻的连接方式连在一起，如此die在工作中产生的热量，可通过低热阻的途径传输到散热片上，同时器件装配到PCB上时，还可通过PCB上的铜箔、过孔等方式加强散热。此类型的封装，因其内部集成的散热片面积有限，PCB的导热能力也有限，在大电流的应用场合，散热能力也不足。SOP-8封装底部带散热片的形式如图1所示，DFN封装底部带散热片的形式如图2所示。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种导热性能好且散热能力强的氮化镓器件及氮化镓器件的封装方法。第一方面，本专利技术提供一种氮化镓器件，包括氮化镓裸芯片，引线框架的引脚，用于对所述氮化镓裸芯片进行散热的基岛；所述氮化镓裸芯片正面的电极采用引线与所述引脚连接，所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接接触；所述氮化镓裸芯片、所述引脚和所述基岛封装成一个氮化镓器件，且部分基岛外露在所述氮化镓器件的顶部。可选地，外露在所述氮化镓器件顶部的基岛与所述氮化镓器件顶部齐平。可选地，外露在所述氮化镓器件顶部的基岛具有与其它散热装置连接的缺口结构，所述其它散热装置为与氮化镓器件独立的散热装置。可选地，所述基岛的长宽大于所述氮化镓裸芯片的长宽。可选地，所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接接触，包括：所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛采用焊接方式连接；或者，所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛采用胶水粘接方式连接。可选地，将所述氮化镓裸芯片、引脚和所述基岛封装成SMD形式的氮化镓器件。另一方面，本专利技术还提供一种氮化镓器件的封装方法，包括：将氮化镓裸芯片正面的电极采用引线连接到引线框架的引脚上；将氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接连接；将所述氮化镓裸芯片、引脚和所述基岛封装成一个氮化镓器件，且部分基岛外露在所述氮化镓器件的顶部。可选地，将氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接连接，包括：所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛采用焊接方式连接；或者，所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛采用胶水粘接方式连接。可选地，还包括：对外露在所述氮化镓器件顶部的基岛设置与其它散热装置连接的缺口结构，所述其它散热装置为与氮化镓器件独立的散热装置。本专利技术具有的有益效果：1)本专利技术将氮化镓的die正装在基岛上，电极采用打线的方式跟引脚相连，对于氮化镓die封装成SMD器件来说，加工方式简单，从die到基岛的热阻也最小，利于将die的热量传导到基岛上。由此，解决了现有氮化镓芯片在封装成贴片的器件时，封装材料的热阻高，散热效果差，不利于发挥氮化镓功率管的电流通过能力问题。2)在将GaN的die封装成SMD形式的器件时，在SMD的顶部增加散热片，如此可在SMD器件的上方，再使用外加的散热片来增强散热能力，让采用SMD封装的氮化镓器件能通过大电流，控制更大的功率。也就是说，解决了现有的SMD器件散热能力有限，不能充分发挥内部GaN芯片(即裸芯片)大电流的优势。3)利用GaN的die无电极的一面电中性的特点，将电中性的一面跟SMD封装的散热片连到一起，由此在SMD外部加散热片时，只需要用导热性能良好的材料，不用考虑电绝缘的问题。即解决了现有技术中封装器件内部基岛带电，其内部基岛和外部散热片之间需增加绝缘材料的问题，同时，多个同类型的SMD器件应用在电路板上时，可以使用同一个外部散热片，降低散热的成本和占用的空间。也有利于将多个同类型的器件形成一个模组的形式使用。4)将SMD器件顶部的散热片下方的封装体留一部分缺口，利于顶部的散热片通过机械的卡扣类装置将外部散热片和SMD器件的散热片良好地接触到一起帮助器件散热，同时固定外部的散热片。即解决了现有技术中封装器件内部的散热片与和外部散热片之间固定的问题，降低成本，且能够利于器件小型化。5)在SMD的顶部配置电中性的散热片，如此容易满足电极之间的安全距离要求，同时不影响器件的散热。也就是说，在满足安全规范的要求下，可以将SMD封装的面积缩小，利于器件的小型化。附图说明图1为现有技术中SOP-8封装底部带散热片的结构示意图；图2为现有技术中DFN封装底部带散热片的结构示意图；图3为本专利技术实施例一提供的氮化镓器件的示意图；图4为本专利技术的一种SMD封装器件的俯视图；图5为本专利技术的一种SMD封装器件的仰视图；图6为本专利技术中对应图4的SMD封装器件的侧视图；图7为本专利技术中对应图5的SMD封装器件的侧视图；图8为本专利技术图4至图7的内部结构示意图。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。为更好的理解本专利技术的内容，对本专利技术中使用的部分词语解释如下：正装：将芯片的正面(包含电极的面)朝上，底部直接焊接在封装支架或基板上；倒装：将芯片上下面翻转，正面(包含电极的面)朝下，正面上的电极直接焊接在设计好连接走线的PCB板上；GaNHEMT：氮化镓高电子迁移率晶体管；GaNHEMT芯片的PN结为平面结构，三个极分布在同一个平面上，即die上的三个电极G、D、S在同一个平面上，在电极的另一面(背面)是电中性的。实施例1如图3所示，本实施例的氮化镓器件包括：包括氮化镓裸芯片3，引线框架的引脚1，用于对所述氮化镓裸芯片进行散热的基岛4；所述氮化镓裸芯片正面的电极采用引线2与所述引脚1连接，所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接接触；所述氮化镓裸芯片3、所述引脚1和所述基岛4封装成一个氮化镓器件，且部分基岛4外露在所述氮化镓器件的顶部。举例来说，氮化镓裸芯片背面与所述基岛采用焊接方式连接；或者，氮化镓裸芯片背面与所述基岛采用胶水粘接方式连接。本实施例中并不限定氮化镓芯片背面与基岛的连接方式，能够实现直接接触的任意连接方式均可。特别说明的是，本实施例中的基岛属于封装框架的部分结构。此外，图3中还示出封装时使用的塑封材料5，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化镓器件，包括氮化镓裸芯片，引线框架的引脚，其特征在于，还包括：用于对所述氮化镓裸芯片进行散热的基岛；/n所述氮化镓裸芯片正面的电极采用引线与所述引脚连接，/n所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接接触；/n所述氮化镓裸芯片、所述引脚和所述基岛封装成一个氮化镓器件，且部分基岛外露在所述氮化镓器件的顶部。/n

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓器件，包括氮化镓裸芯片，引线框架的引脚，其特征在于，还包括：用于对所述氮化镓裸芯片进行散热的基岛；
所述氮化镓裸芯片正面的电极采用引线与所述引脚连接，
所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接接触；
所述氮化镓裸芯片、所述引脚和所述基岛封装成一个氮化镓器件，且部分基岛外露在所述氮化镓器件的顶部。


2.根据权利要求1所述的氮化镓器件，其特征在于，
外露在所述氮化镓器件顶部的基岛与所述氮化镓器件顶部齐平。


3.根据权利要求1或2所述的氮化镓器件，其特征在于，
外露在所述氮化镓器件顶部的基岛具有与其它散热装置连接的缺口结构，所述其它散热装置为与氮化镓器件独立的散热装置。


4.根据权利要求1至3任一所述的氮化镓器件，其特征在于，所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛直接接触，包括：
所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛采用焊接方式连接；
或者，所述氮化镓裸芯片背面与所述基岛采用胶水粘接方式连接。


5.根据权利要求1至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟，李幸辉，罗广豪，
申请(专利权)人：镓能半导体佛山有限公司，佛山华玉股权投资合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：广东;44