分立功率半导体封装制造技术

本实用新型专利技术涉及分立功率半导体封装，其包括半导体芯片、散热器、第一引线、第二引线和夹片。散热器邻近半导体芯片并从半导体芯片吸走热量。夹片将半导体芯片结合至散热器，并包括芯片连结器、第一端子和第二端子。芯片连结器位于半导体芯片的顶部。第一端子连接至第一引线，且第二端子连接至第二引线。且第二端子连接至第二引线。且第二端子连接至第二引线。

【技术实现步骤摘要】
分立功率半导体封装


[0001]本公开的实施例涉及分立半导体封装，并且更具体地涉及高可靠性的TO
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263的分立半导体封装。

技术介绍

[0002]分立半导体为一种指定用于执行基础电子功能的装置，并且该分立半导体是本身不可分割为独立的功能部件。功率半导体用作功率电子器件中的开关或整流器。二极管、晶体管、晶闸管和整流器都是分立功率半导体的示例。从较低功率系统到较高功率系统，分立功率半导体存在于各种不同的环境中。
[0003]有许多用于容纳分立功率半导体的封装。例如，TO
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263是一种用于表面式地安装在印刷电路板(PCB)上的半导体封装类型。TO
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263符合JEDEC标准，其中JEDEC为全球微电子行业标准组织。一种封装的特征在于大致矩形立方体的形状，TO
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263在其底侧上具有扁平散热器，并且引线(端子)弯曲以抵靠PCB的表面布置。TO
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263封装在其底表面上也具有较大的热平面(thermal plane)，其用于与引线一起连接至PCB。
[0004]分立功率半导体封装的一个发展方向为更高的可靠性，尤其是对于汽车和航空产品而言。现有TO
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263封装设计用于商业应用，但无法通过汽车和航空应用所需的高湿度测试。
[0005]TO
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263封装符合AEC Q101标准。AEC
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Q101为一项全球标准，其定义了汽车应用中使用的分立(有源)电子部件(例如晶体管、二极管、晶闸管)的最小压力测试驱使的要求和条件。AEC Q101就绪型(AEC Q101
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ready)封装采用线材键合工艺。线材键合为一种固相焊接工艺，其中两种金属材料(线材和焊盘表面)紧密接触，以形成线材键合。不幸地，线材键合TO
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263封装呈现非常低的散热速度。此外，这些封装为单向的，而一些汽车和航空客户需要双向产品。
[0006]就这些和其它考虑而言，本改进方案可以有所帮助。

技术实现思路

[0007]提供此概述是为了以简化形式介绍将在下文的详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0008]根据本公开的分立功率半导体封装的示例性实施例可包括半导体芯片、散热器、第一引线、第二引线和夹片。散热器邻近半导体芯片并从半导体芯片吸走热量。夹片将半导体芯片结合至第一引线和第二引线，并且该夹片包括芯片连结器、第一端子和第二端子。芯片连结器位于半导体芯片的顶部。第一端子连接至第一引线，并且第二端子连接至第二引线。
附图说明
[0009]图1A
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1C为示出根据示例性实施例的分立功率半导体封装的示意图；
[0010]图2A
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2C为示出根据示例性实施例在图1A
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1C的分立功率半导体封装中使用的散热器的示意图；并且
[0011]图3A
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3D为示出根据示例性实施例的由图1A
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1C的分立功率半导体封装使用的夹片的示意图。
具体实施方式
[0012]公开了一种支持瞬态电压抑制半导体装置(比如晶闸管、可控硅整流器和三端双向可控硅开关)的分立功率半导体封装。作为一种TO
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263封装的类型，分立功率半导体封装特征在于散热器采用双规引线框设计。散热器包括用于容纳半导体芯片的芯片托盘平台和围绕该散热器的凸缘。芯片托盘平台和凸缘保护芯片以免受潮。分立功率半导体封装特征还在于用于将半导体芯片结合至散热器的夹片。该夹片包括芯片连结器和用于连接至引线框的引线的两个端子。分立功率半导体封装支持单向半导体芯片和双向半导体芯片。
[0013]为方便和清楚起见，比如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“垂直”、“水平”、“侧向”、“横向”、“径向”、“内部”、“外部”、“左侧”和“右侧”的术语可在本文中用于描述特征和部件的相对放置和定向，每个相对于在本文提供的透视图、分解透视图和截面视图中出现的其他特征和部件的几何形状和定向。所述术语并非旨在限制，包括特别提及的词语、其中的衍生词以及类似含义的词语。
[0014]图1A
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1C为根据示例性实施例的用于容纳分立半导体的分立功率半导体封装(DPSP)100的代表性示意图。图1A为DPSP 100的侧视图；图1B为不具有封包化合物的DPSP的透视图；而图1C为具有封包化合物的DPSP的透视图。
[0015]在示例性实施例中，DPSP 100为TO
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263封装的类型。此外，在一些实施例中，DPSP 100容纳瞬态电压抑制装置，比如晶闸管。在其他实施例中，DPSP100容纳可控硅整流器(SCR)。在再其他的实施例中，DPSP 100容纳两个背对背(back
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to
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back)的SCRs，称为三端双向可控硅开关。晶闸管和SCR为单向装置，而三端双向可控硅开关为双向装置。因此，在示例性实施例中，DPSP 100适用于单向半导体装置或双向半导体装置。
[0016]DPSP 100的特征在于半导体芯片104、散热器112和夹片120。散热器112被设计用于从半导体芯片104吸走热量，并且其特征在于侧壁128和三个引线(端子)114、116和118。在示例性实施例中，侧壁128设置在DPSP 100的一侧，且三个引线114、116和118设置在第二侧，其中第二侧与侧壁相反。在示例性实施例中，在散热器112的顶部表面上设置有用于安置半导体芯片104的芯片托盘平台106。在示例性实施例中，凸缘110围绕芯片托盘平台106，其中凸缘围绕散热器112。
[0017]散热器112、两个引线114、118和端部引线116连结为一体件，因此在本领域中被称为双规引线框设计。在示例性实施例中，散热器112、芯片托盘平台106、侧壁128和引线114、116、118由单一的单体导电材料形成，比如铜或铜合金。
[0018]除了有助于防止湿气进入半导体芯片104，凸缘110和芯片托盘平台106还有助于将半导体芯片保持在适当位置。在示例性实施例中，芯片托盘平台106略微大于半导体芯片104，并在周向边缘处升高。因此，芯片托盘平台106在半导体芯片104周围提供了一种“栅栏
(fence)”，其有助于防止湿气进入芯片。
[0019]当DPSP 100位于印刷电路板(PCB)上时，可能存在导致内应力的外应力(比如弯曲或折叠)，尤其是在半导体芯片104上。尤其是在恶劣的工作环境中，比如可能出现在汽车应用中，DPSP 100可能遭受机械应力、湿气、灰尘、碎片等的影响。在示例性实施例中，DPSP 100的新颖设计保护半导体芯片104免受这些外部机械压力的影响，并降低内应力。
[0020]除了散热器112、芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分立功率半导体封装，其特征在于，包括：半导体芯片；散热器，所述散热器邻近所述半导体芯片设置，并且所述散热器从所述半导体芯片吸走热量；第一引线；第二引线；以及夹片，所述夹片将所述半导体芯片结合至所述第一引线和第二引线，所述夹片包括：芯片连结器，所述芯片连结器设置在所述半导体芯片的顶部；第一端子，所述第一端子联接至所述第一引线；以及第二端子，所述第二端子联接至所述第二引线。2.根据权利要求1所述的分立功率半导体封装，其特征在于，所述散热器进一步包括芯片托盘平台，其中，所述半导体芯片被放置在所述芯片托盘平台中。3.根据权利要求2所述的分立功率半导体封装，其特征在于，所述散热器是双规引线框的一部分。4.根据权利要求2所述的分立功率半导体封装，其特征在于，进一步包括围绕所述散热器周向地设置的凸缘。5.根据权利要求4所述的分立功率半导体封装，其特征在于，所述凸缘和所述芯片托盘平台保护所述半导体芯片免受湿气影响。6.根据权利要求1所述的分立功率半导体封装，其特征在于，所述散热器进一步包括第三引线。7.根据权利要求6所述的分立功率半导体封装，其特征在于，所述第三引线联接至所述散热器。8.根据权利要求6所述的分立功率半导体封装，其特征在于，所述第一引线和所述第三引线将使用表面安装技术连接至印刷电路板。9.根据权利要求1所述的分立功率半导体封装，其特征在于，所述第一端子进一步包括：弯曲桥部，所述弯曲桥部联接至所述芯片连结器的一侧；平坦拐角，所述平坦拐角联接至所述弯曲桥部；弯曲部，所述弯曲部联接至所述平坦拐角；以及平坦部分，所述平坦部分联接至所述弯曲部。10.根据权利要求9所述的分立功率半...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋，蔡颖达，周继峰，
申请(专利权)人：力特半导体无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：