一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构制造技术

本申请公开了一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构，包括：散热底板、陶瓷基板、氮化镓晶体管、MOSFET、栅极、漏极、源极与多个引脚；散热底板与各引脚均电气绝缘；陶瓷基板设置于散热底板上；氮化镓晶体管与MOSFET设置在陶瓷基板上；陶瓷基板、氮化镓晶体管与MOSFET电连接；栅极、漏极与源极与引脚电连接，并分别与陶瓷基板、氮化镓晶体管和MOSFET电连接。散热底板与陶瓷基板以及引脚均电气绝缘，使得散热底板与封装结构中的任一极均电气绝缘，可以在不额外增加热阻的情况下使结构具备更高的安全性以及增加散热效果，解决现有的氮化镓场效应管的外部绝缘方式存在耐压安全风险与热阻较大的问题。险与热阻较大的问题。险与热阻较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构


[0001]本申请涉及半导体封装
，尤其涉及一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构。

技术介绍

[0002]TO(Transistor Outline)封装是一种晶体管封装，旨在使引线能够被成型加工并用于表面贴装及直插安装，被广泛应用于功率半导体器件；其中，3引脚加漏极散热底板(漏极引脚与散热安装螺丝孔区域的散热底板相连)的形式应用较广。部分TO封装，如TO
‑
220及TO247可被用于氮化镓场效应管封装，通常为3引脚加源极散热底板(源级引脚与散热安装螺丝孔区域的散热底板相连)的形式。
[0003]TO封装的外接散热器一般连接到系统一次侧的地平面；而氮化镓场效应管的源极散热底板通常是连接到桥式电路的桥臂中点或者反激电路的电流采样电阻，与外接散热器的电位不相等。为此，现有的氮化镓场效应管需采用绝缘套管或者绝缘垫片加绝缘粒的方式来保证氮化镓与散热器的绝缘，或者氮化镓场效应管器件采用全塑封外壳的封装方式(TO
‑
220F，TO
‑
247F等)。
[0004]其中，绝缘垫片加绝缘粒的方式需要工作人员手动安装，存在手工操作导致绝缘片歪斜引起绝缘防护不到位的可能性，造成耐压安全风险，同时绝缘垫片也增加了系统额外的热阻；绝缘套管和全塑封外壳都存在热阻较大导致散热性能低的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的是提供一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构，用于解决现有的氮化镓场效应管的外部绝缘方式存在耐压安全风险与热阻较大的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本申请提供一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构，包括：散热底板、陶瓷基板、氮化镓晶体管、MOSFET、栅极、漏极、源极与多个引脚；
[0007]所述散热底板与各引脚均电气绝缘；
[0008]所述陶瓷基板设置于所述散热底板上，且与所述散热底板电气绝缘；
[0009]所述氮化镓晶体管与MOSFET设置在所述陶瓷基板上；
[0010]所述陶瓷基板、氮化镓晶体管与MOSFET三者相互电连接；
[0011]所述栅极、漏极与源极分别与所述引脚一一对应电连接；
[0012]所述栅极电连接所述MOSFET；
[0013]所述漏极电连接所述氮化镓晶体管；
[0014]所述源极电连接所述陶瓷基板。
[0015]进一步地，所述陶瓷基板上设置有镀铜区域；
[0016]所述氮化镓晶体管与MOSFET设置于所述陶瓷基板的镀铜区域上，且所述氮化镓晶体管与MOSFET通过连接件电连接。
[0017]进一步地，所述氮化镓晶体管与MOSFET均通过银胶或者软焊料粘接于所述陶瓷基
板的镀铜区域上。
[0018]进一步地，所述栅极通过连接件电连接所述MOSFET；
[0019]所述漏极通过连接件电连接所述氮化镓晶体管；
[0020]所述源极通过连接件电连接所述陶瓷基板。
[0021]进一步地，所述连接件为金属导线。
[0022]进一步地，所述栅极、漏极与源极均与所述引脚通过引线键合的方式电连接。
[0023]进一步地，所述MOSFET为硅基MOSFET或碳化硅基MOSFET。
[0024]从以上技术方案可以看出，本申请提供一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构，包括：散热底板、陶瓷基板、氮化镓晶体管、MOSFET、栅极、漏极、源极与多个引脚；所述散热底板与各引脚均电气绝缘；所述陶瓷基板设置于所述散热底板上；所述氮化镓晶体管与MOSFET设置在所述陶瓷基板上；所述陶瓷基板、氮化镓晶体管与MOSFET三者相互电连接；所述栅极、漏极与源极分别与所述引脚一一对应电连接；所述栅极电连接所述MOSFET；所述漏极电连接所述氮化镓晶体管；所述源极电连接所述陶瓷基板。其中，散热底板与陶瓷基板以及引脚均电气绝缘，可以使得散热底板与封装结构中的任一极都电气绝缘，相比于现有的内部绝缘方式，本方案不会额外增加热阻且具备更高的安全性以及增加散热效果，有效解决现有的氮化镓场效应管的内部绝缘方式存在耐压安全风险与热阻较大的问题。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026]图1为底部栅极GaN与垂直沟道MOSFET的连接方式示意图；
[0027]图2为底部栅极GaN与LDMOS的连接方式示意图；
[0028]图3为顶部栅极GaN与垂直沟道MOSFET的连接方式示意图；
[0029]图4为顶部栅极GaN与LDMOS的连接方式示意图。
[0030]图中：10、散热底板；11、陶瓷基板；12、氮化镓晶体管；13、MOSFET；21、栅极；22、漏极；23、源极。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所请求保护的范围。
[0032]在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
[0034]本申请实施例中提供的一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构。请参阅图1至图4，图1为底部栅极GaN与垂直沟道MOSFET的连接方式示意图；图2为底部栅极GaN与LDMOS的连接方式示意图；图3为顶部栅极GaN与垂直沟道MOSFET的连接方式示意图；图4为顶部栅极GaN与LDMOS的连接方式示意图。
[0035]本封装结构包括：散热底板10、陶瓷基板11、氮化镓晶体管12、MOSFET13、栅极21、漏极22、源极23与多个引脚。
[0036]散热底板10与各个引脚均电气绝缘。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构，其特征在于，包括：散热底板(10)、陶瓷基板(11)、氮化镓晶体管(12)、MOSFET(13)、栅极(21)、漏极(22)、源极(23)与多个引脚；所述散热底板(10)与各所述引脚均电气绝缘；所述陶瓷基板(11)设置于所述散热底板(10)上，且与所述散热底板(10)电气绝缘；所述氮化镓晶体管(12)与MOSFET(13)设置于所述陶瓷基板(11)上；所述陶瓷基板(11)、氮化镓晶体管(12)与MOSFET(13)三者相互电连接；所述栅极(21)、漏极(22)与源极(23)分别与所述引脚一一对应电连接；所述栅极(21)电连接所述MOSFET(13)；所述漏极(22)电连接所述氮化镓晶体管(12)；所述源极(23)电连接所述陶瓷基板(11)。2.根据权利要求1所述的用于氮化镓场效应管的内绝缘TO封装结构，其特征在于，所述陶瓷基板(11)上设置有镀铜区域；所述氮化镓晶体管(12)与MOSFET(13)设置于所述陶瓷基板(11)的镀铜区域上，且所述氮化镓晶体管(12)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大江，张文理，吴毅锋，
申请(专利权)人：珠海镓未来科技有限公司，
类型：新型
国别省市：