一种半导体元件的封装模组制造技术

本发明专利技术涉及半导体封装技术领域，针对传统封装模组中导热胶与封装塑料之间可能会因为热膨胀系数不同而出现应力集中的问题，以及封装塑料过度包裹半导体元件影响散热和受应力作用下的变形对半导体元件的破坏，具体是涉及一种半导体元件的封装模组，包括有基板；以及半导体元件，至少一个半导体元件设置于基板的上表面；以及导热针和散热元件，导热针设置于散热元件上，散热元件位于基板的上方时，导热针与基板或半导体元件接触；以及外模组，外模组包裹基板

【技术实现步骤摘要】
一种半导体元件的封装模组


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，具体是涉及一种半导体元件的封装模组
。

技术介绍

[0002]半导体元件是导电性介于良导电体与绝缘体之间，利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件，可用来产生
、
控制
、
接收
、
变换
、
放大信号和进行能量转换
。
[0003]半导体元件是安装于基板上的，而散热元件多是通过导热胶粘贴在基板上，这样的设计除了需要增加一道粘贴的工序之外，更有可能在粘贴散热元件的过程中出现分层
、
空洞
、
杂质等缺陷
。
而导热胶与封装塑料之间可能会因为热膨胀系数不同而出现应力集中的问题，针对此问题，中国专利：
CN201510307039.2
公开了封装模组
、
封装模组堆叠结构及其制作方法，包含功率模组，第一散热元件和封装塑料
。
功率模组包含基板和设置于基板上的至少一功率半导体元件
。
第一散热元件设置于功率模组上方
。
封装塑料包覆功率模组与第一散热元件，其中第一散热元件的一部份外露于封装塑料
。
所提供的封装模组是直接利用封装塑料接合功率模组与散热元件，省略了导热胶的使用，借以解决过去使用导热胶粘接散热元件时，因导热胶与封装塑料热膨胀系数不匹配所导致的种种问题
。
[0004]但是此专利仍然存在以下问题：
1、
封装塑料填满半导体元件与散热元件之间的间隙，以及封装塑料填满基板与散热元件之间的间隙，即使散热元件存在部分外露，或者半导体元件全部接触散热元件，封装塑料的包裹作用仍然会大大影响到半导体元件的散热效果；
2、
封装塑料在受到外力作用和温度影响，在应力的作用下会出现一定程度的变形和断裂，封装塑料在变形或断裂后与其接触的半导体元件会直接受到作用力，半导体元件受到作用力后会出现挤压
、
扭曲等破坏
。
[0005]对于以上问题需要提出一种半导体元件的封装模组进行解决
。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题
。
[0007]本申请提供了一种半导体元件的封装模组，包括有基板；以及半导体元件，至少一个半导体元件设置于基板的上表面；以及导热针和散热元件，导热针设置于散热元件上，散热元件位于基板的上方时，导热针与基板或半导体元件接触；以及外模组，外模组包裹基板
、
导热针和散热元件，其中散热元件部分外露于外模组
。
[0008]优选的，外模组包括有上模组，散热元件设置于上模组的内部，上模组的侧壁设有散热口，散热元件通过散热口部分外露于上模组，上模组包覆于基板上表面，以及包覆于基板下表面的下模组，上模组和下模组之间通过焊接连接
。
[0009]优选的，至少一个导热针设置于散热元件上，并且导热针的轴线方向呈纵向设置，散热元件底部的导热针分布与基板上表面的半导体元件分布相对应，导热针的长度标准与半导体元件的高度标准相配合
。
[0010]优选的，导热针的底端设有溢流口，导热针的内部设有引流通路，引流通路的出液口与溢流口连接，引流通路的进液口处于导热针的上方并与外部连通
。
[0011]优选的，散热元件包括有导热框，导热框设置于上模组的内部，并且导热框部分通过散热口外露于上模组，导热框上设有至少一个贯通孔，散热元件上贯通孔的分布与基板上表面的半导体元件分布相对应，至少一个导热针通过贯通孔与导热框滑动连接，其中与导热框滑动连接的所有导热针长度均一致
。
[0012]优选的，导热框上布满贯通孔，导热针与贯通孔一一对应，并且导热针通过贯通孔与导热框滑动连接
。
[0013]优选的，散热元件还包括有膜，膜可拆卸设置于导热框上，导热框上布满贯通孔，导热针粘粘设置于膜的底面，膜在设置于导热框上时，至少一个导热针贯穿导热框的贯穿孔，并且膜底面的导热针分布与基板上表面的半导体元件分布相对应，上模组和下模组处于非组合状态时，导热针的顶端处于膜的底部，上模组和下模组处于组合状态时，导热针完成对膜的贯穿
。
[0014]优选的，封装模组还包括有封装塑料，封装塑料将导热针与半导体元件接触外的导热框和基板之间的间隙填充满
。
[0015]优选的，散热元件还包括有导热器，导热器分别设置于导热框两侧，并且导热器处于上模组的散热口处，导热器为散热器
、
散热器与散热鳍片组的组合
、
散热鳍片组，或是具有多个孔洞的散热器
。
[0016]优选的，封装模组还包括有散热针，散热针可插入式安装于散热元件的内部，散热针的一端与散热元件外露于外模组的部分连接，散热针其余部分处于散热元件的内部，并且散热针分别接触散热元件内壁和内部空气
。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：
1.
本申请通过基板
、
导热针
、
散热元件
、
外模组和散热针的设置，提高了封装模组的散热效果，并且有效的将散热元件通过非导热胶和封装塑料的方式与基板进行固定，解决了封装塑料对半导体元件过度包裹导致的散热效果不明显以及封装塑料在受到应力作用下变形导致半导体元件受损的问题；
2.
本申请通过导热框和导热针滑动连接的方式和导热器的设置，实现了导热针始终与基板上表面半导体元件接触的目的，解决了不同基板上同一位置半导体元件高度不一致的问题；
3.
本申请通过导热框上布满设置的导热针，实现了最大程度的对封装模组的散热，解决了基板吸收半导体元件热量无法排出的问题；
4.
本申请通过膜对导热针的灵活布置和封装塑料的作用，实现了灵活性安装导热针的目的，以及增强封装模块内部的稳定性，解决了不同基板的半导体导热元件出现在不同位置的问题
。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术的主视图；图3为本专利技术的基板的立体结构示意图；
图4为本专利技术的封装模组的第一实施例的内部结构示意图；图5为本专利技术的封装模组的第一实施例的立体结构示意图；图6为本专利技术的导热针的主视图；图7为本专利技术的导热针的立体结构示意图；图8为本专利技术的导热针的侧视图；图9为图8的
A
‑
A
方向剖视图；图
10
为本专利技术的封装模组的第二实施例的内部结构示意图；图
11
为本专利技术的导热框和导热器的立体结构示意图；图
12
为本专利技术的导热框和导热针的内部结构示意图；图
13
为本专利技术的封装模组的第三实施例的内部结构示意图；图
14
为本专利技术的封装模组的第四实施例的立体分解结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种半导体元件的封装模组，其特征在于，包括有基板（1）；以及半导体元件（
1a
），至少一个半导体元件（
1a
）设置于基板（1）的上表面；以及导热针（2）和散热元件（3），导热针（2）设置于散热元件（3）上，散热元件（3）位于基板（1）的上方时，导热针（2）与基板（1）或半导体元件（
1a
）接触；以及外模组（4），外模组（4）包裹基板（1）
、
导热针（2）和散热元件（3），其中散热元件（3）部分外露于外模组（4）
。2.
根据权利要求1所述的一种半导体元件的封装模组，其特征在于，外模组（4）包括有上模组（
4a
），散热元件（3）设置于上模组（
4a
）的内部，上模组（
4a
）的侧壁设有散热口（
4a1
），散热元件（3）通过散热口（
4a1
）部分外露于上模组（
4a
），上模组（
4a
）包覆于基板（1）上表面，以及包覆于基板（1）下表面的下模组（
4c
），上模组（
4a
）和下模组（
4c
）之间通过焊接连接
。3.
根据权利要求2所述的一种半导体元件的封装模组，其特征在于，至少一个导热针（2）设置于散热元件（3）上，并且导热针（2）的轴线方向呈纵向设置，散热元件（3）底部的导热针（2）分布与基板（1）上表面的半导体元件（
1a
）分布相对应，导热针（2）的长度标准与半导体元件（
1a
）的高度标准相配合
。4.
根据权利要求3所述的一种半导体元件的封装模组，其特征在于，导热针（2）的底端设有溢流口（
2a1
），导热针（2）的内部设有引流通路（
2d
），引流通路（
2d
）的出液口与溢流口（
2a1
）连接，引流通路（
2d
）的进液口处于导热针（2）的上方并与外部连通
。5.
根据权利要求2所述的一种半导体元件的封装模组，其特征在于，散热元件（3）包括有导热框（
3a
），导热框（
3a
）设置于上模组（
4a
）的内部，并且导热框（
3a
）部分通过散热口（
4a1
）外露于上模组（
4a
），导热框（
3a
）上设有至少一个贯通孔（
3a1
），散热元件（3）上贯通孔（
3a1
）的分布与基板（1）上表面的半导体元件（
1a
）分布相对应，至少一个导热针（2）通过贯通孔（
3a1
）与导热框（
3a

【专利技术属性】
技术研发人员：叶小萌，
申请(专利权)人：南通思凯光电有限公司，
类型：发明
国别省市：