内绝缘型塑封半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及内绝缘型塑封半导体器件，包括框架、大底板、小底板、可控硅芯片、门极内引线、Ｋ极内引线和电极引出端，可控硅芯片与电极引出端之间连接门极内引线和Ｋ极内引线，电极引出端与小底板连接，其特征是大底板与小底板之间设有三氧化二铝陶瓷片，小底板上设有凸台，可控硅芯片置于凸台上，框架、大底板和小底板均为铜质材料制成，门极内引线和Ｋ极内引线均为铜引线片。还涉及制造方法，包括铜底板点胶、上瓷片、瓷片点胶、装配引脚框架、框架烧结、框架上料、框架点胶、上芯片、芯片点胶、引脚点胶、上内引线片、芯片烧结、清洗、包封、固化、去毛刺和电镀锡步骤。本发明专利技术优点：绝缘耐压、有利散热、气密性高、可靠性高、安全性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件，尤其涉及一种。
技术介绍
目前半导体器件的封装结构是硅芯片直接烧结到引线框架的金属底板上，即器件 的某个电极直接与框架的金属底板连接，而有些器件(如可控硅)的使用特点又是绝大多 数直接接到AC220V或AC380V电源上，用户在使用时，会使散热片直接连接较高电压的交流 电，给使用带来诸多不便，几只可控硅同时在一个电路中使用时，不能共用一个散热片，还 会造成不安全的因素。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种绝缘耐压、有利散热、气密性高、可靠性高、安全性 高的一种内绝缘型塑封半导体器件。本专利技术的另一个目的是提供上述半导体器件的制造方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案内绝缘型塑封半导体器件，包括框架、大底板、小底板、可控硅芯片、门极内引线、 K极内引线和电极引出端，所述可控硅芯片与电极引出端之间连接门极内引线和K极内引 线，所述电极引出端与小底板连接，所述大底板与小底板之间设有三氧化二铝陶瓷片，所述 小底板上设有凸台，所述可控硅芯片置于凸台上，所述框架、大底板和小底板均为铜质材料 制成，所述门极内引线和K极内引线均为铜引线片。所述可控硅芯片表面蒸镀有Ag层，在可控硅芯片表面与电极引出端之间的铜引 线片由铅锡焊料进行焊接固定。一种内绝缘型塑封半导体器件的制造方法，包括铜底板点胶、装配引脚框架、框架 烧结、框架上料、框架点胶、上芯片、芯片点胶、引脚点胶、上内引线片、芯片烧结、清洗、包 封、固化、去毛刺和电镀锡步骤，所述铜底板点胶与装配引脚框架步骤之间增加了上瓷片、 瓷片点胶步骤，所述上瓷片和瓷片点胶步骤为将三氧化二铝陶瓷片准确放置到经铜底板点胶后 的铜底板的焊料上，用摇盘对瓷片预定位，然后用点胶机将铅锡焊膏点到三氧化二铝陶瓷 片上；所述三氧化二铝陶瓷片在上瓷片前需经下述预处理步骤所述三氧化二铝陶瓷片 的两面首先要刮印钼锰浆料后在800°c温度下烧渗至钼锰厚度> 2微米，然后在进行表面 电镀镍、镀镍厚度> 2. 5微米，再进行高温60(TC下氢气氛退火步骤，最后进行表面二次镀 镍、镀镍厚度> 2. 5微米；经过上述处理后的三氧化二铝陶瓷片的金属电极不印到边。所述可控硅芯片表面蒸镀有Ag层，在可控硅芯片表面与电极引出端之间的铜引 线片由铅锡焊料焊接固定而成。所述产品铜引线片的形状必须与对应硅芯片的形状相适应，并且方便于生产现场 在线冲切与装配。所述清洗步骤采用三氯乙烯作为清洗溶剂，多槽超声波清洗机作为清洗设备，控 制一槽超声温度25士20°C，二槽超声温度25士20°C，三槽超声温度75士 10°C，清洗时间3_8 分钟。所述框架烧结和芯片烧结是对炉膛中通入了高纯氮氢混合气，氮气和氢气的体积 比为 10 (2-2. 5)。本专利技术的优点1、大底板与带电极引出端的小底板之间隔有三氧化二铝陶瓷片，确保了产品的底 板和电极引出端之间耐压高于交流2500V。2、由于三氧化二铝陶瓷片的应用，大底板与电源绝缘后，可以将几个半导体器件 共用一个散热片，给器件的使用和安装带来了很大的方便。3、产品由于使用了铜引线片代替了原来的铝丝引线，因为铜材的电阻率更小且截 面的增加，减少了内引线本身在通过电流时的发热，同时还改善了器件芯片工作中的散热 状态，可以增加该器件产品抗电流冲击的能力。4、凸台结构的小底板，在产品包封成型后，凸台的边缘可以有效的抵制环氧包封 料在固化回缩时给硅芯片造成的压缩应力，从而提高了硅器件产品的稳定可靠性。5、采用裸铜框架，增加了包封塑料与框架表面的粘附力，使产品的气密性和可靠 性都得到了提高。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术的外形图。((a)为T0-3P型，((b)为T0-220型)图2为本专利技术包封前的俯视图。((a)为T0-3P型，((b)为TO-220型)图3为本专利技术绝缘结构的剖视图。图4为本专利技术实施例1铜内引线片的零件图。((a)为T0-3P型，((b)为T0-220 型)其中，1、大底板，2、三氧化二铝陶瓷片，3、小底板，4、可控硅芯片，5、门极内引线， 6、K极内引线，7、电极引出端，8、凸台，9、框架，10、铅锡焊料，11、改性环氧包封料。具体实施例方式实施例1如图1至4所示，内绝缘型塑封半导体器件，包括框架9、大底板1、小底板3、可控 硅芯片4、门极内引线5、K极内引线6和电极引出端7，可控硅芯片4与电极引出端7之间 连接门极内引线5和K极内引线6，电极引出端7与小底板3连接，大底板1与小底板3之 间设有三氧化二铝陶瓷片2，小底板3上设有凸台8，可控硅芯片4置于凸台8上，框架9、大 底板1和小底板3均为铜质材料制成，门极内引线5和K极内引线6均为铜引线片。可控 硅芯片4表面蒸镀有Ag层，在可控硅芯片4表面与电极引出端7之间的铜引线片由铅锡焊 料10焊接固定而成。内绝缘型塑封半导体器件上用改性环氧包封料11进行包封。本专利技术大底板1与带电极引出端7的小底板3之间隔有三氧化二铝陶瓷片2，确保了产品的大底板 1和电极引出端7之间耐压高于交流2500V。本专利技术的铜质引线片的形状与对应芯片形状 相搭配，从而方便于生产现场的在线冲切和安装。本专利技术内绝缘型塑封半导体器件的制造方法，包括铜底板点胶、装配引脚框架、框 架烧结、框架上料、框架点胶、上芯片、芯片点胶、引脚点胶、上内引线片、芯片烧结、清洗、包 封、固化、去毛刺和电镀锡步骤，在铜底板点胶与装配引脚框架步骤之间增加了上瓷片、瓷片点胶步骤，上瓷片和瓷片点胶步骤为将三氧化二铝陶瓷片2准确放置到经铜底板点胶后的 铜底板的焊料上，用摇盘对瓷片预定位，然后用点胶机将铅锡焊膏点到三氧化二铝陶瓷片 上；三氧化二铝陶瓷片在上瓷片前需经下述预处理步骤三氧化二铝陶瓷片的两面首 先要刮印钼锰浆料后烧渗至钼锰厚度2微米，然后在进行表面电镀镍、镀镍厚度2. 5微米， 再进行高温60(TC下氢气氛退火步骤，最后进行表面二次镀镍、镀镍厚度2. 5微米；经过上 述处理后的三氧化二铝陶瓷片的金属电极不印到边。可控硅芯片表面蒸镀有Ag层，在可控硅芯片表面与电极引出端之间的铜引线片 由铅锡焊料焊接固定而成。清洗步骤采用三氯乙烯作为清洗溶剂，多槽超声波清洗机作为清洗设备，控制一 槽超声温度5°C，二槽超声温度5°C，三槽超声温度65°C，清洗时间3分钟。框架烧结和芯片烧结是对炉膛中通入了高纯氮氢混合气，氮气和氢气的体积比为 10 2。实施例2本专利技术内绝缘型塑封半导体器件的制造方法，包括铜底板点胶、装配引脚框架、框 架烧结、框架上料、框架点胶、上芯片、芯片点胶、引脚点胶、上内引线片、芯片烧结、清洗、包 封、固化、去毛刺和电镀锡步骤，在铜底板点胶与装配引脚框架步骤之间增加了上瓷片、瓷片点胶步骤，上瓷片和瓷片点胶步骤为将三氧化二铝陶瓷片2准确放置到经铜底板点胶后的 铜底板的焊料上，用摇盘对瓷片预定位，然后用点胶机将铅锡焊膏点到三氧化二铝陶瓷片 上；三氧化二铝陶瓷片在上瓷片前需经下述预处理步骤三氧化二铝陶瓷片的两面首 先要刮印钼锰浆料后烧渗至钼锰厚度2微米，然后在进行表面电镀镍、镀镍厚度2. 5微米， 再进行高温60(TC下氢气氛退火步骤，最后进行表面二次镀镍、镀镍厚度2. 5微米；经过上 述处理后的三氧化二铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
内绝缘型塑封半导体器件，包括框架、大底板、小底板、可控硅芯片、门极内引线、Ｋ极内引线和电极引出端，所述可控硅芯片与电极引出端之间连接门极内引线和Ｋ极内引线，所述电极引出端与小底板连接，其特征在于：所述大底板与小底板之间设有三氧化二铝陶瓷片，所述小底板上设有凸台，所述可控硅芯片置于凸台上，所述框架、大底板和小底板均为铜质材料制成，所述门极内引线和Ｋ极内引线均为铜引线片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洋，吴家健，黄健，王琳，
申请(专利权)人：启东市捷捷微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]