System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种功率器件封装结构及其制备方法技术_技高网

一种功率器件封装结构及其制备方法技术

技术编号:41125018 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-30 17:52
本发明专利技术涉及一种功率器件封装结构及其制备方法,属于功率器件领域,用于改善封装工艺复杂以及寄生电阻、寄生电感过高的问题。该功率器件封装结构包括:引线框架,包括第一连接区,所述第一连接区内包括第一金属区和第二金属区;第一半导体器件,设置在所述第一连接区上,所述第一半导体器件的第一表面包括第一电极和第二电极,所述第一电极在垂直方向至少部分重合于第一金属区,所述第二电极在垂直方向至少部分重合于第二金属区;其中,所述第一电极电连接至第一金属区,所述第二电极电连接至第二金属区。本发明专利技术封装工艺简单,且可以有效降低寄生电阻和寄生电感。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率器件领域,特别地涉及一种功率器件封装结构。


技术介绍

1、半导体封装在电子工业中具有关键作用,它通过提供物理保护、实现电气连接、强化热管理和机械支撑等功能,确保半导体芯片能够在各种环境下稳定、可靠地工作。封装技术的进步促进了器件的小型化、高密度集成,提升了散热效率和整体可靠性,并且通过标准化和自动化生产降低了成本,便于大规模生产和组装,从而推动了电子产品技术的持续发展与创新。

2、现有技术中,器件的电极和引线框架或其他器件电极的连接存在诸多问题,使得器件性能受到影响。

3、比如,对于一些cascode(共源共栅)器件,需要至少3个芯片来完成,装片工艺复杂,流程长,需要的焊料也更多。图1是现有技术中常规的氮化镓cascode器件封装示意图。如图所示,其中包括芯片11、芯片12和芯片13。芯片11可以是一种hemt器件,芯片12可以是一种用于辅助电连接的基岛,芯片13可以是一种mos器件。其中,芯片11的漏极通过连接线104电连接至引线框架10的漏极接触区14,芯片11的源极通过连接线101电连接至芯片12,通过芯片12电连接至芯片13的漏极,芯片13的栅极通过连接线105电连接至引线框架10的栅极接触区15,芯片13的源极通过连接线102电连接至引线框架10的源极接触区(未示出),芯片11的栅极通过连接线103电连接至引线框架10的源极接触区(未示出)。

4、图2是图1封装结构的等效电路图,其中连接线101的电感为lint1,连接线102的电感为lint2,连接线103的电感为lint3,连接线104的电感为ld,连接线105的电感为lg(寄生电阻与图中类似)。从图中可以看出,这种封装方式的连接线非常多,工艺复杂。更为严重的是,连接线的存在增加了寄生电感和寄生电阻,对于功率器件性能造成一定的影响。

5、类似地,对于现有的d-mode结构器件、e-mode结构器件或者垂直结构器件等半导体器件同样存在上述问题。

6、因此,亟需一种新的结构来改善封装工艺复杂以及寄生电阻、寄生电感过高的问题。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题,本专利技术提出了一种功率器件封装结构,包括:引线框架,包括第一连接区,所述第一连接区内包括第一金属区和第二金属区;第一半导体器件,设置在所述第一连接区上,所述第一半导体器件的第一表面包括第一电极、第二电极和第三电极,所述第一电极在垂直方向至少部分重合于第一金属区,所述第二电极在垂直方向至少部分重合于第二金属区;其中,所述第一电极电连接至第一金属区,所述第二电极电连接至第二金属区,所述第三电极电连接至所述引线框架。

2、可选地,其中,所述第一连接区进一步包括第三金属区;所述第三电极设置在所述第一半导体器件的第一表面,所述第三电极在垂直方向至少部分重合于第三金属区;其中,所述第三电极电连接至第三金属区。

3、可选地,其中,所述引线框架,包括第二连接区,其中所述第二连接区包括第三金属区;所述第三电极设置在所述第一半导体器件的第二表面;所述第三电极通过条带键合连接至所述第二连接区。

4、可选地,其中,所述引线框架上设置有第二半导体器件,其中所述第二半导体器件的第一电极连接至所述第一半导体器件的第三电极,所述第二半导体器件的第二电极通过引线框架电连接至所述第一半导体器件的第一电极,所述第二半导体器件的第三电极连接至第三金属区。

5、可选地,其中,所述第一半导体器件的第一电极和第二电极通过桥接基岛电连接至所述第一金属区和第二金属区。

6、可选地,其中,所述桥接基岛至少包括至少两个桥接区,所述两个桥接区包括通孔,其中第一桥接区的通孔数量少于第二桥接区,所述通孔内包括导电材料。

7、可选地,其中,第一桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第一电极或第一金属区,第二桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第二电极或第二金属区。

8、本专利技术还包括一种功率器件封装结构的制备方法,其中包括:提供一引线框架,包括第一连接区,所述第一连接区内包括第一金属区和第二金属区;提供第一半导体器件,所述第一半导体器件的第一表面包括第一电极、第二电极和第三电极,其中所述第一电极在垂直方向至少部分重合于第一金属区,所述第二电极在垂直方向至少部分重合于第二金属区;通过焊料将所述第一电极电连接至第一金属区,将所述第二电极电连接至第二金属区,将所述第三电极电连接至所述引线框架。

9、可选地,其中,所述第一连接区进一步包括第三金属区;所述第三电极设置在所述第一半导体器件的第一表面,所述第三电极在垂直方向至少部分重合于第三金属区;通过焊料将所述第三电极电连接至第三金属区。

10、可选地,其中,所述引线框架,包括第二连接区,其中所述第二连接区包括第三金属区;所述第三电极设置在所述第一半导体器件的第二表面;通过条带键合将所述第三电极连接至第二连接区。

11、可选地,其中,所述引线框架上设置有第二半导体器件,其中所述第二半导体器件的第一电极连接至所述第一半导体器件的第三电极;通过焊料将所述第二半导体器件的第二电极电连接至引线框架,并点耦合至所述第一半导体器件的第一电极;通过焊料将所述第二半导体器件的第三电极连接至第三金属区。

12、可选地,进一步包括:在所述第一半导体器件和所述引线框架之间设置桥接基岛;通过桥接基岛所述第一半导体器件的第一电极和第二电极分别电连接至所述第一金属区和第二金属区。

13、可选地,其中,所述桥接基岛至少包括至少两个桥接区,所述两个桥接区包括通孔,其中第一桥接区的通孔数量少于第二桥接区,所述通孔内包括导电材料。

14、可选地,其中,第一桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第一电极或第一金属区,第二桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第二电极或第二金属区。

15、利用本专利技术,可以直接通过焊料等装片材料将芯片正面焊接到框架表面,后续常规塑封、分离,即可完成器件封装。与常规器件相比,可减少正面连接线的数量,降低寄生电阻和寄生电感对功率器件的影响。本专利技术整体工艺流程简单,无需像传统倒装工艺一样在芯片正面生长铜柱锡球,在成本方面可有大幅降低。本专利技术既可以用飞线的方式进行电连接,也可以是条带键和的方式进行电连接,工艺更加简单。另外,本专利技术在装片工艺上可以减少芯片的使用,装片工艺流程减少,所需要的焊料也进一步减少,对于成本可有进一步降低。本专利技术还减少了器件的连接线,可以减少连接的寄生电阻和寄生电感,提升器件的效率和性能。

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【技术保护点】

1.一种功率器件封装结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述第一连接区进一步包括第三金属区;

3.根据权利要求1所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述引线框架,包括第二连接区,其中所述第二连接区包括第三金属区;

4.根据权利要求3所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述引线框架上设置有第二半导体器件,其中所述第二半导体器件的第一电极连接至所述第一半导体器件的第三电极,所述第二半导体器件的第二电极通过引线框架电连接至所述第一半导体器件的第一电极,所述第二半导体器件的第三电极连接至第三金属区。

5.根据权利要求3或4所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述第一半导体器件的第一电极和第二电极通过桥接基岛电连接至所述第一金属区和第二金属区。

6.根据权利要求5所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述桥接基岛至少包括至少两个桥接区,所述两个桥接区包括通孔,其中第一桥接区的通孔数量少于第二桥接区,所述通孔内包括导电材料。

7.根据权利要求6所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,第一桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第一电极或第一金属区,第二桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第二电极或第二金属区。

8.一种功率器件封装结构的制备方法,其特征在于,其中包括:

9.根据权利要求8所述的功率器件封装结构的制备方法,其特征在于,其中,所述第一连接区进一步包括第三金属区;所述第三电极设置在所述第一半导体器件的第一表面,所述第三电极在垂直方向至少部分重合于第三金属区;

10.根据权利要求8所述的功率器件封装结构的制备方法,其特征在于,其中,所述引线框架,包括第二连接区,其中所述第二连接区包括第三金属区;所述第三电极设置在所述第一半导体器件的第二表面;

11.根据权利要求10所述的功率器件封装结构的制备方法,其特征在于,其中,所述引线框架上设置有第二半导体器件,其中所述第二半导体器件的第一电极连接至所述第一半导体器件的第三电极;

12.根据权利要求10或11所述的功率器件封装结构的制备方法,其特征在于,进一步包括:

13.根据权利要求12所述的功率器件封装结构的制备方法,其特征在于,其中,所述桥接基岛至少包括至少两个桥接区,所述两个桥接区包括通孔,其中第一桥接区的通孔数量少于第二桥接区,所述通孔内包括导电材料。

14.根据权利要求13所述的功率器件封装结构的制备方法,其特征在于,其中,第一桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第一电极或第一金属区,第二桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第二电极或第二金属区。

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【技术特征摘要】

1.一种功率器件封装结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述第一连接区进一步包括第三金属区;

3.根据权利要求1所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述引线框架,包括第二连接区,其中所述第二连接区包括第三金属区;

4.根据权利要求3所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述引线框架上设置有第二半导体器件,其中所述第二半导体器件的第一电极连接至所述第一半导体器件的第三电极,所述第二半导体器件的第二电极通过引线框架电连接至所述第一半导体器件的第一电极,所述第二半导体器件的第三电极连接至第三金属区。

5.根据权利要求3或4所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述第一半导体器件的第一电极和第二电极通过桥接基岛电连接至所述第一金属区和第二金属区。

6.根据权利要求5所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,所述桥接基岛至少包括至少两个桥接区,所述两个桥接区包括通孔,其中第一桥接区的通孔数量少于第二桥接区,所述通孔内包括导电材料。

7.根据权利要求6所述的功率器件封装结构,其特征在于,其中,第一桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第一电极或第一金属区,第二桥接区在垂直方向至少部分重合于所述第二电极或第二金属区。

8.一种功...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁壮吴俊峰黎子兰
申请(专利权)人:徐州致能半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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