【技术实现步骤摘要】
本技术涉及集成电路制造,特别是一种双面散热的封装器件。
技术介绍
1、随着工业数字化、智能化的发展,特别是新能源领域的发展,新能源革命大时代的到来对igbt功能芯片产业的发展将带来史无前例的发展机遇,比如在节能减排、在清洁能源领域就给igbt功能芯片带来了广阔的发展空间,再比如在工业智能化上、工厂化上、数字化的生产上,这一切的控制都是由电路、电压、电流的精准定位,而这些都是igbt功能芯片的功劳。日常用品处处都有功率器件igbt功能芯片的身影,像空调、烤箱随时随地无处不在。所以无论从哪个角度看,igbt功能芯片的未来都是十分广阔的,有着十分美好的发展前景的。
2、同时由于技术革新,三代半产品不断创新迭代,碳化硅功率模块是全球电力电子器件大型企业目前重点的发展方向。碳化硅功率模块已经在一些高端领域实现了初步应用,包括高功率密度电能转换、高性能电机驱动等,并具有广阔的应用前景和市场潜力。2017-2027年全球碳化硅市场规模由10.9亿美元增长到62.97亿美元,年复合增长率34%。其中碳化硅市场规模从6.85亿美元增长到49.86亿美元,年复合增长率更是高达39.2%。而电动车(逆变器+obc+dc-dc)是碳化硅最大的下游应用,占比由62.8%到79.2%,市场份额持续攀升。
3、不管igbt功能芯片或/sic功率模块封装材料特点:需要满足高频高速、高压大电流、高温、高散热和高可靠发展需求,特别是解决高散热问题,目前已有散热系统辅助模块散热,但由于目前散热主要依靠产品一面,在产品另一面目前没有有效的散热解
4、目前行业主流的模块封装散热结构实现方案和电性连接方案主要如下:
5、采取模块底部覆铜陶瓷板以及增设散热底板主散热通道,电性端子输出/芯片顶部硅胶及空气传播作为辅散热通道;
6、采取多芯片串联或者局部串联的结构,实现不同二极管/三极管功能芯片等有源、无源器件的连接;
7、上述结构存在以下不足:
8、芯片工作发热区主要在设计电路层,整体的散热通道在芯片上层,而非芯片底部;为满足芯片工作时的有效快速散热,则存在以下问题与挑战:
9、1芯片厚度需要尽量薄,以使得热量通过硅基或者sic基传播至芯片背面,增加行业技术难度挑战以及工艺成本,导致良率偏低,设备投资成本增加等问题;
10、2芯片底部必须采取高导热的焊料或者烧结银等高导热材料,以使得芯片背面热量快速传播至下方覆铜陶瓷板(陶瓷板需要结合芯片热量需求,选择不同导热系数的工艺,比如dbc/amb等,其中需掺杂高导热金属比如氧化锆等),导致对于特殊材料成本的增加;
11、3芯片底部需要有选择性的增加金属散热底板以使得内部热量带出至产品外部,导致需额外增加高成本的散热底板;
12、而对于现有的芯片连接关系,因为主体采取串联或者局部串联结构,则存在一损俱损的质量低良率或者产品无法返工维修的问题,造成整体产品良率低下,以及产品成本和市场价格增加,降低市场竞争力。
技术实现思路
1、针对目前模块封装良率低,整体成本高,散热传递通道差,应力效果差等技术壁垒,现有结构无法有效提升芯片本身温度传递,芯片串并联或者局部串并联结构无法实现拆板作业,鉴于以上的缺点,在整个模块市场无法很好的将碳化硅/igbt功能芯片/氮化镓等芯片大量覆盖市场应用。
2、本技术专利的目的在于提供一种双面散热的封装器件,包括封装体,还包括载板、至少一个芯片和导电散热件;
3、至少一个所述芯片分别通过导电介质倒扣贴装在所述载板的引脚上;
4、所述导电散热件通过导电介质贴装在所有所述芯片的背面,且所述导电散热件不与载板上的引脚接触;
5、所述导电散热件的上表面暴露在所述塑封体外。
6、优选地,所述导电散热件的上表面完全暴露在所述塑封体外。
7、优选地,所述导电散热件的上表面暴露在塑封体的部分设有表面金属层,所述表面金属层延伸至塑封层的上表面。
8、进一步地,所述表面金属层完全覆盖所述塑封体的上表面。
9、可选地,当所述芯片的数量=1,所述芯片为三极管功能芯片、mos管功能芯片或igb t功能芯片。
10、可选地,当所述芯片的数量≥2,在所有所述芯片中,至少有一个为三极管功能芯片、mos管功能芯片或igbt功能芯片。
11、本技术的一种双面散热的封装器件跟现有技术相比具有以下优点:
12、(1)在导电散热件上表面暴露出封装体的部分均做了金属化形成表面金属层,在大电流的情况下,该技术可实现双通道散热,大大改善发热导致产品失效的情况;
13、(2)由于导电散热件不与载板上的引脚接触,有效避免爬电风险以及并避免高压/大电流串扰风险;
14、(3)以三极管功能芯片为例,该封装器件的极性分别为:芯片为倒扣装片,所以g极、s极在器件底部,散热也可通过底部外接散热器件进行散热;d极在器件顶部,散热也可通过上部进行散热,实现了产品双面散热的功能。
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1.一种双面散热的封装器件,包括塑封体,其特征在于,
2.如权利要求1所述的一种双面散热的封装器件,其特征在于,所述导电散热件的上表面完全暴露在所述塑封体外。
3.如权利要求1或2所述的一种双面散热的封装器件,其特征在于,所述导电散热件的上表面暴露在塑封体的部分设有表面金属层,所述表面金属层延伸至塑封层的上表面。
4.如权利要求3所述的一种双面散热的封装器件,其特征在于,所述表面金属层完全覆盖所述塑封体的上表面。
5.如权利要求1所述的一种双面散热的封装器件,其特征在于,当所述芯片的数量=1,所述芯片为三极管功能芯片、MOS管功能芯片或IGBT功能芯片。
6.如权利要求1所述的一种双面散热的封装器件,其特征在于,当所述芯片的数量≥2,在所有所述芯片中,至少有一个为三极管功能芯片、MOS管功能芯片或IGBT功能芯片。
【技术特征摘要】
1.一种双面散热的封装器件,包括塑封体,其特征在于,
2.如权利要求1所述的一种双面散热的封装器件,其特征在于,所述导电散热件的上表面完全暴露在所述塑封体外。
3.如权利要求1或2所述的一种双面散热的封装器件,其特征在于,所述导电散热件的上表面暴露在塑封体的部分设有表面金属层,所述表面金属层延伸至塑封层的上表面。
4.如权利要求3所述的一种双面散热的封装...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴莹莹,吴奇斌,朱仲明,史红浩,杨程,张伟,
申请(专利权)人:江苏尊阳电子科技有限公司,
类型:新型
国别省市:
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