专利名称：一种适用于汽车电子的功率mos场效应晶体管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功率MOS场效应晶体管，特别涉及一种适用于汽车电子的功率MOS场效应晶体管。
背景技术：
现有汽车电子可用的功率MOS场效应晶体管，其结构包含芯片、焊料、铝线、塑封料、漏电极、源电极、栅电极和引线框架组成，其中引线框架包含漏电极、源电极、栅电极和散热板组成。功率MOS场效应晶体管的整体结构与一般塑封晶体管相同，即外层是塑封料， 源电极、栅电极通入晶体管内部，芯片位于晶体管内部引线框架散热板上，芯片底部是一层焊料，漏电极在散热板的上端，中间有塑封限位槽，芯片与源电极、栅电极通过铝线连接起来，连接方法键合工艺。功率MOS场效应晶体管的芯片结构一般为平面结构，使用平面工艺将源和栅都制作在同一平面上，如图3所示。制造功率MOS场效应晶体管一般用的引线框架如图5所示， 为对称结构，即源电极引线的源电极键合区面积等于栅电极引线的栅电极键合区，且其上面的塑封限位槽偏低，使可装片区偏小。现有汽车电子常用的功率MOS场效应晶体管，由于采用平面工艺技术制造，导致芯片面积大，通常在16 mm2以上，只能采用T0-220或T0-263等大体积封装，不便于贴片式高效率生产汽车电子部件，也不利于小型化的发展需求。另外，现有的引线框架结构，源电极键合区面积太小，不能键合2 3根粗铝线，限制了产品电流容量，降低了产品的抗浪涌能力。
实用新型内容本实用新型旨在克服背景技术所述的的缺点，设计一种结构新颖，电参数先进，封装小型化、贴片化，电流容量大、抗浪涌能力强的适用于汽车电子的功率MOS场效应晶体管。为了克服上述问题，本实用新型设计了一种适用于汽车电子的功率MOS场效应晶体管，在现有技术的基础上，进行了如下改进首先，一种适用于汽车电子的功率MOS场效应晶体管，其结构包含漏电极、芯片、 焊料、铝线、塑封料、源电极、栅电极、散热板，其中芯片是沟槽栅结构，其栅极槽纵向剖面为 “U”形槽；所使用的引线框架为非对称结构将芯片结构。即芯片由一般的平面结构改成沟槽栅结构，其栅极槽纵向剖面结构为“U”形槽，如图2所示。而且利用微电子纳米技术，提高集成度，提高芯片单位面积工作沟道几何尺寸的宽/长比，即提高芯片单位面积性价比。 使具有同样性能的芯片从原来需要16 18mm2硅片，缩减到9. 88^13. 5mm2，即芯片的长为 2. 6^3. 0 mm,宽为3. 8^4. 5mm，解决了功率MOS场效应晶体管制造中存在的高性能与小型化的矛盾。另外，连接源电极和芯片的铝线直径可以达到380微米，连接栅电极和芯片的铝线直径可以是100 150微米。[0008][0007]其次，将引线框架设计为非对称结构，使得引线框架的源电极键合区面积加大，可键合2 3根直径380微米铝线，而一般的引线框架，只能键合1根小于380微米的铝线，比一般同品种引线框架电流容量大，提高了产品的抗浪涌能力；同时，通过塑封限位槽的上移，把引线框架的装片区加大，最大能装3.0 X4. 5mm2的芯片，有利于采用较大面积芯片，满足功率余量和减小沟道导通电阻的要求。另外，源电极、栅电极内部键合区局部镀有银或镍，有利于键合工艺。通过上述改进，其有益效果在于产品封装小型化、贴片化，有利于汽车部件标准化；产品性能提高，高耐压、大电流、沟道导通电阻较小等优点。具体参数如下(1)耐压高V_SS=120V，足以承受汽车电子各种电源、各种负载的冲击能量，业经证明，既适合于14V电源发电机控制电路，又适合于^V电源发电机控制电路；(2)承受电流大最大额定漏极电流60A，足以承受汽车电子多种负载冲击；(3)沟道导通电阻小工作温升小，RDS(on)max=18mQ。还有，这种功率MOS场效应晶体管可靠性好，在成品测试中增加了 100%测试雪崩耐量项目，保证产品单脉冲雪崩耐量不低于MOmJ。
图1是本实用新型产品装配结构示意图；图2是本实用新型的芯片纵向剖面结构示意图；图3是现有技术的平面工艺芯片纵向剖面结构示意图；图4是本实用新型的非对称引线框架结构10示意图；图5是现有技术的对称引线框架结构示意图。其中图1至图5的符号说明如下1、漏电极，2、芯片，3、焊料，4、直径380微米铝线，5、塑封料，6、源电极，7、栅电极， 71、栅极槽，8、散热板，9、直径125微米铝线，10、引线框架，101、漏电极板，106、源电极引线，1061、源电极键合区，107、栅电极引线，1071、栅电极键合区，1081、塑封限位槽。
具体实施方式
按照图1、图2、图4所示，分别是本实用新型产品装配结构示意图、芯片纵向剖面结构示意图、非对称引线框架结构示意图。本实用新型一种适用于汽车电子的功率MOS场效应晶体管，采用T0-252封装工艺，其装配结构包含漏电极1、芯片2、焊料3、直径380微米铝线4、塑封料5、源电极6、栅电极7、栅极槽71、散热板8、直径125微米铝线9和引线框架10，其中引线框架10包含漏电极板101、源电极引线106、栅电极引线107、散热板8。本实用新型外层是塑封料5，源电极 6、栅电极7通入晶体管内部，芯片2位于晶体管内部，装于散热板8上，芯片2底部是一层焊料3，散热板8的上部是漏电极1，芯片2与源电极6通过直径380微米铝线4连接起来， 芯片2与栅电极7通过直径125微米铝线9连接起来，连接方法都是键合工艺，内部器件整体都基于引线框架10上。将芯片2结构由一般的平面结构改成沟槽栅结构，其栅极槽71纵向剖面结构为 “U”形槽，由于利用纳米技术，提高了芯片2单位面积工作沟道几何尺寸的宽/长比，即提高了芯片单位面积性价比。芯片2的宽为3. 0mm，长为4. 5mm，面积为13. 5mm2，解决了功率 MOS场效应晶体管制造中存在的高性能与小型化的矛盾。将引线框架10设计为非对称结构，引线框架10的源电极引线106的源电极键合区1061面积大于栅电极引线107的栅电极键合区1071，且源电极键合区1061可键合2根直径380微米铝线，使电流容量大，提高了产品的抗浪涌能力；引线框架10的散热板引线 108，其上面的塑封限位槽1081在原有基础上上移，能使塑封限位槽108下方区域能装3. 0 X 4. 5mm2的芯片2，有利于采用较大面积芯片2，满足功率余量和减小沟道导通电阻的要求。另外，源电极6内部键合区1061、栅电极7内部键合区1071局部镀有银或镍，有利
于键合工艺。
权利要求1.一种适用于汽车电子的功率MOS场效应晶体管，其结构包含漏电极(1)、芯片(2)、焊料(3)、铝线(4)、塑封料(5)、源电极(6)、栅电极(7)、散热板(8)，其特征在于芯片(2)是沟槽栅结构，其栅极槽(71)纵向剖面为“U”形槽；所使用的引线框架(10)为非对称结构。
2.如权利要求1所述的功率MOS场效应晶体管，其特征在于铝线(4)的直径为380微米，2^3根并联，铝线(9)的直径为10(Γ150微米。
3.如权利要求1或2所述的功率MOS场效应晶体管，其特征在于芯片(2)的长为 3. 8 4. 5mm,宽为 2. 6 3. 0 mm,面积为 9. 88 13. 5mm2。
4.如权利要求3所述的功率MOS场效应晶体管，其特征在于引线框架(10)的源电极引线(106)的源电极键合区(1061)面积大于栅电极引线(107)的栅电极键合区(1071)，且源电极键合区(1061)可键合2 3根直径380微米铝线。
5.如权利要求4所述的功率MOS场效应晶体管，其特征在于引线框架(10)的散热板引线(108)，其上面的塑封限位槽(1081)位于散热板引线(108)的上方，且能使塑封限位槽 (1081)下方区域能装3.0 X 4. 5mm2的芯片。
6.如权利要求5所述的功率MOS场效应晶体管，其特征在于源电极(6)、栅电极(7)内部键合区局部镀有银或镍。
专利摘要本实用新型涉及了一种适用于汽车电子的功率MOS场效应晶体管，其结构包含漏电极、芯片、焊料、直径达380微米铝线、塑封料、源电极、栅电极、栅极槽、散热板、直径100~150微米铝线和引线框架，其中引线框架包含漏电极引线、源电极引线、栅电极引线、散热板引线，芯片是沟槽栅结构，其栅极槽纵向剖面结构为“U”形结构，引线框架为非对称结构，芯片面积为9.88~13.5mm2，源电极键合区面积大于栅电极键合区，塑封键槽位于散热板引线的上方，源、栅电极内部键合区局部镀有银或镍。其有益效果在于可使产品的封装小型化、贴片化，芯片装片区面积大，电流容量大，提高了产品的抗浪涌能力，还有高耐压、大电流、沟道导通电阻较小。
文档编号H01L23/495GK202025763SQ20102066355
公开日2011年11月2日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者赵振华 申请人:无锡罗姆半导体科技有限公司, 赵振华