半导体封装件的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种半导体封装件，该半导体封装件包括：内部引线，具有安装在内部引线的表面上的至少一个电子组件；散热器，设置在内部引线的下方；模制部分，密封所述至少一个电子组件、内部引线和散热器；外部引线，从内部引线延伸并且从模制部分沿径向方向向外突出；散热构件，附着到模制部分的表面和散热器；以及绝缘涂覆膜，形成在外部引线的表面上。
【专利说明】半导体封装件
[0001]本申请要求于2012年6月29日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0070565号的韩国专利申请的优先权，通过引用将该申请的公开内容包含于此。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种半导体封装件，更具体地讲，涉及一种具有改善的绝缘特性的半导体封装件。
【背景技术】
[0003]半导体封装件包括引线框架、功率半导体元件以及模制部分，功率半导体元件安装于引线框架上，模制部分使用树脂等模制每一元件的外部。
[0004]通常地，使用散热器以散发由于从外部施加到半导体封装件的高电压而产生的热。然而，在将散热器加入到半导体封装件的情况下，在引线框架和散热器之间可能发生电短路。
[0005]因此，在引线框架和散热器之间应当确保预定的隔离距离，以预防引线框架和散热器之间发生电短路。
[0006]因为隔离距离可分为隔离间隙距离和隔离爬电距离，所以根据额定电压，半导体封装件需要具有足够的隔离间隙距离和足够的隔离爬电距离。
[0007]随着功率半导体元件的工作电压变大，这些隔离距离进一步增加。因此，半导体封装件的尺寸也增加。
[0008]根据半导体封装件的小型化和轻的需要，已经需要对在隔离距离方面不受限制、不增加其尺寸的半导体封装件的研究。
[0009]现有技术文献(专利文献I)公开了一种半导体封装件，其具有置于散热器和散热翅之间的间隔物，以确保散热器和散热翅之间足够的隔离间隙距离。
[0010][现有技术文献]
[0011](专利文献I)日本专利公开公布号2005-033123
【发明内容】
[0012]本发明的方面提供了一种半导体封装件，该半导体封装件在隔离间隙距离和隔离爬电距离方面不受限制。
[0013]根据本发明的方面，提供了一种半导体封装件，该半导体封装件包括:内部引线，具有安装在内部引线的表面上的至少一个电子组件；散热器，设置在内部引线的下方；模制部分，密封所述至少一个电子组件、内部引线和散热器；外部引线，从内部引线延伸并且从模制部分沿径向方向向外突出；散热构件，附着到模制部分的表面和散热器；以及绝缘涂覆膜，形成在外部弓I线的表面上。
[0014]外部引线可在从模制部分沿径向方向向外突出的其端部处弯曲并向上延伸。
[0015]绝缘涂覆膜可形成在外部引线的除了外部引线的安装在外部基板上的部分之外的表面上。
[0016]模制部分的散热构件所附着到的表面可设置有凹凸部分。
[0017]散热构件的面对外部引线的表面可设置有绝缘片。
[0018]绝缘涂覆膜可形成在外部引线的表面的面对散热构件的部分上。
[0019]散热构件可具有大于散热器的表面积的表面积。
[0020]绝缘涂覆膜和散热构件之间可设置有绝缘间隔物。
[0021]根据本发明的另一方面，提供了一种半导体封装件，该半导体封装件包括:内部引线，具有安装在内部引线的表面上的至少一个电子组件；散热器，设置在内部引线的下方；模制部分，密封所述至少一个电子组件、内部引线和散热器；外部引线，从内部引线延伸并且从模制部分沿径向方向向外突出；散热构件，附着到散热器和模制部分；以及绝缘树脂，设置在外部引线和散热构件之间，并且密封外部引线的一部分。
[0022]根据本发明的另一方面，提供了一种半导体封装件，该半导体封装件包括:内部引线，具有安装在内部引线的表面上的至少一个电子组件；散热器，设置在内部引线的下方；模制部分，密封所述至少一个电子组件、内部引线和散热器；外部引线，从内部引线延伸并且从模制部分沿径向方向向外突出；散热构件，附着到散热器和模制部分；以及绝缘树脂，完全密封模制部分，同时使得外部引线的一部分从绝缘树脂突出。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特征和其他优点将会被更加清楚地理解，其中:
[0024]图1是示出了根据本发明第一实施例的半导体封装件的示意性剖视图；
[0025]图2是示出了根据本发明第二实施例的半导体封装件的示意性剖视图；
[0026]图3是示出了根据本发明第三实施例的半导体封装件的示意性剖视图；
[0027]图4是示出了根据本发明第四实施例的半导体封装件的示意性剖视图；
[0028]图5是示出了根据本发明第五实施例的半导体封装件的示意性剖视图；
[0029]图6是示出了根据本发明第六实施例的半导体封装件的示意性剖视图；
[0030]图7是示出了在根据本发明第六实施例的半导体封装件中填充绝缘树脂的方法的示意性剖视图；
[0031]图8是示出了根据本发明第七实施例的半导体封装件的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0032]将参照附图详细地描述本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并且这些实施例将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0033]在附图中，为了清晰起见，会夸大元件的形状和尺寸，相同的标号将始终用来表示相同的或者相似的元件。
[0034]将首先定义与方向有关的术语。向外的或向内的径向方向是指从模制部分140的中心朝模制部分140的外表面的方向或者与其相反的方向，并且向上或向下的方向是指从散热构件150朝引线框架120的方向或者与其相反的方向。[0035]图1是示出了根据本发明第一实施例的半导体封装件的示意性剖视图。
[0036]参照图1，根据本发明第一实施例的半导体封装件100可包括电子组件110、引线框架120、散热器130、模制部分140和散热构件150。
[0037]电子组件110可包括各种电子元件，例如无源元件和有源元件，并且可使用能够安装在引线框架120上或者嵌入引线框架120中的任何电子元件。
[0038]S卩，根据本发明第一实施例的电子组件110可包括各种无源元件和诸如半导体芯片的至少一个有源元件。
[0039]同时，在本发明的第一实施例中，半导体芯片可通过键合线电连接到引线框架120，如图1中所示。
[0040]键合线可由金属材料例如铝(Al)、金(Au)或者其合金形成。
[0041]然而，本发明不限于此，而是可以进行各种形式的修改。例如，根据需要，半导体芯片可以以倒装芯片的形式制造然后通过倒装芯片键合而电连接到弓I线框架120。
[0042]引线框架120可包括多个引线，并且每个引线可包括连接到外部基板(未示出)的外部引线124和连接到电子组件110的内部引线122。
[0043]S卩，外部引线124表示暴露于模制部分140外部的部分，内部引线122表示设置在模制部分140之内的部分。
[0044]这里，外部引线124可以从模制部分140沿向外的径向方向突出，并且在其突出的立而部弯曲并向上延伸。
[0045]电子组件110可安装在内部引线122的一个表面上，并可通过键合线互相电连接。
[0046]引线框架120可包括形成在其上表面上的安装电极或者电路图案(未示出)，其中，形成安装电极(未示出)以将电子组件110安装在其上，并且电路图案(未示出)将安装电极电互连。
[0047]散热器130可设置在引线框架120的下方，以有效地散发从根据本发明第一实施例的半导体封装件100产生的热。
[0048]S卩，散热器130可设置在引线框架120的下方，使得其一个表面面对引线框架120的表面，引线框架120的所述表面背对引线框架120的其上安装有电子组件110的一个表面。
[0049]散热器130可由具有高导热性的金属形成，以改善半导体封装件100的散热特性。
[0050]散热器130的一个表面可面对引线框架120的另一表面，并且散热器130的另一表面可与以下描述的散热构件150的一个表面接触。
[0051]因为使用高电压的半导体封装件100产生大量的热，所以可另外地将独立的散热构件150附着到散热器130。
[0052]与散热器130相似，散热构件150可由具有高导热性的金属形成，并且散热构件150可具有比散热器130的表面积更大的表面积。
[0053]散热构件150的与散热器130的另一表面接触的一个表面可面对从模制部分140 (将在下面描述)向外突出的外部引线124。
[0054]模制部分140可设置在安装于内部引线122上的电子组件110之间以防止电子组件Iio之间发生电短路。另外，模制部分140可固定电子组件110，同时围绕电子组件110，从而安全地保护电子组件110免受外部碰撞。[0055]具体地讲，模制部分140可密封引线框架120的一部分、电子组件110和散热器130。
[0056]模制部分140可覆盖并密封电子组件110以及引线框架120的电子组件110所连接到的内部引线122，从而保护电子组件110免受外部环境的影响。
[0057]另外，模制部分140可固定电子组件110，同时围绕电子组件110，从而安全地保护电子组件110免受外部碰撞。
[0058]此处，模制部分140可形成为使得散热器130的另一表面向外暴露。
[0059]S卩，模制部分140可密封引线框架120和散热器130以及电子组件110，而使得散热器130的另一表面向外暴露。
[0060]独立的散热构件150可附着到模制部分140的一个表面和散热器130的另一表面，以有效地散发热。
[0061]模制部分140可通过模制法形成。在此情况下，可使用具有高导热性的硅胶、环氧树脂塑封料(EMC)、聚酰亚胺等作为模制部分140的材料。
[0062]然而，本发明不限于此。即，根据需要，可使用各种方法例如压缩B阶树脂的方法等来形成模制部分140。
[0063]模制部分140可形成在引线框架120和散热器130之间以使得它们彼此电绝缘。
[0064]散热构件150可由具有优异的传导性的金属制成。因此，在电子组件110在高电压下工作的情况下，根据本发明实施例的半导体封装件100的外部引线124和散热构件150之间可能发生电短路。
[0065]因此，在外部引线124和散热构件150之间需要确保合适的隔离距离以防止它们之间电短路的发生。
[0066]S卩，在从模制部分140向外突出的外部引线124和散热构件150之间需要确保合适的隔离间隙距离D和隔离爬电距离S。
[0067]为了这个目的，外部引线124的表面可设置有绝缘涂覆膜160，可以应用绝缘涂覆膜160以整个地围绕外部引线124的表面。
[0068]外部引线124可安装在外部基板(例如印刷板组件(PBA)等)上。在此情况下，绝缘涂覆膜160可形成在外部引线124的部分上，除了外部引线124的安装在外部基板上的部分之外。
[0069]绝缘涂覆膜160覆盖外部引线124的表面，由此可以在比额定电压限定的绝缘间隙距离D和绝缘爬电距离S更短的距离下确保绝缘特性。
[0070]图2是示出了根据本发明第二实施例的半导体封装件的示意性剖视图。
[0071]参照图2，根据本发明第二实施例的半导体封装件200与参照图1描述的半导体封装件100相同，除了绝缘涂覆膜160'。因此，将省略除了绝缘涂覆膜160'以外的相同组件的描述。
[0072]外部引线124的表面可设置有绝缘涂覆膜160'。绝缘涂覆膜160'可形成在外部引线124的表面中面对散热构件150的外部引线124的表面上。
[0073]绝缘涂覆膜160'覆盖外部引线124的面对散热构件150的表面，由此可以在比额定电压限定的绝缘间隙距离D和绝缘爬电距离S更短的距离下确保绝缘特性。
[0074]图3是示出了根据本发明第三实施例的半导体封装件的示意性剖视图。[0075]参照图3，根据本发明第三实施例的半导体封装件300与参照图1描述的半导体封装件100相同，除了模制部分140。因此，将省略除了模制部分140以外的相同组件的描述。
[0076]模制部分140可设置在安装于内部引线122上的电子组件110之间以防止电子组件Iio之间发生电短路。另外，模制部分140可固定电子组件110，同时围绕电子组件110，从而安全地保护电子组件110免受外部碰撞。
[0077]具体地讲，模制部分140可密封引线框架120的一部分、电子组件110和散热器130。
[0078]此处，模制部分140可形成为使得散热器130的另一表面向外暴露。
[0079]S卩，模制部分140可密封引线框架120和散热器130以及电子组件110，而使得散热器130的另一表面向外暴露。
[0080]独立的散热构件150可附着到模制部分140的一个表面和散热器130的另一表面，以有效地散发热。
[0081]此处，模制部分140的散热构件所附着到的一个表面可设置有凹凸部分142。
[0082]如图3中所示，凹凸部分142可包括交替形成的至少一个凸起部分和至少一个凹陷部分。
[0083]可通过凹凸部分142充分确保外部引线124和散热构件150之间的绝缘爬电距离
S。另外，绝缘涂覆膜160形成在外部引线124的表面上，由此可以在比额定电压限定的绝缘间隙距离D更短的距离下确保绝缘特性。
[0084]图4是示出了根据本发明第四实施例的半导体封装件的示意性剖视图。
[0085]参照图4，根据本发明第四实施例半导体封装件400与参照图1描述的半导体封装件100相同，除了绝缘片170。因此，将省略除了绝缘片170以外的相同组件的描述。
[0086]绝缘片170可设置在散热构件150的一个表面的一部分上，所述表面附着到模制部分140的一个表面和散热器130的另一表面并且面对从模制部分140沿向外的径向方向向外突出的外部引线124。
[0087]可使用粘合剂等将绝缘片170固定到散热构件150的一个表面。
[0088]绝缘片170覆盖散热构件150的面对外部引线124的一个表面，由此可更有效地确保绝缘间隙距离D和绝缘爬电距离S。
[0089]图5是示出了根据本发明第五实施例的半导体封装件的示意性剖视图。
[0090]参照图5，根据本发明第五实施例的半导体封装件500与参照图1描述的半导体封装件100相同，除了绝缘间隔物180。因此，将省略除了绝缘间隔物180以外的相同组件的描述。
[0091]散热构件150与从模制部分140沿向外的径向方向向外突出的外部引线124可具有形成在其间的预定空间，且该空间可填充有绝缘间隔物180。
[0092]绝缘间隔物180可由聚合物树脂类材料、硅橡胶类材料、无机氧化物类材料等形成。
[0093]绝缘间隔物180填充外部引线124和散热构件150之间的空间，从而可增加散热构件150的散热面积，而在绝缘间隙距离D方面不受限制。
[0094]图6是示出了根据本发明第六实施例的半导体封装件的示意性剖视图，图7是示出了在根据本发明第六实施例的半导体封装件中填充绝缘树脂的方法的示意性剖视图。
[0095]参照图6和图7，根据本发明第六实施例的半导体封装件600与参照图1描述的半导体封装件100相同，除了绝缘树脂190。因此，将省略除了绝缘树脂190以外的相同组件的描述。
[0096]散热构件150与从模制部分140沿向外的径向方向向外突出的外部引线124可具有形成在其间的预定空间，且该空间可填充有绝缘树脂190。
[0097]S卩，绝缘树脂190可填充外部引线124和散热构件150之间的空间，并且密封外部引线124的一部分。
[0098]绝缘树脂190可由凝胶型硅树脂、环氧树脂等形成，并且在填充在该空间中时可以为液态，而在填充后被固化，从而被保持为具有预定的形态。
[0099]如图7中所示，根据本发明第六实施例的半导体封装件700还可包括支持部件192来填充液态的绝缘树脂190。
[0100]支持部件192在径向方向上可设置在外部引线124的外部，以保持支持部件192和外部引线124之间预定的间隔，并且外部引线124和散热构件150之间形成的空间可由液态的绝缘树脂190填充。
[0101]由于支持部件192，所以即使在固化之前，液态的绝缘树脂190也可被设置为具有预定的形态。
[0102]此处，参照图8，绝缘树脂190可将模制部分140以及外部引线124和散热构件150之间形成的空间完全密封，而使得外部引线124的一部分从其中突出。
[0103]因为液态的绝缘树脂190用于填充该空间，所以即使不包括绝缘树脂190的半导体封装件800完全形成后，也可使用支持部件192将绝缘树脂190容易地填充在该空间中，由此可改善半导体封装件800的绝缘特性。
[0104]绝缘树脂190插入在外部引线124和散热构件150之间，并且密封外部引线124的至少一部分，由此可以在比额定电压限定的绝缘间隙距离D和绝缘爬电距离S更短的距离下确保绝缘特性。
[0105]如以上所阐述的，根据本发明实施例的半导体封装件可在比额定电压限定的隔离距离更短的距离下确保绝缘特性，而不在引线框架中形成下置(down-set)，也不增加半导体封装件的尺寸。因此，可以使半导体封装件小型化，可降低其材料成本，并且可简单地设计并安装散热结构。
[0106]根据现有技术的高功率半导体封装件不能确保足够的隔离距离，使得它不能在工业上应用。然而，根据本发明实施例的半导体封装件具有优良的绝缘特性，使得其可在工业上应用。
[0107]尽管已经结合实施例示出并描述了本发明，但是对本领域技术人员来说将明显的是，在不脱离如由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可做出修改和变化。
【权利要求】
1.一种半导体封装件，包括: 内部引线，具有安装在内部引线的表面上的至少一个电子组件； 散热器，设置在内部引线的下方； 模制部分，密封所述至少一个电子组件、内部引线和散热器； 外部引线，从内部引线延伸并且从模制部分沿径向方向向外突出； 散热构件，附着到模制部分的表面和散热器；以及 绝缘涂覆膜，形成在外部弓I线的表面上。
2.如权利要求1所述的半导体封装件，其中，外部引线在从模制部分沿径向方向向外突出的其端部处弯曲并向上延伸。
3.如权利要求1所述的半导体封装件，其中，绝缘涂覆膜形成在外部引线的除了外部弓I线的安装在外部基板上的部分之外的表面上。
4.如权利要求1所述的半导体封装件，其中，模制部分的散热构件所附着到的表面设置有凹凸部分。
5.如权利要求1所述的半导体封装件，其中，散热构件的面对外部引线的表面设置有绝缘片。
6.如权利要求1所述的半导体封装件，其中，绝缘涂覆膜形成在外部引线的表面的面对散热构件的部分上。
7.如权利要求1所述的半导体封装件，其中，散热构件具有大于散热器的表面积的表面积。
8.如权利要求1所述的半导体封装件，其中，绝缘涂覆膜和散热构件之间设置有绝缘间隔物。
9.一种半导体封装件，包括: 内部引线，具有安装在内部引线的表面上的至少一个电子组件； 散热器，设置在内部引线的下方； 模制部分，密封所述至少一个电子组件、内部引线和散热器； 外部引线，从内部引线延伸并且从模制部分沿径向方向向外突出； 散热构件，附着到散热器和模制部分；以及 绝缘树脂，设置在外部引线和散热构件之间，并且密封外部引线的一部分。
10.一种半导体封装件，包括: 内部引线，具有安装在内部引线的表面上的至少一个电子组件； 散热器，设置在内部引线的下方； 模制部分，密封所述至少一个电子组件、内部引线和散热器； 外部引线，从内部引线延伸并且从模制部分沿径向方向向外突出； 散热构件，附着到散热器和模制部分；以及 绝缘树脂，完全密封模制部分，同时使得外部引线的一部分从绝缘树脂突出。
【文档编号】H01L23/495GK103515332SQ201210323624
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】河兆富 申请人:三星电机株式会社