功率型贴片半导体元件的制作方法

本发明涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种功率型贴片半导体元件。

背景技术：

现在市场上主要使用的半导体保护元件包括硅材料或碳化硅材料芯片的瞬态抑制二极管TVS、硅雪崩二极管ABD、晶闸体抑制管TSS或为金属氧化物材料芯片的压敏电阻MOV。

上述瞬态抑制二极管TVS、硅雪崩二极管ABD、晶闸体抑制管TSS一般都是SOD-123、DO-214AA、DO-214AB、DO-214AC等封装形态，其能承受的电流从几安培到几百安培不等，能承受的功率从200W到最高6.5kW。而传统直插式的元件，其能承受的电流可达几千安培，功率可达30kW。

现在市场上的金属氧化物材料芯片的贴片式压敏电阻，主要包括多层陶瓷结构和塑封结构，多层陶瓷结构的贴片压敏电阻受其结构限制和加工工艺的影响，无法做到很高的通流容量，一般只有几百安培。塑封型的贴片压敏电阻，市面上现在最大有做到4032封装的，其通流容量1200A。而传统的插件式压敏电阻，其通流容量可达到70kA甚至更高。

如上可以看出，现在市场上的贴片式半导体元件，其耐受功率和电流往往都比较小，远低于传统的插件式半导体元件，而在诸如汽车电子、高功率电源等产品中，几千瓦的功率和几百安的通流容量远远满足不了实际使用的需求，很多产品都仍在使用插件式半导体元件。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可封装与传统插件式半导体元件相同的半导体芯片，且在功率和其它电性指标上与插件元件保持相同水平的功率型贴片半导体元件。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种功率型贴片半导体元件，其特征在于：包括组合芯片，所述组合芯片的上表面焊接有上电极片，下表面焊接有下电极片；所述组合芯片的外侧设有容器状阻燃绝缘外壳，所述外壳与所述组合芯片之间填充有封装填料，所述上电极片和下电极片的自由端延伸至所述外壳外，作为所述半导体元件的两个连接引脚。

进一步的技术方案在于：所述组合芯片包括一个以上叠放到一起的单芯片。

进一步的技术方案在于：所述组合芯片为一个压敏电阻芯片或两个上、下叠放到一起的瞬态抑制二极管芯片。

进一步的技术方案在于：所述瞬态抑制二极管芯片的上、下表面设有导电层，瞬态抑制二极管芯片与瞬态抑制二极管芯片之间以及上电极片和下电极片与瞬态抑制二极管芯片之间通过焊料片进行焊接；上电极片和下电极片与所述压敏电阻芯片之间通过焊料片进行焊接。

进一步的技术方案在于：所述上电极片包括第一水平焊接片和第一连接片，所述第一水平焊接片焊接于所述组合芯片的上表面，所述第一连接片与所述第一水平焊接片垂直，所述第一连接片用于作为所述半导体元件的一个连接引脚；所述下电极片包括第二水平焊接片和第二连接片，所述第二水平焊接片焊接于所述组合芯片的下表面，所述第二连接片与所述第二水平焊接片垂直，所述第二连接片用于作为所述半导体元件的另一个连接引脚。

进一步的技术方案在于：所述上电极片包括第一水平焊接片和第一连接片，所述第一水平焊接片焊接于所述组合芯片的上表面，所述第一连接片包括第一竖直连接部和第一水平连接部，所述第一竖直连接部的上端与所述第一水平焊接片固定连接，所述第一竖直连接部的下端位于所述外壳外，与所述第一水平连接部固定连接，所述第一水平连接部用于作为所述半导体元件的一个连接引脚；所述下电极片包括第二水平焊接片和第二连接片，所述第二水平焊接片焊接于所述组合芯片的下表面，所述第二连接片包括第二竖直连接部和第二水平连接部，所述第二竖直连接部的上端与所述第二水平焊接片固定连接，所述第二竖直连接部的下端位于所述外壳外，与所述第二水平连接部固定连接，所述第二水平连接部用于作为所述半导体元件的另一个连接引脚。

进一步的技术方案在于：所述第一水平焊接片和第二水平焊接片上设有若干个通孔。

进一步的技术方案在于：所述第一连接片和第二连接片的前后侧面上以及第二水平焊接片与第二连接片的连接处设有凹槽。

进一步的技术方案在于：所述外壳使用阻燃绝缘的塑料、陶瓷或绝缘处理过的金属材料制作。

进一步的技术方案在于：所述封装填料的制作材料为阻燃绝缘的环氧树脂、硅橡胶、石英砂和/或滑石粉。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述半导体元件可封装与传统插件式半导体元件相同的半导体芯片，在功率和其它电性指标上与插件元件保持相同的水平；电极片与半导体芯片焊接好后装入外壳，并填充以封装填料，所填充的封装填料具有阻燃特性，所用外壳也为阻燃材质，半导体芯片整个被阻燃材料所包裹，能有效阻止明火。电极片伸出外壳的一端经折弯后形成可适用于表面贴装工艺的贴片式管脚。此外，所述组合芯片中可以根据需要设置一个或两个以上的单芯片，扩大了所述半导体元件的使用范围。上电极片上的通过设置通孔增加了焊接的可靠性；上、下电极片的前后侧面上设有凹槽，方便折弯。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述半导体元件的立体结构示意图；

图2是本发明实施例一所述半导体元件的剖视结构示意图；

图3是本发明实施例二所述半导体元件的剖视结构示意图；

图4是本发明实施例三所述半导体元件的剖视结构示意图；

图5是本发明实施例四所述半导体元件的剖视结构示意图；

图6是本发明实施例一和三中所述上电极片的结构示意图；

图7是本发明实施例一和三中所述下电极片的结构示意图；

其中：1、上电极片11、第一水平焊接片12、第一连接片121、第一竖直连接部122、第一水平连接部2、下电极片21、第二水平焊接片22、第二连接片221、第二竖直连接部222、第二水平连接部3、阻燃绝缘外壳4、封装填料5、压敏电阻芯片6、瞬态抑制二极管芯片7、凹槽8、焊料片9、通孔。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一片分实施例，而不是全片的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

总体的，如图1所示，本发明实施例公开了一种功率型贴片半导体元件，包括组合芯片（图1中未示出），所述组合芯片包括一个以上叠放到一起的单芯片。所述组合芯片的上表面焊接有上电极片1，下表面焊接有下电极片2；所述组合芯片的外侧设有容器状阻燃绝缘外壳3，所述外壳与所述组合芯片之间填充有封装填料4，所述上电极片1和下电极片2的自由端延伸至所述外壳外，作为所述半导体元件的两个连接引脚。

所述半导体元件可封装与传统插件式半导体元件相同的半导体芯片，在功率和其它电性指标上与插件元件保持相同的水平；电极片与半导体芯片焊接好后装入外壳，并填充以封装填料，所填充的封装填料具有阻燃特性，所用外壳也为阻燃材质，半导体芯片整个被阻燃材料所包裹，能有效阻止明火。电极片伸出外壳的一端经折弯后形成可适用于表面贴装工艺的贴片式管脚。

具体的，本发明通过以下几个实施例对所述半导体元件进行说明。

实施例一

如图2所示，本发明实施例公开了一种功率型贴片半导体元件，包括一个压敏电阻芯片5，上电极片1通过焊料片8焊接在所述压敏电阻芯片5的上表面，下电极片2通过焊料片8焊接在所述压敏电阻芯片5的下表面；所述压敏电阻芯片5的外侧设有容器状阻燃绝缘外壳3，所述外壳与所述压敏电阻芯片5之间填充有封装填料4，所述上电极片1和下电极片2的自由端延伸至所述外壳外，作为所述半导体元件的两个连接引脚。

如图2、6所示，所述上电极片1包括第一水平焊接片11和第一连接片12。所述第一水平焊接片11焊接于所述组合芯片的上表面，所述第一连接片12与所述第一水平焊接片11垂直，所述第一连接片12用于作为所述半导体元件的一个连接引脚；如图2、7所示，所述下电极片2包括第二水平焊接片21和第二连接片22，所述第二水平焊接片21焊接于所述组合芯片的下表面，所述第二连接片22与所述第二水平焊接片21垂直，所述第二连接片22用于作为所述半导体元件的另一个连接引脚。

本实施例中，优选的，压敏电阻芯片5的上、下表面涂覆有银电极层，压敏电阻芯片5选择传统插件式压敏电阻所用的大通流圆形压敏芯片，可达到较大的功率通流容量。

在本实施例中，优选的，所述第一水平焊接片11和第二水平焊接片12上设有若干个通孔9，通孔形状设计为圆形，数量设计为7个。上电极片上的通过设置通孔增加了焊接的可靠性。所述上电极片1和下电极片的前后侧面设有凹槽7，方便折弯。

在本实施例中，所述的外壳为阻燃绝缘的塑料、陶瓷或绝缘处理过的金属材料，如PBT、PA66、氧化铝陶瓷、氮化铝等；所述的封装料为阻燃绝缘的环氧树脂、硅橡胶、石英砂、滑石粉等材料或其混合体。

实施例二

本实施例不同于实施例一之处在于，上电极片1与下电极片2的具体形式不同，实施例一为直插引脚元件，实施例二为贴片引脚元件。具体的，如图3所示，所述上电极片1包括第一水平焊接片11和第一连接片12，所述第一水平焊接片11焊接于所述组合芯片的上表面，所述第一连接片12包括第一竖直连接部121和第一水平连接部122，所述第一竖直连接部121的上端与所述第一水平焊接片11固定连接，所述第一竖直连接部121的下端位于所述外壳外，与所述第一水平连接部122固定连接，所述第一水平连接部122用于作为所述半导体元件的一个连接引脚；如图3所示，所述下电极片2包括第二水平焊接片21和第二连接片22，所述第二水平焊接片21焊接于所述组合芯片的下表面，所述第二连接片22包括第二竖直连接部221和第二水平连接部222，所述第二竖直连接部221的上端与所述第二水平焊接片21固定连接，所述第二竖直连接部221的下端位于所述外壳外，与所述第二水平连接部222固定连接，所述第二水平连接部222用于作为所述半导体元件的另一个连接引脚。

实施例三

如图4所示，本发明实施例公开了一种功率型贴片半导体元件，包括组合芯片，所述组合芯片包括两个上、下叠放到一起的瞬态抑制二极管芯片6。所述瞬态抑制二极管芯片6的上、下表面设有导电镍层，瞬态抑制二极管芯片6与瞬态抑制二极管芯片6之间以及上电极片1和下电极片2与瞬态抑制二极管芯片6之间通过焊料片8进行焊接。所述组合芯片的外侧设有容器状阻燃绝缘外壳3，所述外壳与所述组合芯片之间填充有封装填料4，所述上电极片1和下电极片2的自由端延伸至所述外壳外，作为所述半导体元件的两个连接引脚。

如图4、6所示，所述上电极片1包括第一水平焊接片11和第一连接片12。所述第一水平焊接片11焊接于所述组合芯片的上表面，所述第一连接片12与所述第一水平焊接片11垂直，所述第一连接片12用于作为所述半导体元件的一个连接引脚；如图4、7所示，所述下电极片2包括第二水平焊接片21和第二连接片22，所述第二水平焊接片21焊接于所述组合芯片的下表面，所述第二连接片22与所述第二水平焊接片21垂直，所述第二连接片22用于作为所述半导体元件的另一个连接引脚。

本实施例中，优选地，两个瞬态抑制二极管芯片6选择功率型大尺寸TVS芯片，其电性参数可以相同，也可以不同。

在本实施例中，优选的，所述第一水平焊接片11和第二水平焊接片12上设有若干个通孔9，通孔形状设计为圆形，数量设计为7个。上电极片上的通过设置通孔增加了焊接的可靠性。所述上电极片1和下电极片的前后侧面设有凹槽7，方便折弯。

在本实施例中，所述的外壳为阻燃绝缘的塑料、陶瓷或绝缘处理过的金属材料，如PBT、PA66、氧化铝陶瓷、氮化铝等；所述的封装料为阻燃绝缘的环氧树脂、硅橡胶、石英砂、滑石粉等材料或其混合体。

实施例四

本实施例不同于实施例三之处在于，上电极片1与下电极片2的具体形式不同，实施例三为直插引脚元件，实施例四为贴片引脚元件。具体的，如图5所示，所述上电极片1包括第一水平焊接片11和第一连接片12，所述第一水平焊接片11焊接于所述组合芯片的上表面，所述第一连接片12包括第一竖直连接部121和第一水平连接部122，所述第一竖直连接部121的上端与所述第一水平焊接片11固定连接，所述第一竖直连接部121的下端位于所述外壳外，与所述第一水平连接部122固定连接，所述第一水平连接部122用于作为所述半导体元件的一个连接引脚；如图5所示，所述下电极片2包括第二水平焊接片21和第二连接片22，所述第二水平焊接片21焊接于所述组合芯片的下表面，所述第二连接片22包括第二竖直连接部221和第二水平连接部222，所述第二竖直连接部221的上端与所述第二水平焊接片21固定连接，所述第二竖直连接部221的下端位于所述外壳外，与所述第二水平连接部222固定连接，所述第二水平连接部222用于作为所述半导体元件的另一个连接引脚。