功率半导体器件的封装架构的制作方法

1.本发明属于半导体功率器件安装结构的技术领域，尤其涉及一种功率半导体器件的封装架构。


背景技术：

2.功率半导体器件的功率回路电感在开关工作时会由于较高的di/dt产生较大的感生电动势，会造成功率器件承受额外较大的电压应力。此外，功率模块的寄生电感和功率器件的结电容容易谐振，从而造成较为恶劣的emi问题。
3.现有技术的产品为了减小功率器件的功率回路电感，功率器件，例如功率芯片，推出无引脚的器件封装方案，将功率连接端子从芯片的底部方向(或集电极方向)引出，采用直接贴片至pcb的方式，从而可以降低功率器件的电气应力以及优化功率器件的emi问题，然而，这种封装方式没有独立的散热面，从而导致散热效果较差，无法发挥功率器件的功率能力。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种功率半导体器件的封装架构，至少解决现有技术中以无引脚方式设置的结构，使功率器件的散热效率低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
6.提供一种功率半导体器件的封装架构，适用于功率器件的散热，包括封装容器和部分嵌入所述封装容器顶端的散热器，所述封装容器内设有散热组件，所述散热组件能够夹持或包裹功率器件，且能够与功率器件导通，并与所述散热器接触，其中：
7.功率器件工作时产生的热量，通过所述散热组件以热传导的方式传递至所述散热器，以对功率器件进行降温或散热。
8.与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
9.本案所提供的构件，针对传统无引脚封装散器件热较差的问题，通过设置散热组件将功率器件，例如，功率芯片，将功率芯片一电极连接至封装容器外部散热器，例如，风冷/水冷散热齿，从而有效的降低芯片的热阻，增大功率器件的功率输出能力。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为本发明的散热组件的示意图；
12.图2为本发明设置有覆铜陶瓷基板的示意图；
13.其中：
14.1、第一金属基板；2、功率器件；3、焊接层；4、金属导热片；5、散热器；6、金属连接件；7、第二金属基板；8、封装容器；9、覆铜陶瓷基板；10、第一层；11、第二层；13、豁口。
具体实施方式
15.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
16.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
17.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
18.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
19.如图1所示的功率半导体器件的封装架构，适用于功率器件的散热，包括封装容器8和部分嵌入封装容器8顶端的散热器5，封装容器8，采用现有技术中封装半导体器件所使用的材料，例如，采用塑料制成的封装介质。封装容器8内设有散热组件，散热组件能够夹持或包裹功率器件2，且能够与功率器件2导通，并与散热器5接触，其中：功率器件2工作时产生的热量，通过散热组件以热传导的方式传递至散热器5，以对功率器件2进行降温或散热。
20.本发明通过设置散热组件将功率器件2，例如，功率芯片，将功率芯片一电极连接至封装容器8外部散热器5，例如，风冷/水冷散热齿，从而有效的降低芯片的热阻，增大功率器件2的功率输出能力。
21.作为本案所提供的部分实施方式，封装容器8外部无功率器件2的引脚，避免寄生电感和功率器件2的结电容容易谐振，从而造成较为恶劣的em i问题。
22.散热组件具体的结构，例如，散热组件包括金属导热片4、金属连接件6、第一金属基板1和第二金属基板7，第一金属基板1和第二金属基板7分别嵌入封装容器8底部，并留有伸出段，且第一金属基板1和第二金属基板7相邻并不接触；
23.功率器件2安装在第二金属基板7顶面上，且通过金属导热片4与散热器5的底面接触；
24.金属连接件6一端与第一金属基板1连接，另一端与功率器件2连接，例如，金属连接带或框架。
25.如此设置，可从功率器件2的两侧进行散热，以图1的放置方向作为参考，功率器件2的顶面通过金属导热片4将功率器件2的热量以热传导的方式向散热器5进行传递，功率器件2的底面热量，通过第一金属基板1和第二金属基板7进行散热。
26.作为本案所提供的部分实施方式，提供一种对功率器件2固定的方式，散热组件还包括在金属导热片4上、下面设置的焊接层3或烧结层，用以金属导热片4分别与散热器5的底面和功率器件2的固定。
27.进一步的，金属导热片4底面的焊接层3或烧结层设置有豁口，豁口将金属导热片4底面的焊接层3或烧结层分为第一层10和第二层11，第二层11的长度至少与金属导热片4的长度或直径相同，金属连接件6的一端与第一层10连接，通过第一层10与功率器件2导通。豁口的目的是：对第二层11与功率器件2的绝缘，降低第二层11因导通而产生热量，降低对功率器件2散热的效果。
28.在上述所提及到的几种实时方式中，如图2所示，为进一步增加功率器件2的热传导的效率，设置有覆铜陶瓷基板9，具体的：
29.覆铜陶瓷基板9衬垫在第二层11与金属导热片4之间，用以增加功率器件2向金属导热片4的传导热量，目的是：增加功率器件2向金属导热片4热量传递的效率，最终通过散热器5进行散热或降温。
30.上述的，金属导热片4为导热铜垫或导热铜片。
31.以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。