多管芯大功率二极管外壳及其制作方法、芯片封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体芯片封装技术领域，尤其涉及多管芯大功率二极管外壳及其制作方法、芯片封装方法。
【背景技术】
[0002]目前二极管封装外壳多为小电流或单芯片组低功率外壳，难以满足市场对二极管小型化、集成度、大电流、大功率及高可靠性的发展趋势。陶瓷-金属封装组件很好的糅合了这些趋势因素，因其结构可小型化、高可靠性以及优异的电、热性能的优点使其在二极管封装行业中获得了越来越多的应用，是二极管封装组件发展趋势之一。
[0003]传统的基于陶瓷-金属封装的二极管芯片外壳主要采用单芯片封装的方式，也就是说在一个陶瓷-金属外壳内只封装一个芯片。即使采用一个外壳内封装多个芯片，也存在成本高、可靠性低、灵活度低的问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明主要目的在于提供一种多管芯大功率二极管外壳及其芯片封装方法，在I安培的大电流内可并行运行多组芯片，实现多管芯大功率二极管封装应用，结构可靠。
[0005]本发明一方面提供了一种多管芯大功率二极管外壳，包括:
[0006]陶瓷框，框体内穿置多条微带线，框内侧设第一键合区，框外侧设多条引线；
[0007]基板，设置在所述陶瓷框内侧底部，具有陶瓷基体，以及所述将所述陶瓷基体金属化的上侧表面和下侧表面，所述上侧表面形成多个隔离区以及第二键合区，所述隔离区用于容纳所述芯片。
[0008]进一步地，还包括热沉，用于放置所述陶瓷框与所述基板，其中，所述热沉与所述基板的所述下侧表面直接接触。
[0009]进一步地，所述基板的基体为高热导率的陶瓷基体，其下侧表面以及所述陶瓷框通过钎焊与所述热沉连接。
[0010]进一步地，还包括可伐焊环，所述可伐焊环通过钎焊固定在所述陶瓷框的上表面。
[0011]进一步地，所述微带线层厚度范围为10 μπι?12 μ m。
[0012]进一步地，所述陶瓷框以及所述基板的所述陶瓷基体为基于AlN高温共烧陶瓷工艺一体成型。
[0013]本发明另一方面提供了用于制作上述多管芯大功率二极管外壳，包括:采用高温共烧陶瓷工艺一体化形成陶瓷框以及陶瓷基体，利用在所述基板下侧表面钎焊金属热沉和在陶瓷框上表面钎焊封接可伐焊环。
[0014]本发明又一方面还提供了一种多芯片封装方法，包括:提供上述芯片封装组件以及多个芯片，所述多个芯片中的每一所述芯片通过焊接、键合或胶黏固定连接在所述基板的一对应所述隔离区。
[0015]进一步地，将所述多个芯片与所述封装外壳进行电连接包括用金丝将所述第一键合区与所述第二键合区进行电连接、用金丝将第二键合区与所述芯片封装组件的隔离区进行电连接中的一种或多种，通过金丝电连接所述第一键合区、二键合区或所述隔离区至所述微带线，通过所述微带线电连接至所述引线。
[0016]进一步地，还包括将多个芯片进行电连接，具体为:用引线将多个所述第二键合区与多个所述第一键合区进行电连接，再用金丝将多个所述第二封装组件的键合区进行电连接。
[0017]本发明的有益效果:本封装组件是一种散热性能优良的大功率芯片封装外壳，尤其是适用于大功率二极管封装外壳，可并行十只芯片，最大电流可达I安培；结构设计简单，主要采用AlN高温共烧陶瓷工艺，利用在芯片基板下钎焊金属热沉和在陶瓷框上表面钎焊封接可伐焊环的结构，实现高散热和高可靠的二极管封装，满足用户对大电流和大功率性能要求；腔内高热导率陶瓷基板及其金属热沉为芯片组提供散热优异、机械强度可靠的稳定工作环境，极大的满足了二极管用户对集成化、高可靠、大功率封装外壳的需求。
【附图说明】
[0018]图1为示意性示出本发明多管芯大功率二极管外壳的平面结构示意图；
[0019]图2为示意性示出本发明多管芯大功率二极管外壳的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0021]在以下描述中，为了解释说明，提出许多具体的细节以提供对本发明的全面理解。但是显然，本发明能够实现为不具有这些具体细节。在其他情况中，已知结构和设备以框图形式示出，以避免不必要的对本发明的误解。
[0022]图1为示意性示出本发明多管芯大功率二极管外壳的平面结构示意图。图2为示意性示出本发明多管芯大功率二极管外壳的剖面结构示意图。结合参考图1、2，本发明提供一种多管芯大功率二极管外壳，包括:陶瓷框I，框体内穿置多条微带线(图未示)，优选地，所述微带线层厚度范围为10 μ m?12 μ m。框内侧设第一键合区8，框外侧设多条引线5 ;基板2，设置在所述陶瓷框I内侧底部，具有陶瓷基体，以及所述将所述陶瓷基体金属化的上侧表面和下侧表面，所述上侧表面形成多个隔离区6以及第二键合区7，所述隔离区6用于容纳所述芯片(图未示)。
[0023]进一步地，还包括热沉3，用于放置所述陶瓷框I与所述基板2，其中，所述热沉3与所述基板2的所述下侧表面直接接触。其中，所述基板2的基体为高热导率的陶瓷基体，其下侧表面以及所述陶瓷框通过钎焊与所述热沉3连接。
[0024]进一步地，还包括可伐焊环4，所述可伐焊环4通过钎焊固定在所述陶瓷框I的上表面。
[0025]框体内穿设微带线的陶瓷框1，其作用在于安装芯片提供环境隔离、机械保护、及封装承载作用，同时作为微带线的承载介质，实现腔内外电路的传输和信号传递；腔内芯片基板2，芯片区通过焊接、键合、胶黏等形式和芯片组连接实现多管芯并行，第一、二键合区7、8和瓷框内部微带线通过金丝键合实现电路互联；金属热沉3，通过和高热导率的氮化铝基体、及氧化铝瓷框钎焊互联，实现大功率应用的高散热性及结构高可靠性；可伐焊环4，可满足用户封装要求，实现高可靠气密封装；引线5通过焊接、键合、胶黏等形式实现芯片封装组件表贴应用，可满足自动焊、手工钎焊等工艺需求。
[0026]作为本发明的一具体实施例，本发明提供的封装组件主要是基于AlN高温共烧陶瓷技术的新型多管芯大功率二极管陶瓷-金属封装外壳，其包括内置微带线的AlN陶瓷框、金属热沉、腔内芯片基板(AlN)、焊环、引线，与芯片通过直接焊接、键合或胶黏等连接形式实现多管芯的大功率二极管应用封装外壳；该二极管封装外壳，共管堆十只芯片组，每只芯片的工作电压可高达100V，电流高达I安培。其特征是实现方法包括如下步骤:
[0027]陶瓷腔内置芯片基板、其结构是上表面金属化十个隔离芯片区，实现10组芯片的并行管堆，同时在芯片区附近设置键合区，和瓷框内部微带线通过金丝键合实现电路互联；下表面完全金属化，实现和金属热沉的互联；
[0028]内置穿墙的微带线通过微带线键合区和外部引线及内部芯片组互联，实现多芯片组与外界电路的传输和信号传递，微带线采用电性能优异的金属化浆料实现，满足大电流的传输；
[0029]芯片基板通过采用高热导率的陶瓷基体并和金属热沉钎焊互联，实现大功率应用的高散热性及结构高可靠性；
[0030]多管芯大功率二极管陶瓷-金属封装外壳采用常规的高温共烧陶瓷工艺及传统的钎焊工艺技术，满足其结构高可靠性。
[0031]所述的多管芯大功率二极管金属-陶瓷封装外壳主体由AlN高温共烧陶瓷构成，瓷框陶瓷具有稳定的介电常数、优异的机械强度、较小的热膨胀系数及耐高温性能，和金属封接可实现低应力的高可靠封装，基板陶瓷具有高热导性，满足大功率二极管封装应用。
[0032]所述的多管芯大功率二极管金属-陶瓷封装外壳可满足用户大电流应用要求，实现封装组件高可靠气密封装。
[0033]本多管芯大功