采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体集成电路外壳技术领域。
【背景技术】
[0002]PowerPAD封装是热增强的标准型IC封装，具有优异的热传导性能，是其它封装热传导性能的3倍。PowerPAD封装能够使组件无需配备大体积的散热片，因而广泛应用于集成度高、电流大的各类高密度集成电路系统，是当前系统封装发展的趋势。
[0003]常规PowerPAD封装是一种体积小、重量轻、适于表面安装的封装技术。此种封装的散热片暴露在IC的底部，这在芯片与封装外壳之间提供了极低的热阻通路。但PowerPAD封装多采用塑料外壳，而塑料封装在散热性、耐热性、密封性等方面不能满足军用、航空、航天等领域高可靠性、高气密性要求。而氧化铝陶瓷外壳同时具备可多层布线、高可靠性、高气密性等特点，制备工艺成熟等优点，能够有效减小集成后器件体积和重量，实现小型化，满足多种引线阵列排布输出，具有良好的优越性，因此急需研发一款采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，以满足军用、航空、航天等领域高可靠性、高气密性、散热性好的要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，散热性好、耐热性高、高气密性、机械可靠性高，能够适用于军用、航空、航天等领域。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:
[0006]一种采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，包括陶瓷体和散热片，所述陶瓷体为通腔结构，散热片通过专用焊料焊接在陶瓷体底部。
[0007]进一步的技术方案，还包括金属封口环，所述金属封口环焊接于陶瓷体顶部。
[0008]进一步的技术方案，还包括金属引线，所述金属引线与陶瓷体进行焊接。
[0009]进一步的技术方案，所述散热片根据使用需求，分为T型、倒T型或一字型。
[0010]进一步的技术方案，所述陶瓷体为多层氧化铝陶瓷。
[0011]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本实用新型采用多层氧化铝陶瓷结构，散热性好、耐热性高、高气密性、机械可靠性高，能够应用到军用、航空、航天等领域；有效减小集成后器件体积和重量，从而实现小型化；满足多种金属引线阵列排布输出，金属引线节距包括1.27mm、0.80mm、0.65mm、0.635mm、0.50mm等；同时可实现多层布线、灵活设计，满足用户电气连接要求；能够满足抗24h盐雾要求；气密性< 1X10_3 Pa ^cmVsAl具有高气密性的优点；可在温度循环(_65~150) °C，100次后，满足A4方法检漏彡I X 10_3 Pa -cm3/s ;具有机械可靠性高的优点，恒定加速度满足30000g，Yl方向，lmin。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型实施例2的结构示意图；
[0014]图3是本实用新型实施例3的结构示意图；
[0015]图4是本实用新型CSOP类陶瓷封装的典型结构；
[0016]图5是本实用新型CQFP类陶瓷封装的典型结构；
[0017]图6是本实用新型FP类陶瓷封装的典型结构；
[0018]图7是本实用新型LCC/CQFN类陶瓷封装的典型结构；
[0019]在附图中:1、盖板，2、金属封口环，3、陶瓷体，4、芯片，5、散热片，6、金属引线，7、PCB 板。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，包括金属引线6、陶瓷体3、散热片5和金属封口环2，金属封口环2焊接于陶瓷体3顶部，金属引线6焊接于陶瓷体3底部，陶瓷体3为多层氧化铝陶瓷通腔结构。盖板I位于金属封口环2上，盖板1、金属封口环2、陶瓷体3以及散热片5构成一个密闭空间。芯片4位于密闭腔体内部，并焊接在散热片5上，金属引线6与PCB板7连接。金属引线6与陶瓷体3的功能与常规外壳一致，金属封口环2用于平行缝焊封口。散热片5呈T型，T型散热片5通过专用焊料焊接在陶瓷体3底部。如图4为设计的一种CSOP类陶瓷封装，其散热片5采用T型结构。图7为设计的一种LCC/CQFN类陶瓷封装，其散热片5也采用T型结构。
[0023]实施例2
[0024]如图2所示，采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，包括金属引线6、陶瓷体3、散热片5和金属封口环2，金属封口环2焊接于陶瓷体3顶部，金属引线6焊接于陶瓷体3底部，陶瓷体3为多层氧化铝陶瓷通腔结构。盖板I位于金属封口环2上，盖板1、金属封口环2、陶瓷体3以及散热片5构成一个密闭空间。芯片4位于密闭腔体内部，并焊接在散热片5上，金属引线6与PCB板7连接。金属引线6与陶瓷体3的功能与常规外壳一致，金属封口环2用于平行缝焊封口。散热片5呈倒T型，倒T型散热片5通过专用焊料焊接在陶瓷体3底部。图5为设计的一种CQFP类陶瓷封装，其散热片5采用倒T型结构。
[0025]实施例3
[0026]如图3所示，采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，包括金属引线6、陶瓷体3、散热片5和金属封口环2，金属封口环2焊接于陶瓷体3顶部，金属引线6焊接于陶瓷体3底部，陶瓷体3为多层氧化铝陶瓷通腔结构。盖板I位于金属封口环2上，盖板1、金属封口环2、陶瓷体3以及散热片5构成一个密闭空间。芯片4位于密闭腔体内部，并焊接在散热片5上，金属引线6与PCB板7连接。金属引线6与陶瓷体3的功能与常规外壳一致，金属封口环2用于平行缝焊封口。散热片5呈一字型，一字型散热片5通过专用焊料焊接在陶瓷体3底部。图6为设计的一种FP类陶瓷封装，其散热片5采用倒一字型结构。
[0027]在设计时，根据用户要求，确定采用实施例1-3中的哪一种散热片结构，然后依据板极安装要求，确定金属引线6排布以及内部布线的互连关系，在此基础上进行结构仿真，保证其结构可靠性。
[0028]本实用新型适用的封装形式包括CSOP类、CQFP类、FP类和LCC/CQFN类陶瓷封装。
[0029]本实用新型采用Al2O3多层陶瓷共烧技术，具体工艺流程为:外壳经流延、热切后，冲腔和冲孔、孔金属化后，经印刷、定位、层压、热切成单个生瓷件，再通过烧结、镀镍、钎焊、镀金后形成单个的存储器用陶瓷外壳，散热片5的材质一般选用钨铜或钼铜，陶瓷体3与散热片5采用专用焊料进行焊接组装。
【主权项】
1.一种采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，其特征在于包括陶瓷体(3)和散热片(5)，所述陶瓷体(3)为通腔结构，散热片(5)通过专用焊料焊接在陶瓷体(3)底部。2.根据权利要求1所述的采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，其特征在于还包括金属封口环(2)，所述金属封口环(2)焊接于陶瓷体(3)顶部。3.根据权利要求1所述的采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，其特征在于还包括金属引线(6)，所述金属引线(6)与陶瓷体(3)进行焊接。4.根据权利要求1所述的采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，其特征在于所述散热片(5)为T型、倒T型或一字型。5.根据权利要求1所述的采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，其特征在于所述陶瓷体(3)为多层氧化铝陶瓷。
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用PowerPAD封装形式的陶瓷外壳，涉及半导体集成电路外壳技术领域；包括陶瓷体和散热片，必要时还包括金属引线和金属封口环，金属引线与氧化铝陶瓷的功能与常规外壳一致；金属封口环用于平行缝焊封口；氧化铝陶瓷为通腔结构，散热片通过专用焊料焊接在陶瓷体底部。本实用新型散热性好、耐热性高、高气密性、机械可靠性高，能够适用于军用、航空、航天等领域。
【IPC分类】H01L23/053, H01L23/08, H01L23/367
【公开号】CN204614771
【申请号】CN201520359247
【发明人】张倩, 彭博
【申请人】中国电子科技集团公司第十三研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月29日