专利名称：金属化平面整流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子器件，特别设计一种半导体整流器。
背景技术：
整流器，特别是半导体整流器，是电子技术中应用非常广泛的电子器件。半 导体整流器一般由二极管构成，一只整流器通常采用4只二极管连接成桥式整流电路构 成。在半导体制造工艺中，封装在一起的4只二极管由4只半导体芯片构成，半导体芯 片包括P型半导体和N型半导体两种材料类型，其接触区就是PN结，是二极管实现其功 能(单向导电性)的所在。图1示出了现有技术的整流器管芯结构示意图，可以看出， 整流器的管芯结构层次依次为引线框架(电极的连接线)1、电极23、芯片层2(用于布 置芯片20)、电极24、引线框架1，如图1所示。图中，二极管的PN结是在一块本征半 导体芯片20正面和背面掺不同的杂质，使其正面成为P型半导体21，背面成为N型半导 体22，在P型半导体21和N型半导体22交界处就形成了一个PN结。为了满足二极管 的电性能要求，芯片20厚度d—般要达到0.25 0.27mm。图1中P型半导体21的电极 23、N型半导体22的电极24分别从芯片20的正面和背面引出，并各自与位于同一面的 引线框架1连接，从而将4只二极管(图1中仅示出了2只)连接成桥式整流电路。由图 1可见，管芯厚度为2h+d，其中h = 0.5mm，d>0.25mm,管芯厚度至少为1.25mm。整流器散热主要有自然冷却和加散热器两种方式，自然冷却的散热途径是整流 器壳体及其4只引脚。由于自然冷却的散热系数一般都比较小，并且整流器散热面的绝 对面积也比较小，因此实际通过该途径的散热量也是十分有限的。当整流器消耗功率较 大时(大于4.0W)，采用自然冷却的方式已经不能满足其散热需求，此时就必须采用加 装散热器，这样既增大了器件体积，也增加了成本。现有技术的整流器存在的主要缺点 是管芯厚度较大，不利于器件的小型化；由于采用芯片两面扩散的工艺形成PN结， 芯片两面都有电极和引线框架，即便不考虑基片3的厚度，芯片也不能与外侧散热片直 接接触，芯片热阻大，散热效果不好。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术整流器厚度大不利于小型 化及散热效果差的缺点，提供一种采用金属化封装的整流器。本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，金属化平面整流器，包括 塑封层、芯片、绝缘隔离层、电极、引线框架，其特征在于，所述芯片背面置于绝缘隔 离层正面，所述电极从芯片正面引出并与引线框架连接，所述绝缘隔离层背面连接有散 热片，所述散热片与所述塑封层共同构成所述整流器的封装结构。进一步的，所述绝缘隔离层背面有一层金属膜，所述金属膜附着在绝缘隔离层 背面并与散热片连接为一体。具体的，所述金属膜与散热片焊接为一体。[0008]进一步的，所述绝缘隔离层附着于芯片底面。具体的，所述散热片为无氧铜片。本实用新型的有益效果是，芯片背面没有电极和引线框架，方便进行绝缘和金 属化处理，实现金属化封装，并降低整流器的厚度。由于芯片几乎可以直接与金属化封 装结构接触，降低了芯片散热的热阻，可以提高整流器散热效果。
图1是现有技术整流器结构示意图；图2是实施例的示意图。其中1为引线框架；2为芯片层；3为基片(或绝缘隔离层)；4为金属膜；5 为散热片；11为塑封层；20为半导体芯片；21为P型半导体；22为N型半导体；23、 24为电极。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。本实用新型金属化平面整流器，采用4只二极管接成桥式整流器，每只二极管 的PN结都是在一片P型(或N型)半导体芯片正面，扩散N型杂质(或P型杂质)构 成。本实用新型金属化平面整流器，其中的二极管均为平面结构，芯片背面没有电极和 引线框架，可以在纯平面的芯片背面沉积一层硅绝缘层(如SiO2或Si3N4)作为基片，并 进行金属化处理形成一层金属膜，然后再在金属膜上焊接一片无氧铜片作为散热片进行 主动散热，实现芯片和散热铜片一体化封装，芯片与散热铜片直接紧密结合(忽略绝缘 隔离层的厚度)，既简化了生产流程，又提高了散热能力。实施例1参见图2，本例整流器包括塑封层11、引线框架1、芯片层2、绝缘隔离层3(相 当于现有技术的基片)、金属膜4和散热片5。本例中，芯片层2的正面分布4只芯片 20(图2中仅示出了 2只芯片)，芯片20背面置于绝缘隔离层3正面，每只芯片20构成一 只二极管，所有二极管电极(如图2中的电极23和电极24)全部从芯片20正面引出，并 与位于芯片层正面的引线框架1连接成桥式整流电路，绝缘隔离层3背面连接散热片5， 散热片5与塑封层11共同构成本例整流器的封装结构，从而构成带散热片的整流器，增 强了整流器的主动散热能力。本例的芯片20采用N型半导体，本例的所有二极管都是通 过在N型半导体芯片正面扩散P型杂质构成，在P型杂质与N型半导体的交界面就构成 PN结。图2中，N型半导体22为半导体芯片20中没有扩散P型杂质的部分，P型半导体 21由N型半导体芯片20正面扩散的P型杂质形成。本例半导体芯片20材料为Si (硅)， 本例绝缘隔离层3可以采用与硅材料兼容的工艺，在芯片层背面生成一层SiO2(玻璃)或 Si3N4 (氮化硅)构成。本例的金属膜是在SiO2或Si3N4上通过溅射工艺沉积一层金属Ni 薄膜(也可以沉积其他便于与散热片材料焊接的金属材料)，然后在金属Ni薄膜上通过焊 接工艺与铜片(本例的散热片5)连接为一体。从图2可以看出，本例整流器的管芯厚度 与现有技术比较，不但减少了一个h的厚度，由于采用平面掺杂的扩散工艺，芯片厚度 可以较现有技术低50 70 μ m，即本例管芯厚度可以做到0.7mm，约为现有技术管芯厚度的一半，可见本实用新型对于降低整流器厚度作用非常明显，器件小型化效果突出， 特别适合制造表面贴装器件(SMD)。
权利要求1.金属化平面整流器，包括塑封层、芯片、绝缘隔离层、电极、引线框架，其特 征在于，所述芯片背面置于绝缘隔离层正面，所述电极从芯片正面引出并与引线框架连 接，所述绝缘隔离层背面连接有散热片，所述散热片与所述塑封层共同构成所述整流器 的封装结构。
2.根据权利要求1所述的金属化平面整流器，其特征在于，所述绝缘隔离层背面有一 层金属膜，所述金属膜附着在绝缘隔离层背面并与散热片连接为一体。
3.根据权利要求2所述的金属化平面整流器，其特征在于，所述金属膜与散热片焊接 为一体。
4.根据权利要求1、2或3所述的金属化平面整流器，其特征在于，所述绝缘隔离层 附着于芯片底面。
5.根据权利要求4所述的金属化平面整流器，其特征在于，所述散热片为无氧铜片。
专利摘要本实用新型涉及一种半导体整流器。本实用新型针对现有技术整流器厚度大不利于小型化及散热效果差的缺点，公开了一种采用金属化封装的整流器。本实用新型的技术方案是，金属化平面整流器，包括塑封层、芯片、绝缘隔离层、电极、引线框架，所述芯片背面置于绝缘隔离层正面，所述电极从芯片正面引出并与引线框架连接，所述绝缘隔离层背面连接有散热片，所述散热片与所述塑封层共同构成所述整流器的封装结构。本实用新型的整流器，芯片背面没有电极和引线框架，方便进行绝缘和金属化处理实现金属化封装，并降低整流器的厚度。由于芯片几乎可以直接与金属化封装结构接触，降低了芯片散热的热阻，可以提高整流器散热效果，非常适合制造表面贴装器件。
文档编号H01L23/367GK201796886SQ20102052203
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者俞建, 李治刿, 李驰明, 范德忠, 赵强, 魏广乾 申请人:四川太晶微电子有限公司