一种铜桥双面散热的芯片及其制备方法与流程

本发明涉及电子器件技术领域，特别涉及一种铜桥双面散热的芯片及其制备方法。

背景技术：

随着半导体器件技术的发展，半导体器件一直在往高性能、高可靠性和小型化的方向发展，散热问题是封装的功率器件首先需要解决的问题，因为散热问题将直接影响着功率器件的可靠性及性能。目前功率器件一般采用焊线方式来实现电性连接，由于导线的截面积小、长度较长导致阻抗增大，且随着使用时间的延长，焊线的可靠性也面临挑战。由此双面散热成了未来功率器件封装的发展趋势，使用铜桥代替焊线不仅导通电流得到较大提高，而且热阻大大降低。但是现有技术中的铜桥双面散热的封装结构因芯片表面的结合材厚度或倾斜度不同，导致焊接铜桥时可能铜桥不水平，从而铜桥表面散热区出现树脂溢胶问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种铜桥双面散热的芯片及其制备方法，上述铜桥双面散热的芯片将用于固定第二连接端与铜桥的结合材限定在环氧树脂胶膜的开孔内，可以避免结合材溢出而影响铜桥双面散热的芯片的性能，该铜桥双面散热的芯片可靠性更强、散热效果更好。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种铜桥双面散热的芯片，包括：

导线框架，所述导线框架包括基岛和管脚两个部分，所述基岛和管脚之间电性隔离；

设置于所述导线框架的基岛上的芯片本体，所述芯片本体通过结合材与所述基岛固定且电性连接，所述芯片本体朝向所述基岛的一侧设有用于与基岛电性连接的至少一个第一连接端，所述芯片本体背离所述基岛的一侧设有用于与管脚电性连接的至少一个第二连接端；

设置于所述芯片本体背离所述基岛一侧的环氧树脂胶膜，所述环氧树脂胶膜与每个所述第二连接端相对的位置设有开孔以暴露出所述第二连接端；

用于将所述芯片本体的第二连接端与管脚电性连接的铜桥，所述铜桥与所述第二连接端通过设置于所述开孔内的结合材固定。

上述铜桥双面散热的芯片中，在芯片本体背离基岛的一侧设置环氧树脂胶膜，环氧树脂胶膜与每个第二连接端相对的位置设有开孔，将用于固定铜桥与第二连接端的结合材平铺于环氧树脂胶膜的开孔内后，可将结合材限位在开孔的内部，避免未固化的结合材覆盖到芯片本体上除第二焊接端以外的部分，从而避免铜桥双面散热的芯片出现高温漏电的情况发生；同时由于开孔与第二连接端相对且结合材平铺于开孔的内部，因此结合材完全覆盖第二连接端，从而可避免由于结合材覆盖第二连接端的面积太小而造成散热效果不好的问题，使得该铜桥双面散热的芯片的散热效果更好；而且由于环氧树脂胶膜对铜桥可以起到支撑的作用且结合材的面积及形状已经固定，因此铜桥覆盖在环氧树脂胶膜的开孔的上方后，铜桥与结合胶的接触面积及形状是固定的，避免出现铜桥上结合材成型不规则问题；而且环氧树脂胶膜常温下具备胶膜的柔韧性和可贴附性，在高温固化状态可改变环氧树脂胶膜特性，使其具备一定的抗压性和绝缘性，可为该铜桥双面散热的芯片提供物理和电气保护，防止外部环境冲击芯片，使得芯片的可靠性更强。上述铜桥双面散热的芯片与现有技术相比可靠性更强、散热效果更好。

优选地，所述铜桥中用于与第二连接端连接的一端朝向所述第二连接端的表面形成有向所述第二连接端凸出的凸起组件，所述凸起组件在所述芯片上的正投影位于所述开孔内。

优选地，所述凸起组件包括一个凸起，所述凸起在所述芯片上的正投影位于所述开孔的中心。

优选地，所述凸起组件包括多个凸起，所述凸起在所述芯片上的正投影在所述开孔内均匀分布。

优选地，所述结合材为锡膏。

优选地，还包括设置于导线框架上且位于芯片本体、环氧树脂胶膜和铜桥周侧的封装层。

优选地，所述封装层的材料为环氧树脂。

优选地，还包括设置于所述铜桥背离所述导线框架一侧的焊接层。

优选地，所述焊接层的材料为锡。

本发明还提供了一种铜桥双面散热的芯片的制备方法，包括：

在芯片背离导线框架的一侧形成环氧树脂胶膜，所述环氧树脂膜与所述芯片背离导线框架一侧的第二连接端相对的位置形成有开孔；

在导线框架的基岛上形成结合材；

将芯片放置于所述结合材上，所述芯片背离所述环氧树脂膜的一侧与所述结合材固定，并将结合材进行高温固化；

在所述环氧树脂膜的开孔内形成铺设于所述开孔内的结合材；

将铜桥中用于与芯片的第二连接端固定的一端与环氧树脂膜的开孔内的结合材固定、另一端与管脚之间通过结合材固定，并将结合材进行高温固化。

附图说明

图1a和图1b分别为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的制备方法第一步的剖面结构示意图和俯视示意图；

图2a和图2b分别为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的制备方法第二步的剖面结构示意图和俯视示意图；

图3a和图3b分别为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的制备方法第三步的剖面结构示意图和俯视示意图；

图4a和图4b分别为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的制备方法第四步的剖面结构示意图和俯视示意图；

图5a和图5b分别为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的制备方法第五步的剖面结构示意图和俯视示意图；

图6a和图6b分别为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的制备方法第六步的剖面结构示意图和俯视示意图；

图7a和图7b分别为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的制备方法第七步的剖面结构示意图和俯视示意图。

图标：

1-基岛；2-管脚；3-芯片本体；4-开孔；5-环氧树脂胶膜；6-铜桥；7-凸起；8-封装层；9-焊接层；10-结合材。

具体实施方式

下面将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一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参考图1a至图7b，其中，图7a为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的剖面结构示意图、图7b为本发明提供的一种铜桥双面散热的芯片的俯视示意图，本发明提供一种铜桥双面散热的芯片，包括：

导线框架，导线框架包括基岛1和管脚2两个部分，基岛1和管脚2之间电性隔离；

设置于导线框架的基岛1上的芯片本体3，芯片本体3通过结合材10与基岛1固定且电性连接，芯片本体3朝向基岛1的一侧设有用于与基岛1电性连接的至少一个第一连接端，芯片本体3背离基岛1的一侧设有用于与管脚2电性连接的至少一个第二连接端；

设置于芯片本体3背离基岛1一侧的环氧树脂胶膜5，环氧树脂胶膜5与每个第二连接端相对的位置设有开孔4以暴露出第二连接端；

用于将芯片本体3的第二连接端与管脚2电性连接的铜桥6，铜桥6与第二连接端通过平铺于开孔4内的结合材10固定。

上述铜桥双面散热的芯片中，在芯片本体3背离基岛1的一侧设置环氧树脂胶膜5，环氧树脂胶膜5与每个第二连接端相对的位置设有开孔4，将用于固定铜桥6与第二连接端的结合材10平铺于环氧树脂胶膜5的开孔4内后，可将结合材10限位在开孔4的内部，避免未固化的结合材10覆盖到芯片本体3上除第二焊接端以外的部分，从而避免铜桥双面散热的芯片出现高温漏电的情况发生；同时由于开孔4与第二连接端相对且结合材10平铺于开孔4的内部，因此结合材10完全覆盖第二连接端，从而可避免由于结合材10覆盖第二连接端的面积太小而造成散热效果不好的问题，使得该铜桥6双面散热的芯片的散热效果更好；而且由于环氧树脂胶膜5对铜桥6可以起到支撑的作用且结合材10的面积及形状已经固定，因此铜桥6覆盖在环氧树脂胶膜5的开孔4的上方后，铜桥6与结合胶的接触面积及形状是固定的，避免出现铜桥6上结合材10成型不规则问题；而且环氧树脂胶膜5常温下具备胶膜的柔韧性和可贴附性，在高温固化状态可改变环氧树脂胶膜5特性，使其具备一定的抗压性和绝缘性，可为该铜桥双面散热的芯片提供物理和电气保护，防止外部环境冲击芯片，使得芯片的可靠性更强。上述铜桥双面散热的芯片与现有技术相比可靠性更强、散热效果更好。

上述铜桥双面散热的芯片中，对于环氧树脂胶膜5材质的选择可以根据高温反偏可靠性实验进行选择，从而对于不同的芯片本体3选取与之相匹配的环氧树脂胶膜5。

具体地，如图5a、图6a以及图7a所示，铜桥6中用于与第二连接端连接的一端朝向第二连接端的表面形成有向第二连接端凸出的凸起组件，凸起组件在芯片上的正投影位于开孔4内。

上述铜桥双面散热的芯片中，铜桥6中用于与第二连接端连接的一端朝向第二连接端的表面形成有向第二连接端凸出的凸起组件，以增加铜桥6与第二连接端连接的一端的重量，保证铜桥6重心的平稳和与第二连接端电性连接的稳定。

一种实施方式中，凸起组件仅包含一个凸起7，且该凸起7在芯片上的正投影在开孔4的中间区域，使凸起7在芯片上的正投影在开孔4的中间区域，有助于保持铜桥6的重心稳定，防止偏移；另一种实施方式中，凸起组件包括多个凸起7，凸起7在芯片上的正投影在开孔4内均匀分布，使凸起7在芯片上的正投影在开孔4内均匀分布，有助于保持铜桥6的重心稳定，防止偏移。

具体地，结合材10为锡膏。

结合材10的材质采用锡膏，电性连接的效果好且成本低。

具体地，如图6a和图6b所示，还包括设置于导线框架上且位于芯片本体3、环氧树脂胶膜5和铜桥6周侧的封装层8。

采用封装层8将铜桥双面散热的芯片中的导线框架及位于导线框架上的芯片本体3、环氧树脂胶膜5和铜桥6包裹起来，可以为铜桥双面散热的芯片提供物理和电气保护，防止外部环境的冲击对铜桥双面散热的芯片造成影响，封装层8位于导线框架的上部以及铜桥6框架朝向导向框架的一侧，不影响该铜桥双面散热的芯片的电气连接。

具体地，封装层8的材料为环氧树脂。

封装层8的材料为环氧树脂，环氧树脂在熔融状态下铜桥双面散热的芯片中的导线框架及位于导线框架上的芯片本体3、环氧树脂胶膜5和铜桥6包裹起来，再通过固化使其成型。

具体地，如图7a和图7b所示，还包括设置于铜桥6背离导线框架一侧的焊接层9。

具体地，焊接层9的材料为锡。

在铜桥6背离导线框架的一侧形成焊接层9可以提高可焊性，焊接层9的材质可以采用锡或者其它导电材质。

本发明还提供一种用于制备上述技术方案中提供的铜桥双面散热的芯片的制备方法，包括：

s1：在芯片背离导线框架的一侧形成环氧树脂胶膜5，环氧树脂膜与芯片背离导线框架一侧的第二连接端相对的位置形成有开孔4，如图1a和图1b所示；

s2：在导线框架的基岛1上形成结合材10，如图2a和图2b所示；

s3：将芯片放置于结合材10上，芯片背离环氧树脂膜的一侧与结合材10固定，并将结合材10进行高温固化，如图3a和图3b所示；

s4：在环氧树脂膜的开孔4内形成铺设于开孔4内的结合材10，并在管脚上铺设结合材，如图4a和图4b所示；

s5：将铜桥6中用于与芯片的第二连接端固定的一端与环氧树脂膜的开孔4内的结合材10固定、另一端与管脚2之间通过结合材10固定，并将结合材10进行高温固化，如图5a和图5b所示。

上述制备方法还包括：

s6：在导线框架上以及芯片本体3、环氧树脂胶膜5和铜桥6周侧形成封装层8，并对封装层8进行固化，如图6a和图6b所示；

s7：并在铜桥6背离导线框架的一侧形成焊接层9，如图7a和图7b所示。

通过上述制备方法制备的铜桥双面散热的芯片可靠性更强且散热效果更好。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。