功率半导体封装结构及制造方法与流程

本申请涉及半导体封装，尤其是一种功率半导体封装结构及制造方法。

背景技术：

1、半导体的封装结构通常用于容纳和保护来自不同半导体技术的包括硅、碳化硅(sic)、氮化镓(gan)等的半导体芯片。

2、现有技术中，功率半导体的封装结构的零部件通常是通过密封圈+螺丝锁付装配，零部件之间的装配需要考量各零部件的加工误差，而通常来说每个零部件是由不同厂商进行生产的，零部件的加工误差难以管控，影响功率半导体的封装结构的生产合格率以及封装效果。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种功率半导体封装结构及制造方法，旨在解决零部件的加工误差对功率半导体的封装结构生产合格率和封装效果造成不良影响的技术问题。

2、本申请实施例提供一种功率半导体封装结构，包括：

3、散热座，形成有冷却通道；

4、散热板，搅拌摩擦焊接于所述散热座开设所述冷却通道的一侧；

5、绝缘板，设有若干装配孔，塑封于所述散热板背向所述散热座的一侧；

6、功率半导体器件，可通过所述装配孔与所述散热板背向所述散热座的一侧接触，烧结于所述散热板背向所述散热座的一侧。

7、进一步，所述散热座设有两间隔设置的挡板，两所述挡板与所述散热座的底面形成所述冷却通道，所述挡板远离所述散热座的底面的一侧与所述散热板焊接。

8、进一步，所述挡板的焊接侧形成有第一承接部，所述散热座的的焊接侧形成有第二承接部，所述第一承接部和所述第二承接部相互嵌合。

9、进一步，所述散热板靠近所述绝缘板的一侧设有若干凸台，所述凸台可穿过所述装配孔并到达所述绝缘板背向所述散热座的一侧，所述功率半导体器件烧结于所述凸台。

10、进一步，所述散热板靠近所述散热座的一侧设有散热体，所述散热体自所述散热板表面延伸至所述冷却通道内。

11、进一步，所述装配孔呈阵列排布，所述绝缘板设有若干档条，所述档条设置于相邻两所述装配孔之间或相邻两列的两所述装配孔之间。

12、进一步，所述绝缘板自所述散热板延伸至所述散热座，环绕包覆所述散热板。

13、进一步，所述装配孔和所述功率半导体器件的数量为18个。

14、进一步，所述散热座和所述散热板由铝合金、镁合金或铜合金制成。

15、本申请实施例还提供一种功率半导体封装结构的制造方法，用于制造如上所述的功率半导体封装结构，所述制造方法包括：

16、将散热板组装至散热座开设冷却通道的一侧，通过搅拌摩擦焊接工艺焊接散热板的板体边缘和散热座的座体边缘，形成致密的固相焊缝；

17、将焊接后的散热座和散热板固定于塑封模具，塑封模具内注入液态环氧树脂，使液态环氧树脂固化时覆盖散热板背向散热座的一侧并形成干装配孔，完成绝缘板的注塑；

18、将功率半导体器件放置于散热板处于装配孔范围内的区域，对功率半导体器件进行烧结处理。

19、本申请的有益效果：通过搅拌摩擦焊接和塑封实现零部件的装配，零部件在搅拌摩擦焊焊接过程中残余应力小、收缩小和变形小，焊缝无熔焊气孔缺陷，焊接质量稳定，在电驱使用环境中，不会出现类似传统结构的螺丝应力松弛以及密封圈老化漏水等可靠性失效状况，通过塑封工艺实现装配可以减少装配、加工误差，成型结构稳定，可以预留更多功率半导体器件和散热板之间的的接触面积，提升封装结构的散热性能，降低芯片的结温，减少零部件的加工误差对功率半导体的封装结构生产合格率和封装效果造成的不良影响。

技术特征：

1.一种功率半导体封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述散热座设有两间隔设置的挡板，两所述挡板与所述散热座的底面形成所述冷却通道，所述挡板远离所述散热座的底面的一侧与所述散热板焊接。

3.根据权利要求2所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述挡板的焊接侧形成有第一承接部，所述散热座的的焊接侧形成有第二承接部，所述第一承接部和所述第二承接部相互嵌合。

4.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述散热板靠近所述绝缘板的一侧设有若干凸台，所述凸台可穿过所述装配孔并到达所述绝缘板背向所述散热座的一侧，所述功率半导体器件烧结于所述凸台。

5.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述散热板靠近所述散热座的一侧设有散热体，所述散热体自所述散热板表面延伸至所述冷却通道内。

6.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述装配孔呈阵列排布，所述绝缘板设有若干档条，所述档条设置于相邻两所述装配孔之间或相邻两列的两所述装配孔之间。

7.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述绝缘板自所述散热板延伸至所述散热座，环绕包覆所述散热板。

8.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述装配孔和所述功率半导体器件的数量为18个。

9.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述散热座和所述散热板由铝合金、镁合金或铜合金制成。

10.一种功率半导体封装结构的制造方法，用于制造权利要求1至9任一项所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述制造方法包括：

技术总结
本申请涉及半导体封装技术领域，公开一种功率半导体封装结构及制造方法。功率半导体封装结构包括散热座、散热板、绝缘板和功率半导体器件，散热座形成有冷却通道，散热板搅拌摩擦焊接于散热座开设冷却通道的一侧，绝缘板设有若干装配孔，绝缘板塑封于散热板背向散热座的一侧，功率半导体器件可通过装配孔与散热板背向散热座的一侧接触，烧结于散热板背向散热座的一侧。本申请实施例可以减少零部件的加工误差对功率半导体的封装结构生产合格率和封装效果造成的不良影响。

技术研发人员：刘成振,崔晓,王钦,朱贤龙,闫鹏修,刘军
受保护的技术使用者：广东芯聚能半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16