本发明涉及半导体器件,具体涉及一种高功率半导体封装及其制备方法。
背景技术:
1、高功率半导体封装是实现对电能进行转换、对电路进行控制以及改变电子装置中的电压和频率,直流或交流等功能,具有处理高电压,大电流的能力的电子器件。现有的高功率封装,通常通过在金属框架或陶瓷基板上进行固晶,配合焊线打线连接的方式实现芯片与基板不同电性电极之间的电性连接。
2、目前的焊线连接的方式受制于工艺需求,导致高功率半导体封装的整体结构尺寸较高较大,且焊线传输容易形成较大寄生电感,导致功率器件的高频工作性能变差,功率损耗增加。此外,制作具有复杂联通结构的陶瓷基板通常价格昂贵,加工难度大。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种高功率半导体封装及其制备方法,通过将具有槽口结构的封装基板和陶瓷基座嵌套配合,免去打线连接操作,实现小型化封装。将芯片固晶在基座上,提高散热效果,基于基座布线层之间配合实现电性联通。
2、本发明提供了一种高功率半导体封装,所述高功率半导体封装包括:设置有第一布线层的封装基板、设置有第二布线层的陶瓷基座以及电性连接在所述第二布线层上的若干个芯片;
3、所述陶瓷基座嵌合在所述封装基板内,且所述陶瓷基座基于第三布线层与所述封装基板电性连接;
4、所述第一布线层设置有第一高度的第一电性通道和第二高度的第二电性通道,所述封装基板设置有槽口结构,且所述槽口结构的边框位置设置有所述第一电性通道,所述槽口结构的内部区域设置有所述第二电性通道;
5、所述芯片顶部电极通过金属部件与所述第一电性通道连接到半导体封装底部形成第一电性引脚;所述芯片的至少一个底部电极基于所述陶瓷基座的第二布线层与所述第二电性通道连接到半导体封装底部形成第二电性引脚。
6、进一步的,所述槽口结构内设置有配合通槽,所述陶瓷基座嵌合在所述配合通槽内;
7、所述第三布线层位于所述槽口结构的内部区域,并与第二电性通道相连接。
8、进一步的,所述第二布线层设置有若干个焊盘结构,若干个芯片对应贴合在若干个焊盘上;
9、若干个所述芯片包括第一芯片和第二芯片,所述第一芯片的顶部设置有第一电性电极,所述第一芯片的底部设置有第二电性电极和第三电性电极;
10、所述第二芯片的底部设置有第四电性电极、第五电性电极和第六电性电极;
11、所述第一芯片和所述第二芯片的底部电极基于导电介质固定在所述陶瓷基座上。
12、进一步的,若干个所述焊盘结构包括用于连接第一芯片底部第二电性电极的第一焊盘以及连接第二芯片底部电极的第二焊盘;
13、所述第一焊盘和所述第二焊盘基于所述第三布线层与所述封装基板的第二电性通道电性连接。
14、进一步的,所述槽口结构的顶面对应所述第一电性通道的位置设置有连接焊盘;
15、所述第一芯片的顶部电极基于电性连接部件与所述连接焊盘电性连接,和/或所述第二芯片的顶部电极基于电性连接部件与所述连接焊盘电性连接。
16、进一步的,所述电性连接部件为可焊接金属薄片,或所述电性连接部件为具有可焊接金属层的金属薄片。
17、进一步的,所述第一焊盘和所述第二焊盘基于所述第三布线层形成互联焊盘,所述第一芯片的第二电性电极和所述第二芯片的第四电性电极基于所述互联焊盘电性连接。
18、进一步的,所述第二布线层设置有连接所述第二芯片的第五电性电极的第一子焊盘,以及连接所述第二芯片的第六电性电极的第二子焊盘;
19、所述第一子焊盘和所述第二子焊盘之间贴装有被动元器件。
20、进一步的,所述封装基板的底部设置有第一电性引脚、第二电性引脚;所述陶瓷基座的底部设置有第五电性引脚和第六电性引脚;
21、所述第一电性引脚与所述第一电性通道对应电性连接,所述第二电性引脚与所述第二电性通道对应电性连接;
22、所述陶瓷基座内设置有第五电性通道和第六电性通道,所述第五电性通与所述第五电性引脚对应电性连接,所述第六电性通道与所述第六电性引脚对应电性连接。
23、本发明还提供了一种高功率半导体封装的制备方法,所述制备方法用于制备所述高功率半导体封装,所述制备方法包括:
24、制备带有第一布线层的封装基板;
25、制备带有第二布线层的陶瓷基座;
26、将陶瓷基座嵌合固定在所述封装基板内;
27、在所述陶瓷基座和所述封装基板上制备第三布线层;
28、将芯片及被动元器件通过导电介质固定在陶瓷基座上对应焊盘位置;
29、在第一芯片顶面焊接连通第一电性的电性连接部件;
30、对基板进行塑封处理,得到封装体;
31、通过切割设备划分封装体形成若干个半导体封装。
32、本发明提供了一种高功率半导体封装及其制备方法,将高散热的陶瓷基座直接嵌合设置在封装基板上,并通过在封装基板和陶瓷基座上设置有布线层,使得芯片基于贴装实现在陶瓷基座和封装基板的电性连接,满足高功率半导体封装的集成化和小型化封装需求,同时减少封装内部的寄生电阻,能够有效降低封装的工作热量;通过将芯片基于布线层直接贴装在陶瓷基座上,可以实现对芯片的直接散热,提高了高功率半导体封装的散热效果。
1.一种高功率半导体封装,其特征在于,所述高功率半导体封装包括:设置有第一布线层的封装基板、设置有第二布线层的陶瓷基座以及电性连接在所述第二布线层上的若干个芯片;
2.如权利要求1所述的高功率半导体封装,其特征在于,所述槽口结构内设置有配合通槽,所述陶瓷基座嵌合在所述配合通槽内;
3.如权利要求1所述的高功率半导体封装,其特征在于,所述第二布线层设置有若干个焊盘结构,若干个芯片对应贴合在若干个焊盘上;
4.如权利要求3所述的高功率半导体封装,其特征在于,若干个所述焊盘结构包括用于连接第一芯片底部第二电性电极的第一焊盘以及连接第二芯片底部电极的第二焊盘;
5.如权利要求4所述的高功率半导体封装,其特征在于,所述槽口结构的顶面对应所述第一电性通道的位置设置有连接焊盘;
6.如权利要求5所述的高功率半导体封装,其特征在于,所述电性连接部件为可焊接金属薄片,或所述电性连接部件为具有可焊接金属层的金属薄片。
7.如权利要求4所述的高功率半导体封装,其特征在于,所述第一焊盘和所述第二焊盘基于所述第三布线层形成互联焊盘,所述第一芯片的第二电性电极和所述第二芯片的第四电性电极基于所述互联焊盘电性连接。
8.如权利要求4所述的高功率半导体封装,其特征在于,所述第二布线层设置有连接所述第二芯片的第五电性电极的第一子焊盘,以及连接所述第二芯片的第六电性电极的第二子焊盘;
9.如权利要求1所述的高功率半导体封装,其特征在于,所述封装基板的底部设置有第一电性引脚、第二电性引脚;所述陶瓷基座的底部设置有第五电性引脚和第六电性引脚;
10.一种高功率半导体封装的制备方法,其特征在于,所述制备方法用于制备如权利要求1至9任一所述的高功率半导体封装,所述制备方法包括: