半导体整流元件的封装结构及封装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体封装技术领域，具体涉及一种半导体整流元件的封装结构及封装方法。
【背景技术】
[0002]传统半导体芯片是以导线架(LeadFrame)作为芯片承载件以形成一半导体封装件。该导线架包括一芯片座及形成在该芯片座周围的多条管脚，待半导体芯片粘接至芯片座上并以焊线电性连接该芯片与管脚后，经由一封装树脂包覆该芯片、芯片座、焊线以及管脚的内段，从而形成该具导线架的半导体封装件。
[0003]以导线架作为芯片承载件的半导体封件的形态及种类繁多，如QFP半导体封装件(Quad Flat Package)、QFN(Quad_Flat Non-leaded)半导体封装件、SOP半导体封装件(Small Outline Package)或DIP半导体封装件(Dual in-line Package)等，为提高半导体封装件的散热效率与兼顾芯片尺寸封装(Chip Scale Package，CSP)的小尺寸要求，目前多以芯片座底部外露的QFN半导体封装件或露垫式(Exposed Pad)半导体封装件为封装主流。
[0004]然而以导线架封装半导体整流元件的封装结构，其封装材料与导线架部分容易脱离使得封装材料松动，工艺可靠性较低，成本较高；另外，以导线架封装的封装结构无法实现功能模块化，集成度较低，很难用于微型器件中。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种半导体整流元件的封装结构及封装方法，其封装结构可靠性高、成本低，能够实现封装结构的微型化。
[0006]为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下:
一种半导体整流元件的封装结构，所述封装结构包括:
芯片单元，包括若干用于进行整流的整流芯片；
导体单元，包括位于芯片单元下方且与芯片单元电性连接的第一线路层、位于芯片单元上方且与芯片单元电性连接的第二线路层、以及电性连接第一线路层和第二线路层的导电柱；
绝缘单元，包括包覆第一线路层的第一绝缘层、包覆第二线路层的第二绝缘层、以及填充于第一绝缘层和第二绝缘层之间未被芯片单元和导体单元占据的第三绝缘层。
[0007]作为本发明的进一步改进，所述整流芯片为整流二极管。
[0008]作为本发明的进一步改进，作为本发明的进一步改进，芯片单元还包括若干用于保护整流芯片的保护芯片。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述保护芯片包括输入端双向瞬态抑制管和/或输出端双向瞬态抑制管。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述封装结构包括多个阵列排布的导电柱，至少部分导电柱电性与第一线路层和第二线路层电性连接。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述第一线路层包括若干分离设置的第一线路，第二线路层包括若干分离设置的第二线路，每个第一线路与且仅与一个导电柱电性连接，每个第二线路与且仅与一个导电柱电性连接。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述导电柱贯穿第一绝缘层和第二绝缘层设置，所述导体单元还包括设于第一绝缘层或第二绝缘层的表面且与导电柱电性连接的焊接部。
[0013]相应地，一种半导体整流元件的封装方法，所述封装方法包括:
提供第一导电层，在第一导电层上焊接芯片单元，并在芯片单元上焊接第二导电层；
在第一导电层和第二导电层之间灌胶，形成第三绝缘层；
对第一导电层和第二导电层分别进行蚀刻，形成第一线路层和第二线路层；
在第一线路层和第二线路层表面分别封装形成第一绝缘层和第二绝缘层；
制作贯穿第一绝缘层和第二绝缘层的通孔，并在通孔内形成电性导通第一线路层和第二线路层的导电柱。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述封装方法还包括:
在第一绝缘层或第二绝缘层表面制作与导电柱电性连接的焊接部。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述第一线路层和第二线路层为铜箔，芯片单元与第一线路层或第二线路层通过焊料进行焊接。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
使用线路层替代传统封装结构中的导线架，封装结构可靠性高、成本低，且封装方法简单，易于生广制造；
封装结构实现了器件功能模块化，且能够实现封装结构的微型化。
【附图说明】
[0017]图1是本发明一【具体实施方式】中半导体整流元件的封装结构的立体结构示意图；
图2是本发明一【具体实施方式】中半导体整流元件的封装结构的另一视角立体结构示意图；
图3是本发明一【具体实施方式】中半导体整流元件的封装结构的剖视结构示意图；
图4是本发明一【具体实施方式】中半导体整流元件的封装结构的爆照结构示意图；
图5是本发明一【具体实施方式】中半导体整流元件的封装结构的另一视角爆照结构示意图；
图6是本发明现有技术中桥式整流电路的电路图。
【具体实施方式】
[0018]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0019]应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一线路层可以被称为第二线路层，并且类似地第二线路层也可以被称为第一线路层，这并不背离本发明的保护范围。
[0020]参图1-图3所示，在本发明的一【具体实施方式】中，半导体整流元件的封装结构包括:
芯片单元10，包括若干用于进行整流的整流芯片；
导体单元20，包括位于芯片单元10下方且与芯片单元10电性连接的第一线路层21、位于芯片单元10上方且与芯片单元10电性连接的第二线路层22、以及电性连接第一线路层21和第二线路层22的导电柱23;
绝缘单元30，包括包覆第一线路层21的第一绝缘层31、包覆第二线路层22的第二绝缘层32、以及填充于第一绝缘层31和第二绝缘层32之间未被芯片单元10和导体单元20占据的第三绝缘层33。
[0021]进一步地，本实施方式中导电柱23贯穿第一绝缘层31和第二绝缘层32设置，导体单元20还包括设于第一绝缘层31表面且与导电柱23电性连接的焊接部24。
[0022]以下结合图1-图5，对本实施方式中半导体整流元件的封装结构作详细说明。
[0023]本实施方式中封装结构为保护型桥式整流电路的封装结构，整流电路(rectifying circuit)为把交流电能转换为直流电能的电路。参图6所示，大多数桥式整流电路由变压模块A、桥式整流模块B和滤波模块C等组成，滤波模块的终端连接终端负载D。这种电路，由一个交流电变压器(包括原边绕组、副边绕组以及铁芯)和两个桥臂(包括两对整流二极管)组成，可以实现全波整流，同时在一定程度上克服了半波整流的缺点。保护型桥式整流电路包括交流电变压器、整流二极管01，02，03，04、输入端双向瞬态抑制管05、输出端双向瞬态抑制管D6及滤波元件(滤波器等)。
[0024]其中，交流输入端包括输入交流正极a和输入交流负极b，直流输出端包括输出直流正极c和输出直流负极d，整流二极管Dl，D2，D3，D4，设于交流输入端与直流输出端之间，输入端双向瞬态抑制管D5集成在输入交流正极a和输入交流负极b之间，输出端双向瞬态抑制管D6集成在输出直流正极c和输出直流负极d之间。
[0025]参图4、图5所示，对应于上述保护型桥式整流电路，本实施方式中的芯片单元10包括第一整流芯片11、第二整流芯片12、第三整流芯片13、第四整流芯片14、第一保护芯片15及第二保护芯片16共6个芯片，其中，第一整流芯片11、第二整流芯片12、第三整流芯片13、第四整流芯片14为整流二极管，两对整流二极管形成两个桥臂，第一保护芯片15和第二保护芯片16分别为输入端双向瞬态抑制管D5和输出端双向瞬态抑制管D6。
[0026]对应于上述芯片单元10的排列结构，以下对本实施方式中的第一线路层21和第二线路层22进行详细说明。
[0027]第一线路层21包括相互绝缘的第一线路211、第二线路212和第三线路213，第二线路22层包括相互绝缘的第四线路221、第五线路222和第六线路223，其中:
第一整流芯片11的下表面和上表面分别与第一线路211和第四线路221电性连接； 第二整流芯片12的下表面和上表面分别与第二线路212和第四线路221电性连接； 第三整流芯片13的下表面和上表面分别与第二线路212和第五线路222电性连接； 第四整流芯片14的下表面和上表面分别与第一线路211和第五线路222电性连接； 第一保护芯片15的下表面和上表面分别与第一线路211和第六线路223电性连接； 第二保护芯片16的下表面和上表面分别与第三线路213和第四线路221电性连接。
[0028]进一步地，本实施方式中通过四个导电柱电性连接第一线路层21和第二线路层22，具体地，导电柱23包括:
第一导电柱231，与第一线路层21中的第一线路211电性连接；
第二导电柱232，与第一线路层21中的第二线路212和第二线路层22中的第六线路223