【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于半導體，特別是一種帶內絕緣的雙面散熱封裝結構和制造方法。
技術介紹
1、mosfet芯片又稱為mos管，分為pmos管(p溝道型)和nmos(n溝道型)兩種，mosfet芯片的特征有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點。mosfet芯片是電路設計中常用的功率開關器件，是壓控型的，有三個電極，分別是：柵極g(gate)、源極s(source)和漏極d(drain)，柵極g是控制端，在g端加入高低電平即可控制mosfet芯片的開斷，對于nmos而言，要求vgs＞0時，mosfet芯片導通，否則mosfet芯片關斷，對于pmos而言，要求vgs＜0時，mosfet芯片導通，否則mosfet芯片關斷；源極s，對于nmos而言，源極s是流出端，對pmos而言，源極s是流入端；漏極d，對于nmos而言，漏極d是流入端，對于pmos而言，源極s是流出端。
2、制造mosfet芯片時，需要將其的三個電極的電性引出，一般的工藝會使用打線方式引出電性，具體的工藝過程為將mosfet芯片的無源面通過daf膠、銀漿或錫膏粘接在引線框架或者基板上，在引線框架或者基板的焊盤與mosfet芯片的電極之間形成連接線，該連接線可以是金(au)、銅(cu)或鋁(al)等材質,之后將整體包封，mos管的電性通過連接線傳導后由焊盤引出封裝體，打線需要更大的空間走線，整體封裝尺寸較大，連接線數量和線長不等，內阻較大，電性可靠性低。
3、其中，現有的大功率mosfet芯片采用銅夾連接
4、市面上也出現了一些把銅夾直接外露的雙面散熱封裝，但是大多數雙面散熱方案中，其由于銅夾帶電，外露后和外部散熱器連接時需要考慮絕緣問題，故此種方案應用并不廣泛。例如公開號為cn113937009a的專利技術專利公開一種表貼式雙面散熱半導體功率器件的封裝方法，包括如下步驟：提供引線框架及芯片；焊錫膏上芯，通過焊錫膏將芯片焊接在各自對應的基島上；鍵合，將芯片與管腳部通過銅片相連并壓焊；清洗，對焊接有芯片和銅片的引線框架進行清洗；塑封，采用塑封料將壓焊后的引線框架進行封裝，形成塑封本體，且僅露出管腳；研磨，將塑封本體上表面進行研磨，露出頂部銅片作為散熱片；上錫，對塑封本體外部的管腳以及外露的銅片上錫；切筋、測試及印字、包裝出貨。其中，芯片依靠正面的銅片以及背面的基島散熱，其正面與背部散熱面積大，主要的冷卻路徑是通過裸露的基島焊盤到電路板，以及頂部露出的銅片作為散熱片，起到雙面散熱的效果。該專利技術在制備中是首先將芯片與管腳部通過銅片相連并壓焊，然后將整個焊接有芯片和銅片的引線框架進行塑封，再對將塑封本體上表面進行研磨，露出頂部銅片，此種方案具體操作時非常麻煩，且操作不當就導致塑封本體周圍或者頂部銅片收到損傷，不具備實用性。
技術實現思路
1、在下文中給出了關于本專利技術實施例的簡要概述，以便提供關于本專利技術的某些方面的基本理解。應當理解，以下概述并不是關于本專利技術的窮舉性概述。它并不是意圖確定本專利技術的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本專利技術的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
2、根據本申請的一個方面，提供一種帶內絕緣的雙面散熱封裝結構，其包括封裝本體，所述封裝本體自下而上分別包括底部散熱片、芯片、粘接材料層、銅夾、塑封材料層以及頂部散熱片，所述頂部散熱片為銅片，且外露于封裝本體上形成頂部散熱面；所述頂部散熱片和底部散熱片一起形成了雙面散熱結構；所述銅夾和頂部散熱片通過塑封材料層絕緣隔離。
3、進一步的，所述頂部散熱面的銅片高于封裝本體而設置。
4、根據本申請的另一方面，提供一種上述帶內絕緣的雙面散熱封裝結構的制造方法，其包括：
5、步驟1：按常規封裝工藝組裝半成品；
6、步驟2：在對應銅片的塑封模具上模一側開真空孔，先把銅片放入下模，使用真空孔吸住銅片，把組裝完成的半成品放入下模，銅片和半成品之間具有間隙，塑封模具上模和下模合模進行注塑形成塑封本體，銅片和半成品之間的間隙填充塑封料形成塑封材料層。所述銅片的頂面外露于塑封本體之外形成頂部散熱面；所述銅片除頂面外的其他面置于塑封本體內。塑封模具上模和下模構成一套模具。
7、進一步的，位于所述頂部散熱面的銅片高于封裝本體而設置，形成作為頂部散熱面的銅片高于塑封表面的結構。優選的，所述銅片突出封裝本體的表面的尺寸為大于等于75um。經過試驗發現，該突出設計的方案使得銅片更易于散熱。
8、作為一種實現方案，所述塑封模具上模上設置有與銅片的結構相匹配的凹槽(該凹槽根據銅片大小而設置)，所述凹槽的四周的側壁均傾斜設置(也即四周側壁具備有斜度的坡)形成倒錐形結構，使得銅片可以順利導正裝到位，同時可實現對銅片的xy位置的限位。由于凹槽四周側壁傾斜設計的斜坡使得塑封后塑封料依然是包覆了銅片的5個面，氣密性保持不變。
9、作為另一種實現方案，為增強氣密性，所述塑封模具上模上設置有與銅片銅片的結構相匹配的凹槽，所述凹槽分為上下兩部分，凹槽上部分的四周側壁自上而下向中心傾斜，凹槽下部分的四周側壁自下而上向中心傾斜，且凹槽的上下兩部分平滑銜接。該設計不僅大大方便了銅片的安裝，而且由于凹槽整體呈葫蘆狀的上下均大于銅片安裝位置，使得塑封后的塑封料的氣密性大大增強。
10、由于銅片被真空吸附，其和模具緊密貼合故注塑時塑封料只能包裹銅片的5個面，頂面則無塑封料包裹，注塑后就形成銅片頂面外露結構。
11、銅片和半成品之間具有間隙，使得銅片和銅夾之間具有塑封材料，該塑封材料形成了絕緣層，從而實現了電氣隔離。優選的，銅片和半成品之間的塑封材料層(也即絕緣層)的厚度值設置在75um～150um本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種帶內絕緣的雙面散熱封裝結構，其特征在于：包括封裝本體，所述封裝本體自下而上分別包括底部散熱片、芯片、粘接材料層、銅夾、塑封材料層以及頂部散熱片，所述頂部散熱片為銅片，且外露于封裝本體上形成頂部散熱面；所述頂部散熱片和底部散熱片一起形成了雙面散熱結構；所述銅夾和頂部散熱片通過塑封材料層絕緣隔離。
2.一種帶內絕緣的雙面散熱封裝結構的制造方法，其特征在于：包括：
3.根據權利要求2所述的制造方法，其特征在于：所述銅片和半成品之間的塑封材料層的厚度值設置在75um～150um之間。
4.根據權利要求2所述的制造方法，其特征在于：所述下模上開設有用于吸附底面散熱片的真空孔。
【技術特征摘要】
1.一種帶內絕緣的雙面散熱封裝結構，其特征在于：包括封裝本體，所述封裝本體自下而上分別包括底部散熱片、芯片、粘接材料層、銅夾、塑封材料層以及頂部散熱片，所述頂部散熱片為銅片，且外露于封裝本體上形成頂部散熱面；所述頂部散熱片和底部散熱片一起形成了雙面散熱結構；所述銅夾和頂部散熱片通過塑封材料層絕緣隔離。
【專利技術屬性】
技術研發人員：饒錫林，曹周，蔡擇賢，劉方標，斯毅平，尹丹，孫天軍，蔡家標，
申請(專利權)人：氣派科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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