功率半导体器件及终端设备的制作方法

本申请涉及功率半导体器件封装，尤其涉及一种功率半导体器件及终端设备。

背景技术：

1、当前主流的功率半导体器件普遍采用单向底部散热型封装架构，其热传导路径主要依赖于基岛、线路板导热过孔及冷板构成的单一纵向传导通道。然而，在浸没式液冷应用场景中，冷却介质可直接浸润器件封装表面，凭借其显著高于空气的对流换热系数，使得封装外表面与冷却液之间的对流热阻大幅降低。在此工况下，散热系统的瓶颈环节已发生显著转变：封装内部多层结构的固有导热热阻，以及封装底面与冷板之间因接触压力分布不均、界面粗糙度及微空隙等因素导致的接触热阻，共同构成了制约整体散热性能的关键因素，严重制约了功率半导体器件的散热效率与长期可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种功率半导体器件及终端设备，可以有效解决现有技术中的功率半导体器件由于采用单向底部散热型封装架构严重制约了功率半导体器件的散热效率与长期可靠性的问题等。

2、第一方面，本申请实施例提供一种功率半导体器件，包括基岛框架、半导体芯片和封装体；

3、所述基岛框架包括基岛、设于所述基岛一侧的引脚，以及设置在所述基岛的非引脚侧的至少一个导热侧壁；

4、所述半导体芯片具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面的电极固定于所述基岛的表面，所述半导体芯片的第二表面的电极通过连接片与所述引脚电连接；

5、所述封装体包裹所述半导体芯片以及部分所述基岛框架，其中，所述连接片背离所述半导体芯片的表面的至少部分、所述基岛背离所述半导体芯片的表面的至少部分、所述引脚的表面的至少部分以及所述导热侧壁背离所述半导体芯片的表面的至少部分均未被所述封装体包裹而裸露于所述封装体之外。

6、在一些实施例中，所述基岛的非引脚侧设置有一个所述导热侧壁或所述基岛的各个非引脚侧上均设置有所述导热侧壁。

7、在一些实施例中，所述导热侧壁的裸露表面设置有扰流结构。

8、在一些实施例中，所述扰流结构包括凸设在所述导热侧壁的裸露表面上的至少一个凸起结构，或者包括凹设于所述导热侧壁的裸露表面上的至少一个第一凹槽。

9、在一些实施例中，所述扰流结构包括凸设在所述导热侧壁的裸露表面上的多个所述凸起结构，所述各个凸起结构呈水滴形结构或者球柱形结构；

10、或者，所述扰流结构包括凹设于所述导热侧壁的裸露表面上的多个所述第一凹槽，所述第一凹槽为直线形凹槽，各个所述第一凹槽并排设置。

11、在一些实施例中，所述导热侧壁朝向所述半导体芯片的表面设置有第一凸台结构，和/或，所述基岛设有第二凹槽，所述第二凹槽环绕所述半导体芯片的至少部分。

12、在一些实施例中，所述连接片与所述引脚连接的区域设置有空腔结构。

13、在一些实施例中，所述连接片朝向所述半导体芯片的表面设置有第二凸台结构。

14、在一些实施例中，所述基岛框架的材料包括铜，裸露于所述封装体之外的所述基岛、所述引脚和所述导热侧壁的表面上依次设置有隔离层和锡层，所述隔离层用于平衡所述基岛框架与所述锡层之间的电位差以及隔离所述基岛框架与所述锡层。

15、在一些实施例中，所述隔离层的材料包括主构成材料以及辅构成材料，所述主构成材料在所述隔离层中的质量占比大于所述辅构成材料在所述隔离层中的质量占比，所述主构成材料包括铬、镍中的至少一种，所述辅构成材料包括磷、钒、钼、铌、硅中的至少一种。

16、在一些实施例中，所述功率半导体器件表面设置有绝缘防护层，所述绝缘防护层具有纳米级别的厚度且所述绝缘防护层为连续完整的膜层。

17、在一些实施例中，所述基岛框架的表面具有粗糙结构。

18、第三方面，本申请实施例提供一种终端设备，所述终端设备包括上述第一方面所述的功率半导体器件。

19、本申请的实施例具有如下有益效果：

20、本申请的功率半导体器件包括基岛框架、半导体芯片和封装体；基岛框架包括基岛、设于基岛一侧的引脚，以及设置在基岛的非引脚侧的至少一个导热侧壁；半导体芯片具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面的电极固定于基岛的表面；半导体芯片的第二表面的电极通过连接片与引脚电连接；封装体包裹半导体芯片以及部分基岛框架，其中，所述连接片背离所述半导体芯片的表面的至少部分、基岛背离半导体芯片的表面的至少部分、引脚的表面的至少部分以及导热侧壁背离半导体芯片的表面的至少部分均未被封装体包裹而裸露于封装体之外。本申请通过导热侧壁实现三面立体导热，热量可从芯片多向均匀导出，大幅降低底部主散热焊盘的热负荷，极大的提高了功率半导体器件的散热效率，保障了功率半导体器件的长期可靠性。

1.一种功率半导体器件，其特征在于，包括基岛框架、半导体芯片和封装体；

2.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述基岛的非引脚侧设置有一个所述导热侧壁或所述基岛的各个非引脚侧上均设置有所述导热侧壁。

3.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述导热侧壁的裸露表面设置有扰流结构。

4.根据权利要求3所述的功率半导体器件，其特征在于，所述扰流结构包括凸设在所述导热侧壁的裸露表面上的至少一个凸起结构或者包括凹设于所述导热侧壁的裸露表面上的至少一个第一凹槽。

5.根据权利要求4所述的功率半导体器件，其特征在于，所述扰流结构包括凸设在所述导热侧壁的裸露表面上的多个所述凸起结构，各个所述凸起结构呈水滴形结构或者球柱形结构；

6.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述导热侧壁朝向所述半导体芯片的表面设置有第一凸台结构，和/或，所述基岛设有第二凹槽，所述第二凹槽环绕所述半导体芯片的至少部分。

7.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述连接片与所述引脚连接的区域设置有空腔结构。

8.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述连接片朝向所述半导体芯片的表面设置有第二凸台结构。

9.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述基岛框架的材料包括铜，裸露于所述封装体之外的所述基岛、所述引脚和所述导热侧壁的表面上依次设置有隔离层和锡层，所述隔离层用于平衡所述基岛框架与所述锡层之间的电位差以及隔离所述基岛框架与所述锡层。

10.根据权利要求9所述的功率半导体器件，其特征在于，所述隔离层的材料包括主构成材料以及辅构成材料，所述主构成材料在所述隔离层中的质量占比大于所述辅构成材料在所述隔离层中的质量占比，所述主构成材料包括铬、镍中的至少一种，所述辅构成材料包括磷、钒、钼、铌、硅中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述功率半导体器件表面设置有绝缘防护层，所述绝缘防护层具有纳米级别的厚度且所述绝缘防护层为连续完整的膜层。

12.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述基岛框架的表面具有粗糙结构。

13.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括如权利要求1至12任一项所述的功率半导体器件。