大功率器件的高散热封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体封装技术领域，特指一种大功率器件的高散热封装结构。


背景技术：

2.目前半导体封测行业普遍使用的是第一代硅基材料芯片，第二代砷化镓，磷化铟材料芯片和粘贴芯片的材料是普通的银胶，连接芯片与管脚使用的线材一般是金线、银线、铜线、镀把铜线及铝线等。具体参与图2所示，芯片13采用硅基层，通过银胶层12设置在引线框架11上，芯片13之上设置了纯铝层14，在纯铝层14之上设置了钝化层15，铜线16连接在芯片13与引线框架11的管脚之间。该芯片的封装结构，导热系数一般小于30w/mk，导热能力较差，无法满足大功率器件的高散热需求，因此，亟需提供一种新的解决方案。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大功率器件的高散热封装结构，解决现有芯片封装结构的导热能力较差无法满足大功率器件的高散热要求的问题。
4.实现上述目的的技术方案是：
5.本实用新型提供了一种大功率器件的高散热封装结构，包括：
6.引线框架；
7.通过烧结银层粘贴在所述引线框架上的芯片；
8.设于所述芯片之上的纯铝层；
9.设于所述纯铝层之上的镍钯金层；以及
10.连接在所述镍钯金层与所述引线框架之间的铜带。
11.本实用新型的封装结构在芯片上化镀镍钯金，并搭配纯铝层，独霸就的导热能力较高，纯铝层的导热能力优于基材，且芯片通过烧结银层粘贴在引线框架上，导热系数高达250w/mk，铜带的使用，键合效率高，导热能力强，适用于大功率器件。
12.本实用新型大功率器件的高散热封装结构的进一步改进在于，所述铜带通过锡膏层与所述镍钯金层连接。
13.本实用新型大功率器件的高散热封装结构的进一步改进在于，所述铜带通过锡膏层与所述引线框架连接。
14.本实用新型大功率器件的高散热封装结构的进一步改进在于，所述芯片为氮化镓层。
15.本实用新型大功率器件的高散热封装结构的进一步改进在于，所述芯片为氮化硅层。
16.本实用新型大功率器件的高散热封装结构的进一步改进在于，所述铜带包括相互垂直设置的水平段以及竖向段。
17.本实用新型大功率器件的高散热封装结构的进一步改进在于，所述芯片之下设有散热片。
18.本实用新型大功率器件的高散热封装结构的进一步改进在于，所述散热片为铟片。
19.本实用新型大功率器件的高散热封装结构的进一步改进在于，所述铜带的宽度为0.938
±
1mm，厚度为0.152
±
0.008mm。
附图说明
20.图1为本实用新型大功率器件的高散热封装结构的结构示意图。
21.图2为现有技术中芯片封装的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
23.参阅图1，本实用新型提供了一种大功率器件的高散热封装结构，该大功率是指器件的功率大于等于2.6kw,具有高散热能力，热机械稳定性，用于解决现有的芯片封装结构采用的铜线的导热系数小，导热能力较差，无法满足大功率器件散热的需求。本实用新型的封装结构的芯片的正面化镀镍钯金金属，在芯片的背面设有散热片(也即背金)，镍钯金导热能力优于现有封装结构中的纯化层，背金的导热能力优于现有的基材，从而提高了本实用新型的导热能力。进一步地，芯片通过烧结银层粘贴在引线框架上，该烧结银层的导热系数高达250w/mk，导热系数较高，导热能力也较高。铜带的采用，使得键合效率高，导热能力强，适用于大功率器件。下面结合附图对本实用新型大功率器件的高散热封装结构进行说明。
24.参阅图1，显示了本实用新型大功率器件的高散热封装结构的结构示意图。下面结合图1，对本实用新型大功率器件的高散热封装结构进行说明。
25.如图1所示，本实用新型大功率器件的高散热封装结构包括引线框架21、烧结银层22、芯片23、纯铝层24、镍钯金层25以及铜带26，其中芯片23通过烧结银层22粘贴在引线框架21上；纯铝层24设于芯片23之上，镍钯金层25设于纯铝层24之上；铜带26连接在镍钯金层25与引线框架21之间。
26.较佳地，烧结银层22采用有压烧结银材料，可选取h9892-5(有压)烧结银材料，导热系数高达250w/mk。
27.在本实用新型的一种具体实施方式中，铜带26通过锡膏层27与镍钯金层25连接。
28.铜带26的另一端通过锡膏层27与引线框架21连接。
29.具体地，铜带26采用键压技术连接在镍钯金层25及引线框架21之间，铜带26相较于普通的铜线材导热能力强，键合效率高，适用于大功率器件。
30.铜带的宽度为0.938
±
1mm，厚度为0.152
±
0.008mm。
31.较佳地，铜带26包括相互垂直设置的水平段以及竖向段，该水平段与镍钯金层25连接，竖向段与引线框架21连接。。
32.在本实用新型的一种具体实施方式中，芯片23为氮化镓层。或者芯片23为氮化硅层。
33.芯片选择第三代氮化镓或氮化硅，具有较高的导热率、耐腐蚀以及抗辐射等优点。
34.在本实用新型的一种具体实施方式中，镍钯金层25及纯铝层24化镀在芯片23上，
在芯片23的正面化镀金属，先在芯片23的正面化镀金属铝形成纯铝层24，之后在化镀镍钯金形成镍钯金层25，镍钯金层的导热能力优于现有结构的钝化层。
35.在本实用新型的一种具体实施方式中，引线框架21为铜框架，包括基岛和管脚，芯片23设于基岛上，铜带26的端部与对应的管脚连接。
36.在本实用新型的一种具体实施方式中，芯片23之下设有散热片231，散热片231设于芯片23的背部，能够对芯片23起到散热的作用。较佳地，散热片231为铟片，该铟片的导热优于现有结构的基材。
37.在本实用新型的一种具体实施方式中，本实用新型的封装结构采用晶圆级封装制程，具体工艺流程包括：晶圆导入，晶圆清洗，化镀镍钯金，正面贴膜，背面研磨，正面揭膜，背面蚀刻，背面蒸镀，切割成晶粒，粘贴晶粒，铜片键压，回流烘烤，助焊剂清洗，等离子清洗，塑封，电镀，切割成颗粒。
38.以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种大功率器件的高散热封装结构，其特征在于，包括：引线框架；通过烧结银层粘贴在所述引线框架上的芯片，所述烧结银层采用有压烧结银材料，所述芯片之下设有散热片，所述散热片为铟片，所述芯片为氮化镓层或氮化硅层；设于所述芯片之上的纯铝层；设于所述纯铝层之上的镍钯金层；以及连接在所述镍钯金层与所述引线框架之间的铜带。2.如权利要求1所述的大功率器件的高散热封装结构，其特征在于，所述铜带通过锡膏层与所述镍钯金层连接。3.如权利要求1所述的大功率器件的高散热封装结构，其特征在于，所述铜带通过锡膏层与所述引线框架连接。4.如权利要求1所述的大功率器件的高散热封装结构，其特征在于，所述铜带包括相互垂直设置的水平段以及竖向段。5.如权利要求1所述的大功率器件的高散热封装结构，其特征在于，所述铜带的宽度为0.938
±
1mm，厚度为0.152
±
0.008mm。

技术总结
本实用新型涉及一种大功率器件的高散热封装结构，包括：引线框架；通过烧结银层粘贴在所述引线框架上的芯片；设于所述芯片之上的纯铝层；设于所述纯铝层之上的镍钯金层；连接在所述镍钯金层与所述引线框架之间的铜带。本实用新型的封装结构在芯片上化镀镍钯金，并搭配纯铝层，独霸就的导热能力较高，纯铝层的导热能力优于基材，且芯片通过烧结银层粘贴在引线框架上，导热系数高达250W/mk，铜带的使用，键合效率高，导热能力强，适用于大功率器件。适用于大功率器件。适用于大功率器件。


技术研发人员：李文学 陈汉义 徐旭绅 林文奎 高峰
受保护的技术使用者：宁波泰睿思微电子有限公司
技术研发日：2022.04.21
技术公布日：2022/11/10