CN206806321U - 一种无引线框架的半导体封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无引线框架的半导体封装结构，包括：绝缘金属基板，其包括金属层、散热层以及用于隔离两者的绝缘层；至少一芯片，其固定于金属层上并位于金属层远离绝缘层的一侧，散热层至少覆盖芯片对应的区域，芯片与金属层之间通过金属线和/或金属桥连接；封装件，其包覆绝缘金属基板和芯片，并至少使散热层远离绝缘层的一侧外露出封装件，封装件采用绝缘介电材料制成。采用金属层、绝缘层以及散热层构成的绝缘金属基板替代常用的引线框架，克服了现有产品使用金属引线框架不能同时具备绝缘导热的能力的缺陷。

Description

一种无引线框架的半导体封装结构

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种无引线框架的半导体封装结构。

背景技术

在半导体封装过程中常采用引线框架作为集成电路的芯片载体，引线框架是一种借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝)实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架，引线框架是电子信息产业中重要的基础材料。

随着半导体集成度增加和终端电子产品体积缩小的发展，半导体元器件封装集成度也越来越高，芯片产生的热量需要及时且有效的散发，否则将阻碍半导体元器件正常高效的工作，特别是在使用功率较大的芯片(如功率芯片和二极管芯片等)时，更需要及时的对芯片进行散热处理。而目前大多的半导体封装件是在一引线框架上回流焊芯片，再利用封胶作业，以形成用于包覆该芯片的封装胶体。其中，用以包覆芯片的封装胶体多为散热性差的环氧树脂(Epoxy Resin)类的材料，因此半导体芯片在运行时所产生的热量将无法经由封装胶体有效散发至外界，造成热量散发效率低，进而影响到半导体芯片的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种无引线框架的半导体封装结构，其结构简单，散热效果好。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种无引线框架的半导体封装结构，包括：

绝缘金属基板，其包括金属层、散热层以及用于隔离两者的绝缘层；

至少一芯片，其固定于所述金属层上并位于所述金属层远离所述绝缘层的一侧，所述散热层至少覆盖所述芯片对应的区域，所述芯片与所述金属层之间通过金属线和/或金属桥连接；

封装件，其包覆所述绝缘金属基板和所述芯片，并至少使所述散热层远离所述绝缘层的一侧外露出所述封装件，所述封装件采用绝缘介电材料制成。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，所述芯片远离所述绝缘金属基板的一侧设置辅助散热板。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，所述辅助散热板包括依次设置在所述芯片远离所述绝缘金属基板的一侧的辅助金属层、辅助绝缘层以及辅助散热层，其中，所述辅助散热层远离所述辅助绝缘层的一侧外露出所述封装件。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，所述绝缘金属基板上间隔设置控制芯片、功率芯片以及二极管芯片。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，所述控制芯片通过金属线与所述绝缘金属基板的所述金属层连接，所述控制芯片、所述功率芯片以及所述二极管芯片之间通过金属线连接，所述二极管芯片通过金属线与所述绝缘金属基板的所述金属层连接。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，所述控制芯片通过金属线分别与所述绝缘金属基板的所述金属层和所述功率芯片连接，所述功率芯片与所述二极管芯片之间通过金属桥连接，所述二极管芯片通过金属桥与所述绝缘金属基板的所述金属层连接。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，述控制芯片通过金属线分别与所述绝缘金属基板的所述金属层和所述功率芯片连接，所述功率芯片和所述二极管芯片远离所述绝缘金属基板的所述金属层的一侧设置辅助散热板，所述功率芯片与所述二极管芯片之间通过所述辅助散热板的辅助金属层连接，所述辅助散热板的所述辅助金属层与所述绝缘金属基板的所述金属层连接。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，所述辅助散热板的所述辅助金属层通过过渡金属板与所述绝缘金属基板的所述金属层连接。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，所述封装件为环氧树脂封装胶。

作为无引线框架的半导体封装结构的一种优选方案，所述绝缘金属基板的所述散热层为金属散热层。

优选的，所述散热层为铜层、锡层、铝层或铝合金层。

本实用新型的有益效果为：通过将芯片设置在绝缘金属基板上，可以利用此绝缘金属基板为芯片提供散热的需求，绝缘层可保证金属层和散热层高压绝缘，金属层可提供芯片电路导通，采用金属层、绝缘层以及散热层构成的绝缘金属基板替代常用的引线框架，克服了现有产品使用金属引线框架不能同时具备绝缘导热的能力的缺陷，且本方案的无引线框架的半导体封装结构具有结构简单，高散热性的优点。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型一实施例所述的无引线框架的半导体封装结构的剖视示意图。

图2为本实用新型另一实施例所述的无引线框架的半导体封装结构的剖视示意图。

图3为本实用新型又一实施例所述的无引线框架的半导体封装结构的剖视示意图。

图中：

1、绝缘金属基板；11、金属层；12、绝缘层；13、散热层；2、封装件；3、辅助散热板；31、辅助金属层；32、辅助绝缘层；33、辅助散热层；4、控制芯片；5、功率芯片；6、二极管芯片；7、金属线；8、金属桥；9、过渡金属板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至3所示，于本实施例中，本实用新型的一种无引线框架的半导体封装结构，包括：

绝缘金属基板1，其包括金属层11、散热层13以及用于隔离两者的绝缘层12；

至少一芯片，其固定于所述金属层11上并位于所述金属层11远离所述绝缘层12的一侧，所述散热层13至少覆盖所述芯片对应的区域，所述芯片与所述金属层11之间通过金属线7和/或金属桥8连接；

封装件2，其包覆所述绝缘金属基板1和所述芯片，并至少使所述散热层13远离所述绝缘层12的一侧外露出所述封装件2，所述封装件2采用绝缘介电材料制成。

通过将芯片设置在绝缘金属基板1上，可以利用此绝缘金属基板1为芯片提供散热的需求，绝缘层12可保证金属层11和散热层13高压绝缘，金属层11可提供芯片电路导通，采用金属层11、绝缘层12以及散热层13构成的绝缘金属基板1替代常用的引线框架，克服了现有产品使用金属引线框架不能同时具备绝缘导热的能力的缺陷，且本方案的无引线框架的半导体封装结构具有结构简单，高散热性的优点。

在本实用新型的一个优选的实施例中，所述芯片远离所述绝缘金属基板1的一侧设置辅助散热板3。通过设置辅助散热板3，可以实现芯片两侧同时散热，辅助散热效果，此结构适用于功率较大的芯片。

具体的，所述辅助散热板3包括依次设置在所述芯片远离所述绝缘金属基板1的一侧的辅助金属层31、辅助绝缘层32以及辅助散热层33，其中，所述辅助散热层33远离所述辅助绝缘层32的一侧外露出所述封装件2。

在本实用新型的另一个优选的实施例中，所述绝缘金属基板1上间隔设置控制芯片4、功率芯片5以及二极管芯片6。

在本实用新型的一个具体的实施例中，如图1所示，此无引线框架的半导体封装结构包括绝缘金属基板1、设置在绝缘金属基板1上的芯片以及封装件2，具体的，绝缘金属基板1包括金属层11、散热层13以及用于隔离两者的绝缘层12，其中，散热层13为金属绝缘层，如铜层、锡层、铝层或铝合金层，散热层13和绝缘层12依次压合在金属层11上形成一体结构的绝缘金属基板1。

在本实施例中，金属层11远离绝缘层12的一侧间隔设置三个芯片，分别为控制芯片4、功率芯片5以及二极管芯片6，在金属层11远离芯片的一侧间隔分布多个绝缘层12，每个绝缘层12远离金属层11的一侧均设置有一层散热层13，其中，在金属层11远离芯片的一侧对应芯片设置区域设置一整块绝缘层12和散热层13。当然，也可以在金属层11远离芯片的一侧设置一整块绝缘层12和散热层13。

所述控制芯片4通过金属线7与所述绝缘金属基板1的所述金属层11连接，所述控制芯片4、所述功率芯片5以及所述二极管芯片6之间通过金属线7连接，所述二极管芯片6通过金属线7与所述绝缘金属基板1的所述金属层11连接。

封装件2采用环氧树脂封装胶制成，其包覆绝缘金属基板1、控制芯片4、功率芯片5以及二极管芯片6，并使散热层13远离绝缘层12的一侧外露出封装件2。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，如图2所示，此实施例与图1所展示的实施例结构类似，区别仅在于，本实施例在功率芯片5与二极管芯片6之间、二极管芯片6与绝缘金属基板1的金属层11之间采用金属桥8连接。具体的，所述控制芯片4通过金属线7分别与所述绝缘金属基板1的所述金属层11和所述功率芯片5连接，所述功率芯片5与所述二极管芯片6之间通过金属桥8连接，所述二极管芯片6通过金属桥8与所述绝缘金属基板1的所述金属层11连接。

在本实施例中，金属桥8的一端设置在功率芯片5上与其连接，另一端与绝缘金属基板1的金属层11连接，中部与二极管芯片6连接，且金属桥8与功率芯片5和二极管芯片6均为面接触，可以提高散热性能，而金属桥8的使用可以降低电阻。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，如图3所示，此实施例与图1所展示的实施例结构类似，区别仅在于，功率芯片5和二极管芯片6远离绝缘金属基板1的一侧设置辅助散热板3，具体的，所述控制芯片4通过金属线7分别与所述绝缘金属基板1的所述金属层11和所述功率芯片5连接，所述功率芯片5和所述二极管芯片6远离所述绝缘金属基板1的所述金属层11的一侧设置辅助散热板3，所述功率芯片5与所述二极管芯片6之间通过所述辅助散热板3的辅助金属层31连接，所述辅助散热板3的所述辅助金属层31与所述绝缘金属基板1的所述金属层11连接。

所述辅助散热板3的所述辅助金属层31通过过渡金属板9与所述绝缘金属基板的所述金属层11连接。

辅助散热板3还包括依次设置在辅助金属层31远离功率芯片5和二极管芯片6的一侧的辅助绝缘层32和辅助散热层33。

封装件2采用环氧树脂封装胶制成，其包覆绝缘金属基板1、控制芯片4、功率芯片5、二极管芯片6以及辅助散热板3，并使散热层13远离绝缘层12的一侧、辅助散热层33远离辅助绝缘层32的一侧外露出封装件2。

功率芯片5和二极管芯片6使用辅助散热板3的辅助金属层31连接并导通，形成双面散热结构，进一步提高散热性能，增加单位体积内的功率密度。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，包括：

绝缘金属基板，其包括金属层、散热层以及用于隔离两者的绝缘层；

至少一芯片，其固定于所述金属层上并位于所述金属层远离所述绝缘层的一侧，所述散热层至少覆盖所述芯片对应的区域，所述芯片与所述金属层之间通过金属线和/或金属桥连接；

封装件，其包覆所述绝缘金属基板和所述芯片，并至少使所述散热层远离所述绝缘层的一侧外露出所述封装件，所述封装件采用绝缘介电材料制成。

2.根据权利要求1所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述芯片远离所述绝缘金属基板的一侧设置辅助散热板。

3.根据权利要求2所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述辅助散热板包括依次设置在所述芯片远离所述绝缘金属基板的一侧的辅助金属层、辅助绝缘层以及辅助散热层，其中，所述辅助散热层远离所述辅助绝缘层的一侧外露出所述封装件。

4.根据权利要求2所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述绝缘金属基板上间隔设置控制芯片、功率芯片以及二极管芯片。

5.根据权利要求4所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述控制芯片通过金属线与所述绝缘金属基板的所述金属层连接，所述控制芯片、所述功率芯片以及所述二极管芯片之间通过金属线连接，所述二极管芯片通过金属线与所述绝缘金属基板的所述金属层连接。

6.根据权利要求4所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述控制芯片通过金属线分别与所述绝缘金属基板的所述金属层和所述功率芯片连接，所述功率芯片与所述二极管芯片之间通过金属桥连接，所述二极管芯片通过金属桥与所述绝缘金属基板的所述金属层连接。

7.根据权利要求4所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述控制芯片通过金属线分别与所述绝缘金属基板的所述金属层和所述功率芯片连接，所述功率芯片和所述二极管芯片远离所述绝缘金属基板的所述金属层的一侧设置辅助散热板，所述功率芯片与所述二极管芯片之间通过所述辅助散热板的辅助金属层连接，所述辅助散热板的所述辅助金属层与所述绝缘金属基板的所述金属层连接。

8.根据权利要求7所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述辅助散热板的所述辅助金属层通过过渡金属板与所述绝缘金属基板的所述金属层连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述封装件为环氧树脂封装胶。

10.根据权利要求1至8任一项所述的无引线框架的半导体封装结构，其特征在于，所述绝缘金属基板的所述散热层为金属散热层。