基于dbc工艺的ldmos微波功率器件外壳的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳，涉及半导体或其他固态器件的封装【技术领域】。所述外壳包括金属热沉、通过DBC工艺烧结在金属热沉上表面的陶瓷侧墙和通过DBC工艺烧结在金属侧墙上表面的引出端，所述金属热沉和引出端的制作材料为无氧铜。所述外壳的金属热沉和引出端的制作材料为无氧铜，具有更高的热导率，使外壳热阻更小，散热性能更好，制作更简单，成本更低。
【专利说明】基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体或其他固态器件的封装【技术领域】，尤其涉及一种基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳。
【背景技术】
[0002]微波功率器件是移动通信基站和卫星导航移动终端的核心器件。被广泛应用于微波通讯系统、遥测系统、雷达、导航、生物医学、电子对抗、人造卫星、宇宙飞船等各个领域。
[0003]近年来微波功率LDMOS (横向扩散金属氧化物半导体)器件逐步取代双极型晶体管，成为硅微波功率器件发展的主流，尤其在在宽频带长脉冲高占空比大功率应用方面，由于具有较小的热阻和易于并联输出大功率，在射频连续波工作状态下表现出优异热稳定性和高功率转换效率，微波功率LDMOS器件在P、L、S波段的功放系统中得到越来越广泛的应用。
[0004]DBC (Direct Bond Copper-直接键合铜)技术是一种将高导电导热无氧铜材料直接烧结在陶瓷表面而制成的一种工艺技术，目前常使用的氧化铝、氮化铝覆铜基板就是使用DBC技术所形成的一种复合基板材料，它具有高的导热性能、高的绝缘性能、大的载流能力、高的机械强度和高的附着强度力和良好的软钎焊性能，以及能像PCB —样刻蚀出图形等优点。
[0005]现有技术中LDMOS微波功率器件外壳主要结构由陶瓷侧墙、热沉和引出端构成，一般结构采用可伐或铁镍合金作为引出端；氧化铝陶瓷做绝缘层并形成芯片安装腔体；钨铜、钥铜、CMC (铜钥铜)等材料作为热沉，采用合金作为焊料以共晶焊实现外壳焊接，此种外壳结构稳定、可靠性高，覆盖尺寸广泛，但是上述材料的热导率较低，散热效果不好。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳，所述外壳的金属热沉和引出端的制作材料为无氧铜，具有更高的热导率，使外壳热阻更小，散热性能更好，制作更简单，成本更低。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳，其特征在于:所述外壳包括金属热沉、通过DBC工艺烧结在金属热沉上表面的陶瓷侧墙和通过DBC工艺烧结在金属侧墙上表面的引出端，所述金属热沉和引出端的制作材料为无氧铜。
[0008]进一步的技术方案在于:所述外壳的外形尺寸小于7.0OmmX 7.00_。
[0009]进一步的技术方案在于:所述引出端相对的设置在陶瓷侧墙上。
[0010]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述外壳使用的金属热沉和引出端材料为无氧铜，无氧铜与钨铜、钥铜、CMC (铜钥铜)相比，具有更高的热导率，使外壳热阻更小，散热性能更好。与常规外壳陶瓷侧墙相比，外壳陶瓷部分无金属化，不需要金属化制作工艺、镀镍工艺，不必考虑金属化与陶瓷的匹配性能和结合力，制作工艺更简单。由于DBC工艺使外壳生产工艺更简单，不需要金属化工艺，不需要使用共晶焊料，而且无氧铜材料比钨铜、钥铜、CMC (铜钥铜)材料更易加工更便宜，因此使用DBC技术制作的外壳具有更低的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0012]图1是本实用新型的主视结构示意图；
[0013]图2是本实用新型仰视结构示意图；
[0014]图3是本实用新型俯视结构示意图；
[0015]图4是本实用新型的剖视结构示意图；
[0016]其中:1、金属热沉2、金属侧墙3、引出端。
【具体实施方式】
[0017]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0018]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0019]如图1-4所不,一种基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳,所述外壳包括金属热沉1、通过DBC工艺烧结在金属热沉I上表面的陶瓷侧墙2和通过DBC工艺烧结在金属侧墙2上表面的引出端3，所述引出端3相对的设置在陶瓷侧墙2上，所述金属热沉I和引出端3的制作材料为无氧铜。
[0020]外壳制作工艺中陶瓷侧墙部分制作可以采用两种方法制备，一是可以采用常规的多层陶瓷共烧工艺生产线，将流延带料加工成型，后烧结成型；另一种方法用干粉压制成型，高温烧结成型，金属热沉和引出端使用的无氧铜材料可直接机加工成型。外壳制作可直接采用DBC工艺将陶瓷侧墙与热沉、引出端烧结在一起。
[0021]外壳采用常规多层共烧氧化铝陶瓷外壳生产流程，其中，陶瓷侧墙的制作工艺如下:流延-落料冲孔-成型-烧结-氧化铝瓷件；外壳的制作工艺如下:氧化铝瓷件与金属零件通过DBC工艺经镀金后形成成品外壳。
[0022]使用DBC技术制作的LDMOS微波功率器件外壳，与常规LDMOS微波功率器件外壳相比具有以下几点优点:
[0023]一、工艺更简单:与常规外壳陶瓷侧墙制作相比，外壳陶瓷部分无金属化，不需要金属化制作工艺、镀镍工艺，不必考虑金属化与陶瓷的匹配性能和结合力。
[0024]二、散热性能更好:由于DBC工艺使用的热沉材料为无氧铜材料，无氧铜与钨铜、钥铜、CMC (铜钥铜)相比，具有更高的热导率，使外壳热阻更小，散热性能更好。
[0025]三、成本更低:由于DBC工艺使外壳生产工艺更简单，不需要金属化工艺，不需要使用共晶焊料，而且无氧铜材料比钨铜、钥铜、CMC (铜钥铜)材料更易加工更便宜，因此使用DBC技术制作的外壳具有更低的成本。
[0026]使用DBC技术制作的外壳由于其工艺简单、性能优越、成本低的优点，使其更适于批量生产。同时由于无氧铜材料与陶瓷材料的热膨胀系数不匹配性，限制了外壳尺寸的广泛推广，根据试验，此类外壳的外形尺寸一般要小于7.0OmmX 7.00_。
【权利要求】
1.一种基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳,其特征在于:所述外壳包括金属热沉(I )、通过DBC工艺烧结在金属热沉(I)上表面的陶瓷侧墙(2)和通过DBC工艺烧结在金属侧墙(2)上表面的引出端(3)，所述金属热沉(I)和引出端(3)的制作材料为无氧铜。
2.根据权利要求1所述的基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳，其特征在于:所述外壳的外形尺寸小于7.0OmmX 7.00mm。
3.根据权利要求1所述的基于DBC工艺的LDMOS微波功率器件外壳，其特征在于:所述引出端(3)相对的设置在陶瓷侧墙(2)上。
【文档编号】H01L23/373GK204011402SQ201420455623
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】赵静, 赵东亮, 张文娟, 张磊 申请人:河北中瓷电子科技有限公司