一种半导体器件及制作方法与流程

本发明属于电器相关技术领域，尤其涉及一种半导体器件及制作方法。

背景技术：

现有to-3p(是指目前封装行业一种分立器件标准封装形式的简称)功率半导体器件封装结构采用异形引线框架结构，如图8中，直接在引线框架pad位上进行固晶，pad位与产品底部采用同一引线框架载体，无绝缘层进行隔离。缺陷是产品自身没有绝缘隔离，应用时需要在散热器10与产品之间增加导热绝缘垫片9，此种产品结构方案在应用端需要重新增加一块绝缘垫片9，以在产品底部与散热器之间实现导热绝缘，不仅生产效率低、成本高，而且整体导热性与可靠性低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种半导体器件及制作方法，以解决背景技术的问题。

为实现上述目的，本发明的一种半导体器件及制作方法的具体技术方案如下：

一种半导体器件，包括引线框架、引线框架外侧包裹的塑料壳体、引线框架外壁连接的引脚；

所述引线框架底部密封热压合有具有导热性的绝缘密封装置，所述绝缘密封装置将密封后的引线框架内腔产生的热量热传递导出。

进一步的，所述引线框架底部密封热压合有导热绝缘铜基树脂热片，导热绝缘铜基树脂热片为铜层和导热绝缘层叠加连接；通过导热绝缘铜基树脂热片同时提供密封和导热，从而将密封后的引线框架内腔产生的热量直接散热出。

进一步的，所述导热绝缘铜基树脂热片包括至少一个导热绝缘层和铜片。

进一步的，所述导热绝缘铜基树脂热片包括从上到下依次层叠的第一高导热绝缘层、第二高导热绝缘层和铜片，且铜片贴合引线框架底部连接。

进一步的，所述芯片为igbt或者mosfet。

进一步的，所述芯片和引线框架之间点焊有锡丝，所述二极管frd和引线框架之间点焊有锡丝。

进一步的，所述引线框架上开设有螺钉孔。

进一步的，所述塑料壳体上开设有增加爬电距离的u型槽，且u型槽设置在每两个相邻的引脚之间。

一种半导体器件制作方法，包括引线框架内部结构的安装步骤、检查步骤、密封步骤、电镀引脚步骤、切筋印字步骤、电性能测试步骤，

所述密封步骤中的连接方式是采用热压合方式，引线框架底部密封热压合有具有导热性的绝缘密封装置，绝缘密封装置将密封后的引线框架内腔产生的热量热传递导出。

进一步的，所述密封步骤中的绝缘密封装置为导热绝缘铜基树脂热片；所述密封步骤包括散热片贴附工步、树脂模封工步、后固化工步；其中，散热片贴附工步是指将导热绝缘铜基树脂热片与引线框架进行压合；导热绝缘铜基树脂热片包括第一层为未固化的第一高导热绝缘层作为粘着层，加热后与引线框架进行贴合；第二层为完全固化的第二高导热绝缘层作为高导热绝缘层，第三层的铜片作为载体，多层配合完成密封隔离；

其中，树脂模封工步是指使用环氧树脂采用注塑的方式将产品进行包封；

其中，后固化工步是指对塑封后的产品进行完全固化。

进一步的，所述引线框架内部结构的安装步骤包括塑料壳体、芯片和二极管frd的安装，其中，将igbt芯片通过点焊锡丝的方式固定在引线框架上、将frd芯片通过点焊锡丝的方式固定在引线框架上；且芯片和二极管frd二者之间通过导线电性连接。

进一步的，所述检查步骤包括内观检查和外观检查；

其中，内观检查是通过显微镜检查方式对产品半成品内部结构进行缺陷检查；

其中，外观检查对电性能测试后的良品进行外观检查。

进一步的，所述电镀步骤是指将焊锡用电镀工艺附着在产品引脚上；

所述切筋印字步骤是指将产品引脚进行分离，并对产品型号及批次号等信息进行标识。

相比较现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

1.采用新的完全隔离封装结构，提供高导热的散热路径从芯片到应用端的散热器，而不需要额外的绝缘垫片来实现高功率密度与电气绝缘。

2.减少应用端的零部件使用，减少pcb板的组装工序及工装。

3.采用导热绝缘铜基树脂散热片结构，减少了器件在应用端pcb板安装附加的零部件，有效的控制了生产成本。

4.在引脚之间采用双槽塑封体结构，增加了产品的爬电距离，使产品适用于最小爬电距离要求为5.1mm的应用场合。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2为本发明结构后视图；

图3为本发明结构导热绝缘铜基树脂热片示意图；

图4为本发明内部结构示意图；

图5为本发明结构在压合制作工艺的示意图；

图6为本发明结构层状叠加图；

图7为本发明结构产品的工艺流程图；

图8为现有技术中的半导体器件使用中示意图。

图中标号说明：塑料壳体1、螺钉孔2、导热绝缘铜基树脂热片3、第一高导热绝缘层31、第二高导热绝缘层32、u型槽4、引线框架5、芯片6、二极管frd7、铝线8、铜片33、绝缘垫片9、散热器10。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图1-8，对本发明的理解。

如图1-4，该结构由1个igbt或者mosfet、1个续流二极管frd7组成，采用点焊锡丝工艺将芯片6焊接在引线框架pad部位，引线框架5作为部分电气导线、结构支撑以及散热载体的作用，并使用全al线焊接的方式实现芯片6电极之间以及与引线框架5之间的电气连接。

本设计创新点的结构主要在于：新型功率半导体器件封装结构采用一种完全隔离封装，完全异于常规to-3p封装结构，该封装结构在引线框架5底部热压合一种导热绝缘铜基树脂散热片3，实现新的完全隔离封装结构，提供高导热的散热路径从芯片6到应用端的散热器，而不需要额外的绝缘垫片来实现高功率密度与电气绝缘，增加产品可靠性及高导热性，省略了应用时散热器10与产品之间的导热绝缘垫片9。其中，导热绝缘铜基树脂热片3结构需要包括至少一个导热绝缘层和铜片33。优选导热绝缘铜基树脂热片3包括从上到下依次层叠的第一高导热绝缘层31、第二高导热绝缘层32和铜片33，且铜片33贴合引线框架5底部连接。

导热绝缘铜基树脂散热片3具体结构特性中，优选包括三层，但是不局限三层，本实施例以三层为例，其中，第一层为未固化的第一高导热绝缘层31作为粘着层，加热后与引线框架5进行贴合；第二层为完全固化的第二高导热绝缘层32作为高导热绝缘层，从而实现产品完成隔离；第三层为铜层，例如铜片33，作为载体。本设计的引线框架5采用异形结构，pad位厚度设计为0.334mm，区别与常规to-3p引线框架设计厚度为1.5mm，以便与导热绝缘铜基树脂散热片3进行贴合。

生产工序的实现：如图6所示，先进行点焊锡丝，再进行焊锡压着，然后进行芯片6贴附，将芯片6与引线框架5之间焊接固定，接着进行全铝线焊接、内观检查，再进行实现完全隔离封装结构的导热绝缘铜基树脂热片3贴附，将导热绝缘铜基树脂热片3与引线框架5进行预热，然后，如图5，将预热好的引线框架5及导热绝缘铜基树脂热片3搬送至压着平台进行压着，最后，进行后段的封装测试。

如图7所示，本发明的提出制造本产品半导体器件制作方法，具体详细步骤如下：

步骤一中“igbtdb”：将igbt芯片通过点焊锡丝的方式固定在引线框架5上；

步骤二中“frddb”：将frd芯片通过点焊锡丝的方式固定在引线框架5上；

步骤三中“alwb”：通过超声波压焊的方式在igbt芯片与引线框架5以及frd芯片与引线框架5之间焊接al线，实现电气连接；

步骤四中“内观检查”：通过显微镜检查方式对产品半成品内部结构进行缺陷检查；

步骤五中“散热片贴附”：采用热压合方式将导热绝缘铜基树脂散热片3与引线框架5进行贴合；

步骤六中“树脂模封”：使用环氧树脂采用注塑的方式将产品进行包封；

步骤七中“后固化”：对塑封后的产品进行完全固化；

步骤八中“电镀”将焊锡用电镀工艺附着在产品引脚上；

步骤九中“切筋印字”：将产品引脚进行分离，并对产品型号及批次号等信息进行标识；

步骤十中“测试”：对产品进行电性能测试；

步骤十一中“外观检查”：对测试后的良品进行外观检查。

本发明采用了新的封装工艺予以实现，提高产品的导热性与可靠性，简化工艺步骤，省略应用中本来需要的导热绝缘垫片9，同时，提高应用端控制板的生产效率及可靠性，具有很强的实用性，适合采用本发明制作方法推广大规模生产本发明的半导体器件。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。