一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法及其封装结构与流程

本发明属于微电子器件封装，进一步来说涉及功率集成模块陶瓷封装，具体来说，涉及一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法及其封装结构。

背景技术：

1、现有大功率场效应晶体管驱动模块用于后级电路驱动时，要求驱动模块抗干扰能力强、驱动电流大，更多采用分立器件搭建驱动电路，产品封装外壳大、集成度低、抗干扰能力弱、可靠性差。在pcb板中占板面积大，不符合装备小型化的发展要求。而集成场效应晶体管驱动电路芯片，由于其集成在一颗芯片上，线条细、抗干扰能力弱、驱动功率达不到应用要求。

2、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：解决现有技术中采用分立器件搭建驱动电路，产品封装外壳大、集成度低、产品功率密度低、抗干扰能力弱、可靠性差的问题。

2、为此，本发明提供一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法，如图1-4所示。封装方法如下：

3、根据大功率场效应晶体管驱动电路的电路结构，采用ltcc多层陶瓷制作工艺制作多层陶瓷基板（陶瓷底座本体）1，将多层陶瓷基板的顶面镂空设定的深度，形成环形边框2及第一平底凹坑底部9，在环形边框2上焊接封口环4，在第一平底凹坑底部9的底部再镂空上个以上设定的深度第二平底凹坑底部10，将第一平底凹坑底部9作为布线层，在第一平底凹坑底部9制作金属布线层及小功率表贴式电子元器件、小功率半导体芯片的焊接区，将第二平底凹坑底部10作为芯片层，在第二平底凹坑底部10制作芯片焊接区及布线金属层，在多层陶瓷基板（陶瓷底座本体）1的背面按电路要求制作引脚金属层13，按电路结构组装相应的小功率表贴式电子元器件及半导体芯片，采用键合丝进行相应的键合连接，形成电路完整性连接，将盖板5置于封口环上面，按设定的封盖工艺进行气密性封盖，从而实现场效应晶体管驱动电路模块封装。

4、所述一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，如图2-4所示。包括：

5、陶瓷底座本体1，环形边框2，封口环焊接层3，封口环4，盖板5，腔体6，第一平底凹坑7，第二平底凹坑8，第一平底凹坑底部9，第二平底凹坑底部10，布线层金属层11，芯片层焊接区金属层12，引脚金属层13，芯片层布线金属层14。

6、所述环形边框2、封口环焊接层3、第一平底凹坑7、第二平底凹坑8、第一平底凹坑底部9、第二平底凹坑底部10、布线层金属层11、芯片层焊接区金属层12及芯片层布线金属层14位于陶瓷底座本体1的顶面。

7、所述引脚金属层13位于陶瓷底座本体1的背面。

8、所述封口环4位于陶瓷底座本体1的环形边框2的顶部。

9、所述陶瓷底座本体1为多层陶瓷共烧体，每层陶瓷上面有金属通孔(导电柱)和互连线，层与层之间按设定的线路通过金属通孔和互连线进行电气连接。

10、所述第一平底凹坑7的底面为第一平底凹坑底部9，布线层金属层11位于第一平底凹坑底部9的表面。

11、所述第二平底凹坑8的底面为第二平底凹坑底部10，芯片层焊接区金属层12、芯片层布线金属层14位于第二平底凹坑底部10的表面。

12、所述布线层金属层11表面装贴有小功率表贴式电子元器件。

13、所述芯片层焊接区金属层12表面装贴有半导体芯片。

14、组装区域内相应的表贴式电子元器件、半导体芯片与内引线键合区之间通过键合丝连接。

15、盖板5位于封口环7上面，与封口环5密封连接。

16、本发明的有益效果：

17、实现电路模块分立器件的一体化集成，产品封装外壳小、集成度高、产品功率密度高、抗干扰能力强、可靠性高。

18、封装结构的绝缘性能好、体积小、重量轻、散热快、抗腐蚀性强。

19、广泛用于各类高可靠性航天、航空、汽车电子等领域。具有良好的机械强度性能、密封性、抗盐雾、热冲击等性能，可带感性负载和容性负载等使用，应用前景广阔。

技术特征：

1.一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法，其特征在于，封装方法如下：

2.如权利要求1所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于, 包括：

3.如权利要求2所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于： 所述第一平底凹坑（7）和第二平底凹坑（8）内均制作有内电极，内电极通过导电柱与外电极连接。

4.如权利要求3所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于： 所述导电柱的材质为钨。

5.如权利要求2所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于： 所述：陶瓷底座本体（1）的材料为氧化铝陶瓷。

6.如权利要求2所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于： 所述封口环（4）的材料为4j29合金。

7.如权利要求2所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于： 所述封口环（9）与环形边腔（2）采用钎焊方式进行气密性连接。

8.如权利要求2所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于：内外电极的表层为金层。

9.如权利要求2所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于, 所述：导电柱为金属钨，一端和外电极焊接，另一端伸入陶瓷壳体并且上端面和陶瓷壳体的内表面平齐，在陶瓷及金属钨上端面镀镍后镀金形成内电极。

10.如权利要求2所述的一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法的封装结构，其特征在于, 所述陶瓷底座本体（1）的底部为8个外电极，为clcc无引线结构。

技术总结
一种场效应晶体管驱动电路模块封装方法及其封装结构，属于微电子器件封装技术领域。在多层陶瓷基板的顶面制作第一平底凹坑底部，在第一平底凹坑底部制作多个第二平底凹坑底部，将第一平底凹坑底部作为布线层，在第一平底凹坑底部制作金属布线层及小功率表贴式电子元器件、小功率半导体芯片的焊接区，将第二平底凹坑底部作为芯片层，在第二平底凹坑底部制作芯片焊接区及布线金属层，在多层陶瓷基板的背面制作引脚金属层，组装小功率表贴式电子元器件及半导体芯片，进行气密性封盖。解决现有技术中采用分立器件搭建驱动电路造成封装外壳大、集成功率密度低、抗干扰能力弱、可靠性差的问题。广泛用于各类高可靠性航天、航空、汽车电子等领域。

技术研发人员：马路遥,陆浩宇,王曾,杨超平
受保护的技术使用者：中国振华集团永光电子有限公司（国营第八七三厂）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17