CN101593707A - 用于大功率集成电路的封装方法 - Google Patents

Abstract

一种用于大功率集成电路的封装方法采用金属底座嵌入金属基板的封装制作工艺，封装时，先将金属基板打一尺寸略小于金属底座的孔，然后将底座镶嵌进基板的孔里面；芯片和底座之间采用焊膏烧结，引线脚和基板之间也采用焊膏烧结；将芯片与引线脚之间键合，最后进行灌塑包封。在常规封装工艺中，由于金属底座通过金属基板与外散热片接触，热阻较大，散热较慢；而采用将金属底座嵌入金属基板的封装工艺后，金属底座直接与散热片接触，热阻较小，散热较快。

Description

用于大功率集成电路的封装方法

技术领域

本发明是一种在输出较大功率的集成电路中使用的先进封装技术，属于半导体封装制作技术领域。

背景技术

众所周知，目前国际半导体集成电路正朝着两个方向发展：一是以CMOS、BiCMOS等为代表的低压低功耗集成电路；二是以DMOS、Bipolar等为代表的高压大功率集成电路。对于第一种电路，由于其输出功率较小，对封装的散热性几乎无要求；而对于后一种电路，由于其有大的输出功率，必然产生较多热量，因此对于封装的散热性有较高的要求。如果封装的散热性不良，就会使芯片的温度快速上升，在还未达到正常额定输出功率的时候，电路就进入了过温保护状态，从而影响了电路的正常使用。由此可见，制约大功率集成电路发展的瓶颈往往在封装上。目前，市场上对于大功率输出电路的封装一般有两种形式：一.如图1所示，将芯片直接装在大的金属底座上，金属底座外接散热片散热。金属底座一般为铜。此种封装散热效果较好，但由于铜价格较高，因此成本较高；二.如图2所示，先将芯片装在较小的金属底座上，再将金属底座粘接在大的金属基板上，金属基板外接散热片散热。金属底座一般为铜，金属基板一般为价格相对便宜的其他金属，如铝等。此种封装由于铜底座较小，因此成本较低，但散热效果较差，因为铜底座未与散热片直接接触，而是通过金属基板才与散热片接触，因此热阻较大，影响散热。为此，要使大功率输出电路的输出功率不受封装影响，必须采取措施，在封装成本尽可能小的前提下减小热阻，提高散热性能。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种用于大功率集成电路的封装方法，减小封装的热阻，提高封装的散热性。采用在金属基板上打孔，将金属底座嵌入金属基板的方法，大大提高封装的散热性。

技术方案：本发明的用于大功率集成电路的封装方法采用金属底座嵌入金属基板的封装制作工艺，具体如下：

1.)在金属基板上打一尺寸略小于金属底座的孔，

2.)将金属底座嵌入金属基板，

3.)在金属底座和金属基板上印刷焊膏，

4.)将芯片和引线脚分别装到金属底座和金属基板上，

5.)将芯片、引线脚、金属底座和金属基板一起放到烧结炉烧结，温度210℃~230℃，

6.)芯片与引线脚之间通过金属丝键合，

7.)在显微镜下检查有无脱丝或漏键合，

8.)在芯片表面涂覆上胶，

9.)封壳，将金属基板用壳子盖上，

10.)把引线脚切筋并打弯，

11.)测试开短路情况，

12.)灌封并烘干，温度100℃~110℃，时间1小时，完成。

有益效果：通过比较图3系列和图4系列，我们可以发现：在常规封装工艺中，由于金属底座通过金属基板与外散热片接触，热阻较大，散热较慢；而采用将金属底座嵌入金属基板的封装工艺后，金属底座直接与散热片接触，热阻较小，散热较快。

由以上我们可以得出结论，采用金属底座嵌入工艺后，可以很好的改善常规工艺中制约大功率集成电路散热的因素。

通过实验，比较了采用常规工艺封装的大功率集成电路与采用金属底座嵌入工艺封装的相同电路，两种电路金属底座均用铜，金属基板均用铝，发现在环境条件相同的情况下，采用金属底座嵌入工艺封装的电路比常规工艺封装的电路热阻减少约45％，数据如下：常规工艺封装的电路热阻为3.8℃/W，采用金属底座嵌入工艺封装的电路热阻为2.1℃/W。也就是说，采用金属底座嵌入工艺后，电路的散热性要比原先提高约50％，这在半导体大功率集成电路日益发展的今天，无疑将产生极大的竞争力，从而有利于推动国际功率类集成电路不断向更高要求发展。

附图说明

图1是常规封装一。

图2是常规封装二。

图3-a是常规封装正面。

图3-b是常规封装侧面。

图3-c是常规封装背面。

图4-a是底座嵌入基板封装正面，

图4-b是底座嵌入基板封装侧面，

图4-c是底座嵌入基板封装背面。

其中有：芯片1，底座2，基板3。

具体实施方式

用于大功率集成电路的封装工艺采用金属底座嵌入金属基板封装，具体实施方式如下：

1.在金属基板上打一尺寸略小于金属底座的孔，

2.将金属底座嵌入金属基板，

3.在金属底座和金属基板上印刷焊膏，

4.将芯片和引线脚分别装到金属底座和金属基板上，

5.将芯片、引线脚、金属底座和金属基板一起放到烧结炉烧结，温度210℃~230℃，

6.芯片与引线脚之间通过金属丝键合，

7.在显微镜下检查有无脱丝或漏键合，

8.在芯片表面涂覆上胶，

9.封壳，将金属基板用壳子盖上，

10.把引线脚切筋并打弯，

11.测试开短路情况，

12.灌封并烘干，温度100℃~110℃，时间1小时，完成。

与常规封装相比，从成本上来说，采用在金属基板上打孔，将金属底座嵌入金属基板的方法，不需额外增加封装成本，仅工艺过程有所不同。

封装时，先将金属基板打一尺寸略小于金属底座的孔，然后将底座镶嵌进基板的孔里面；芯片和底座之间采用焊膏烧结，引线脚和基板之间也采用焊膏烧结；将芯片与引线脚之间键合，最后进行灌塑包封。

Claims (1)

1.一种用于大功率集成电路的封装方法，其特征在于该工艺采用金属底座嵌入金属基板的封装制作工艺，具体如下：

1.)在金属基板上打一尺寸略小于金属底座的孔，

2.)将金属底座嵌入金属基板，

3.)在金属底座和金属基板上印刷焊膏，

4.)将芯片和引线脚分别装到金属底座和金属基板上，

5.)将芯片、引线脚、金属底座和金属基板一起放到烧结炉烧结，温度210℃~230℃，

6.)芯片与引线脚之间通过金属丝键合，

7.)在显微镜下检查有无脱丝或漏键合，

8.)在芯片表面涂覆上胶，

9.)封壳，将金属基板用壳子盖上，

10.)把引线脚切筋并打弯，

11.)测试开短路情况，

12.)灌封并烘干，温度100℃~110℃，时间1小时，完成。

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