CN116314051A - 一种大功率器件的封装结构和方法 - Google Patents
一种大功率器件的封装结构和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116314051A CN116314051A CN202310580845.1A CN202310580845A CN116314051A CN 116314051 A CN116314051 A CN 116314051A CN 202310580845 A CN202310580845 A CN 202310580845A CN 116314051 A CN116314051 A CN 116314051A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- elastic material
- material layer
- sliding
- injection molding
- metal wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 94
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 88
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 87
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 87
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 71
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 30
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 20
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 69
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 15
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
- H01L23/293—Organic, e.g. plastic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
- H01L23/3135—Double encapsulation or coating and encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明提供了一种大功率器件的封装结构和方法,涉及芯片封装技术领域,包括基岛、芯片、塑封体及引脚,基岛上粘接若干芯片,若干芯片之间通过第一金属线连接,基岛上设置弹性材料层,弹性材料层包覆在芯片及第一金属线外围,弹性材料层及基岛外围包覆塑封体,塑封体上开设通孔,通孔一端与塑封体外部连通,通孔另一端延伸至弹性材料层外部,引脚一端嵌埋于塑封体内并通过第二金属线与芯片连接,引脚另一端延伸至塑封体外部。本发明中,通过弹性材料层覆盖芯片及第一金属线,产品工作时,弹性材料层能够吸收温度循环时因热膨胀系数不匹配而产生的内应力,大幅度降低易分层截面的应力,解决界面分层问题,大幅度提升产品使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及芯片封装技术领域,特别涉及一种大功率器件的封装结构和方法。
背景技术
市面上大功率封装结构采用传统的陶瓷封装,其成本较高,目前各家企业都在研究采用塑封料取代陶瓷封装以大幅度降低成本。如图1所示,现有大功率器件的封装结构包括基岛,基岛上通过芯片粘接材料粘接有芯片,芯片通过第一金属线相互连接,芯片通过第二金属线与引脚连接,基岛与引脚构成金属引线框架,环氧塑封料包覆基岛、芯片粘接材料、芯片、第一金属线、第二金属线及部分引脚,但是由于环氧塑封料、芯片以及金属引线框架的热膨胀系数差距比较大,产品使用过程中温度升高,产品内应力较大,产品在经受温度循环考核时只能做到800循环,封装结构会发生界面分层问题,如芯片粘接材料烧结银与环氧塑封料界面分层、芯片与环氧塑封料界面分层、芯片粘接材料与金属基岛界面分层,导致产品电性失效,缩短产品的使用寿命。
发明内容
本发明提供一种大功率器件的封装结构和方法,用以解决目前封装结构中环氧塑封料、芯片以及金属引线框架的热膨胀系数差距比较大,产品使用过程中温度升高,产品内应力较大,封装结构会发生界面分层的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明公开了一种大功率器件的封装结构,包括:基岛、芯片、塑封体及引脚,基岛上粘接若干芯片,若干芯片之间通过第一金属线连接,基岛上设置弹性材料层,弹性材料层包覆在芯片及第一金属线外围,弹性材料层及基岛外围包覆塑封体,塑封体上开设通孔,通孔一端与塑封体外部连通,通孔另一端延伸至弹性材料层外部,引脚一端嵌埋于塑封体内并通过第二金属线与芯片连接,引脚另一端延伸至塑封体外部。
优选地,弹性材料层采用高绝缘弹性材料制得,弹性材料为聚酰亚胺或硅胶中的任意一种。
优选地,通孔设置有一个或多个。
优选地,弹性材料层还包覆第二金属线及引脚靠近第二金属线一端。
优选地,第二金属线采用Z字形金属线。
本发明还提供了一种大功率器件的封装方法,用于制得上述一种大功率器件的封装结构,包括以下步骤:
步骤1:获取基岛及芯片,将芯片粘接在基岛上;
步骤2:取第一金属线,将第一金属线两端分别与两个芯片键合连接;
步骤3:取第二金属线及引脚,将第二金属线一端与芯片键合连接,将第二金属线另一端与引脚键合连接;
步骤4:在芯片及第一金属线外围覆盖弹性材料层;
步骤5:在弹性材料层及基岛外围注塑环氧塑封料,制得塑封体,采用一体成型工艺或激光打孔中任意一种方式制备通孔,通孔制备完成后,制得封装结构。
优选地,弹性材料层及塑封体均采用注塑装置制得,注塑装置包括料筒,料筒下端设置导流管,导流管呈L型,导流管输出端设置注塑头,注塑头下端呈锥形,注塑头下端设置注塑口,注塑头上方设置保护管,保护管下端与导流管连通,保护管与注塑头同心设置。
优选地,保护管内设置保护组件,保护组件用于保护注塑头,保护组件包括密封板、推杆,密封板设置在保护管内,密封板与保护管内壁密封滑动连接,密封板上方设置固定板,固定板与保护管内壁固定连接,推杆靠近注塑头一端设置推块,推块呈圆锥状,推杆另一端依次贯穿密封板、固定板,延伸至固定板上方并设置滑动块,推杆分别与密封板、固定板贯穿位置密封滑动连接,固定板与密封板之间设置第一弹簧,固定板与滑动块之间设置第二弹簧,密封板上表面设置若干滑动杆,滑动杆上端贯穿固定板并与固定板贯穿位置滑动连接,保护管上端内壁设置若干固定杆,固定杆位于滑动块上方,固定杆前侧壁通过转轴转动设置滑轮,滑动块与滑动杆之间设置连接绳,连接绳一端与滑动杆上端连接,连接绳另一端绕过滑轮与滑动块上表面连接。
优选地,推块内设置若干安装孔,安装孔位于推块靠近上端位置,若干安装孔关于推块中心呈环形阵列分布,安装孔内设置第三弹簧,第三弹簧一端与安装孔内壁固定连接,第三弹簧另一端与刮板连接,刮板一端滑动设置在安装孔内,刮板另一端延伸至安装孔外部,刮板竖直截面呈直角梯形状,刮板远离第三弹簧一端设置第一斜面,且刮板上端长度小于刮板下端长度。
优选地,滑动块外侧壁设置若干卡槽,若干卡槽与若干滑动杆一一对应,保护管内壁设置若干滑动孔,若干滑动孔与若干卡槽一一对应,滑动孔内设置第四弹簧,第四弹簧一端与滑动孔内壁连接,第四弹簧另一端设置卡柱,卡柱与滑动孔内壁滑动连接,卡柱远离第四弹簧一端延伸至卡槽内,卡柱远离第四弹簧一端设置第二斜面,滑动杆上端设置第三斜面,第三斜面与第二斜面相适配。
本发明的技术方案具有以下优点:本发明提供了一种大功率器件的封装结构和方法,涉及芯片封装技术领域,包括基岛、芯片、塑封体及引脚,基岛上粘接若干芯片,若干芯片之间通过第一金属线连接,基岛上设置弹性材料层,弹性材料层包覆在芯片及第一金属线外围,弹性材料层及基岛外围包覆塑封体,塑封体上开设通孔,通孔一端与塑封体外部连通,通孔另一端延伸至弹性材料层外部,引脚一端嵌埋于塑封体内并通过第二金属线与芯片连接,引脚另一端延伸至塑封体外部。本发明中,通过弹性材料层覆盖芯片及第一金属线,产品工作时,由于弹性材料层采用高绝缘弹性材质制成,因此弹性材料层能够吸收产品工作时因热膨胀系数不匹配而产生的内应力,大幅度降低易分层截面的应力,解决封装结构界面分层问题,大幅度提升产品使用寿命,弹性材料层因热膨胀而体积变大,塑封体上的通孔能够吸收因热膨胀变大的弹性材料层,防止塑封体损坏,进一步延长了产品的使用寿命。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指出的装置来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为现有大功率器件的封装结构示意图;
图2为本发明中一种大功率器件的封装结构示意图;
图3为本发明中另一种大功率器件的封装结构示意图;
图4为本发明中Z字形第二金属线结构示意图;
图5为本发明中注塑装置结构示意图;
图6为本发明中保护组件结构示意图;
图7为本发明图6中A处结构放大示意图;
图8为本发明图7中B处结构放大示意图;
图9为本发明中推块处于注塑口外部结构示意图;
图10为本发明图9中C处结构放大示意图;
图11为本发明中推块内部结构示意图。
图中:1、基岛;2、芯片;3、塑封体;4、第一金属线;5、弹性材料层;6、通孔;7、引脚;8、第二金属线;9、料筒;10、导流管;11、注塑头;12、注塑口;13、保护管;14、密封板;15、推杆;16、固定板;17、推块;18、滑动块;19、第一弹簧;20、第二弹簧;21、滑动杆;22、固定杆;23、转轴;24、滑轮;25、连接绳;26、安装孔;27、第三弹簧;28、刮板;29、卡槽;30、滑动孔;31、第四弹簧;32、卡柱;33、粘结层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本发明,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1:
本发明实施例提供了一种大功率器件的封装结构,如图2所示,包括:基岛1、芯片2、塑封体3及引脚7,基岛1上粘接若干芯片2,若干芯片2之间通过第一金属线4连接,基岛1上设置弹性材料层5,弹性材料层5包覆在芯片2及第一金属线4外围,弹性材料层5及基岛1外围包覆塑封体3,塑封体3上开设通孔6,通孔6一端与塑封体3外部连通,通孔6另一端延伸至弹性材料层5外部,引脚7一端嵌埋于塑封体3内并通过第二金属线8与芯片2连接,引脚7另一端延伸至塑封体3外部。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:本发明中,芯片2通过粘结层33粘结在基岛1上,粘结层33采用烧结银制得,芯片2之间通过第一金属线4电连接,芯片2通过第二金属线8与引脚7连接,弹性材料层5覆盖在芯片2、第一金属线4及部分第二金属线8外部,弹性材料层5具有弹性,在弹性材料层5、基岛1外部、第二金属线8及部分引脚7外部包覆密封有塑封体3,塑封体3采用环氧塑封料注塑而成,塑封体3能够给弹性材料层5、第一金属线4、第二金属线8及芯片2提供物理保护,弹性材料层5与塑封体3一起包覆芯片2和第一金属线4、第二金属线8及部分引脚7,能够避免外界水汽和灰尘进入到产品内部,通过弹性材料层5覆盖芯片2及第一金属线4,产品工作时,由于弹性材料层5采用高绝缘弹性材质制成,因此弹性材料层5能够吸收温度循环时因热膨胀系数不匹配而产生的内应力,大幅度降低易分层截面的应力,解决了封装结构界面分层问题,把产品的温度循环测试由800循环提升至1200循环甚至2000循环,大幅度提升产品使用寿命,塑封体3上设置有通孔6,通孔6一端与塑封体3外部连通,通孔6另一端延伸至弹性材料层5处,当弹性材料层5因热膨胀而体积变大,塑封体3上的通孔6能够吸收因热膨胀变大的弹性材料层5,防止塑封体3爆裂损坏,进一步延长了产品的使用寿命。
实施例2:
在上述实施例1的基础上,弹性材料层5采用高绝缘弹性材料制得,弹性材料为聚酰亚胺或硅胶中的任意一种。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:弹性材料层5具有较高的绝缘性能,且具有良好的弹性,弹性材料可以是聚酰亚胺或硅胶,弹性材料能够吸收温度循环时热膨胀系数不匹配产生的内应力,大幅度降低或消除易分层截面的应力,并且弹性材料层5体积膨胀后能够被塑封体3上的通孔6吸收,避免对芯片2造成挤压,有效保护了芯片2,也能比避免塑封体3被膨胀的弹性材料层5挤爆裂。
实施例3:
在实施例1或2的基础上,通孔6设置有一个或多个。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:塑封体3上的通孔6至少设置一个,以便吸收弹性材料层5热膨胀时变大的体积部分,通孔6可以是各种形状,通孔6形状优选圆孔和椭圆孔,一方面便于加工,另一方面能够容纳较多体积的弹性材料层5,提高吸收能力。
实施例4:
在实施例1-3中任一项的基础上,如图3所示,弹性材料层5还包覆第二金属线8及引脚7靠近第二金属线8一端。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:由于第二金属线8一端处于弹性材料层5内,二另一端与引脚7连接部分处于塑封体3内,产品工作时,因塑封体3与弹性材料层5材料不同,塑封体3与弹性材料层5的热膨胀系数也不同,此时会对第二金属线8产生拉扯力,第二金属线8在拉扯力作用下容易被拉断,因此,该方案通过弹性材料层5将第一金属线4、第二金属线8、芯片2及部分引脚7覆盖,第二金属线8与引脚7连接部分也被覆盖在弹性材料层5内,第二金属线8与引脚7连接部分处于相同材料内,第二金属线8不易被拉断,延长了第二金属线8的使用寿命。
实施例5:
在实施例1-4中任一项的基础上,如图4所示,第二金属线8采用Z字形金属线。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:该方案中,第二金属线8采用Z字形金属线,当第二金属线8受到拉扯力时,第二金属线8会根据拉扯力的大小自动调整姿态,吸收拉扯力,避免第二金属线8断裂,从而提高了产品的整体使用寿命。
实施例6:
在实施例1-5中任一项的基础上,本发明还提供了一种大功率器件的封装方法,用于制备上述任意一种大功率器件的封装结构,包括以下步骤:
步骤1:获取基岛1及芯片2,将芯片2粘接在基岛1上;
步骤2:取第一金属线4,将第一金属线4两端分别与两个芯片2键合连接;
步骤3:取第二金属线8及引脚7,将第二金属线8一端与芯片2键合连接,将第二金属线8另一端与引脚7键合连接;
步骤4:在芯片2及第一金属线4外围覆盖弹性材料层5;
步骤5:在弹性材料层5及基岛1外围注塑环氧塑封料,制得塑封体3,采用一体成型工艺或激光打孔中任意一种方式制备通孔6,通孔6制备完成后,制得封装结构。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:先获取基岛1及芯片2,并将芯片2通过烧结银粘接在基岛1上,接着取第一金属线4,将第一金属线4两端分别与两个芯片2键合连接,再取第二金属线8及引脚7,将第二金属线8一端与芯片2键合连接,将第二金属线8另一端与引脚7键合连接,然后在芯片2及第一金属线4外围覆盖弹性材料层5,在弹性材料层5及基岛1外围注塑环氧塑封料,制得塑封体3,塑封体3将第一金属线4、第二金属线8、基岛1、弹性材料层5、芯片2包覆在塑封体3内部,从而为弹性材料层5及芯片2提供物理保护,采用一体成型工艺或激光打孔中任意一种方式制备通孔6,一体成型为注塑过程中,在上模具内设置与通孔6相对应的凸块,从而注塑完成后形成通孔6,通孔6制备完成后,制得封装结构,该封装结构中,弹性材料层5能够吸收温度循环时因热膨胀系数不匹配而产生的内应力,大幅度降低易分层截面的应力,解决了封装结构界面分层问题,把产品的温度循环测试由800循环提升至1200循环甚至2000循环,大幅度提升产品使用寿命,塑封体3上设置有通孔6,通孔6一端与塑封体3外部连通,通孔6另一端延伸至弹性材料层5处,当弹性材料层5因热膨胀而体积变大,塑封体3上的通孔6能够吸收因热膨胀变大的弹性材料层5,防止塑封体3爆裂损坏,进一步延长了产品的使用寿命。
实施例7:
在实施例6的基础上,如图5所示,弹性材料层5及塑封体3均采用注塑装置制得,注塑装置包括料筒9,料筒9下端设置导流管10,导流管10呈L型,导流管10输出端设置注塑头11,注塑头11下端呈锥形,注塑头11下端设置注塑口12,注塑头11上方设置保护管13,保护管13下端与导流管10连通,保护管13与注塑头11同心设置。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:弹性材料层5与塑封体3均可采用注塑工艺制得,通过注塑装置的注塑头11向模具内注塑,注塑装置包括料筒9,料筒9内设置加热组件及螺杆组件,加热组件及螺杆组件均采用现有注塑机内部组件,加热组件能够对料筒9内的原料加热,使得原料熔化,螺杆组件用于挤压熔化后的原料,使得熔化后的原料从料筒9流向导流管10,并通过注塑头11喷出至模具内,制备时,先制备弹性材料层5,然后再向料筒9内加入环氧塑封料以注塑成型方式制得塑封体3,从而完成封装结构的制备。
实施例8:
在实施例7的基础上,如图6-图11所示,保护管13内设置保护组件,保护组件用于保护注塑头11,保护组件包括密封板14、推杆15,密封板14设置在保护管13内,密封板14与保护管13内壁密封滑动连接,密封板14上方设置固定板16,固定板16与保护管13内壁固定连接,推杆15靠近注塑头11一端设置推块17,推块17呈圆锥状,推杆15另一端依次贯穿密封板14、固定板16,延伸至固定板16上方并设置滑动块18,推杆15分别与密封板14、固定板16贯穿位置密封滑动连接,固定板16与密封板14之间设置第一弹簧19,固定板16与滑动块18之间设置第二弹簧20,密封板14上表面设置若干滑动杆21,滑动杆21上端贯穿固定板16并与固定板16贯穿位置滑动连接,保护管13上端内壁设置若干固定杆22,固定杆22位于滑动块18上方,固定杆22前侧壁通过转轴23转动设置滑轮24,滑动块18与滑动杆21之间设置连接绳25,连接绳25一端与滑动杆21上端连接,连接绳25另一端绕过滑轮24与滑动块18上表面连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:为了保证弹性材料层5及塑封体3的制备效果,在保护管13内设置保护组件,保护组件能够保护注塑头11,避免注塑头11处因原料堆积而堵塞损坏,具体的,初始状态时,由于第一弹簧19的弹性势能大于第二弹簧20的弹性势能,在连接绳25的作用下,第二弹簧20处于拉伸状态,当注塑头11堵塞时,导流管10内压力增大,熔化的原料能够带动密封板14沿保护管13内壁向上滑动,第一弹簧19压缩,密封板14带动滑动杆21向上滑动,连接绳25沿滑轮24滑动,在第二弹簧20的作用下,滑动块18在保护管13内向下运动,滑动块18带动推杆15向下滑动,推杆15带动锥形推块17向下运动,推块17与注塑口12同心设置,且推块17上端直径略小于注塑口12直径,推杆15推动推块17穿过注塑口12,使得注塑口12处不被原料堵塞,由于推块17呈锥形,推杆15直径小于推块17上端直径,待推块17推动至注塑口12下方时,注塑头11内的熔化的原料能够通过推杆15与注塑口12的间隙流出,便于进行注塑,此时,密封板14下表面受到的推力减小,在第一弹簧19的作用下,密封板14快速向下滑动,直至恢复原位,密封板14通过滑动杆21带动连接绳25运动,连接绳25带动滑动块18向上运动,使得第二弹簧20拉伸,推杆15及推块17恢复原位,通过设置保护组件,推块17能够将堵塞在注塑口12处的熔化原料推出至注塑口12外部,避免注塑头11内压力过大而损坏,不需要因人工处理而出现停机,并且,保证了注塑口12能够出料,使得弹性材料层5及塑封体3顺利制备,不会出现弹性材料层5或塑封体3注塑成型后形状残缺的问题,制备完成的弹性材料层5能完全覆盖芯片2及第一金属线4,塑封体3能够完成包覆弹性材料层5及基岛1,保证了塑封体3的密封性能及保护性能,从而提高了制备效果,保证了制备效率。
实施例9:
在实施例8的基础上,如图11所示,推块17内设置若干安装孔26,安装孔26位于推块17靠近上端位置,若干安装孔26关于推块17中心呈环形阵列分布,安装孔26内设置第三弹簧27,第三弹簧27一端与安装孔26内壁固定连接,第三弹簧27另一端与刮板28连接,刮板28一端滑动设置在安装孔26内,刮板28另一端延伸至安装孔26外部,刮板28竖直截面呈直角梯形状,刮板28远离第三弹簧27一端设置第一斜面,且刮板28上端长度小于刮板28下端长度。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:当推块17沿注塑头11内壁向下滑动时,刮板28能与注塑头11的锥形内壁接触,从而刮除注塑头11内壁粘附的熔化原料,提高清理效果,避免后期粘附较多的原料,并且,随着推块17的向下运动,刮板28能适应收缩至安装孔26内,提高了刮板28的适应性,当推块17从注塑口12外部向注塑头11内部运动时,刮板28上的第一斜面能够与注塑口12边缘接触,并向安装孔26内挤压刮板28,使得刮板28收回至安装孔26内,便于推块17通过注塑口12,刮板28的设置能使注塑口12保证稳定的流量,从而保证在预设时间内完成弹性材料层5或塑封体3的制备。
实施例10:
在实施例8或9的基础上,如图6-图10所示,滑动块18外侧壁设置若干卡槽29,若干卡槽29与若干滑动杆21一一对应,保护管13内壁设置若干滑动孔30,若干滑动孔30与若干卡槽29一一对应,滑动孔30内设置第四弹簧31,第四弹簧31一端与滑动孔30内壁连接,第四弹簧31另一端设置卡柱32,卡柱32与滑动孔30内壁滑动连接,卡柱32远离第四弹簧31一端延伸至卡槽29内,卡柱32远离第四弹簧31一端设置第二斜面,滑动杆21上端设置第三斜面,第三斜面与第二斜面相适配。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:初始状态时,卡柱32处于卡槽29内,卡柱32的第二斜面朝向固定板16方向,当密封板14向上滑动时,在卡柱32与卡槽29的配合下,滑动块18不会向下滑动,随着滑动杆21的上升,连接绳25逐渐松弛,当滑动杆21的第三斜面与卡柱32的第二斜面接触时,第三斜面沿第二斜面滑动,并带动卡柱32向滑动孔30方向滑动,第四弹簧31压缩,直至卡柱32与卡槽29分离,此时,由于连接绳25的松开,在第二弹簧20的作用下,滑动块18快速向下滑动,滑动块18带动推杆15及推块17快速向注塑口12方向运动,从而对注塑口12处堵塞的原料进行冲击,推块17的冲击力增大,能够更彻底的将注塑口12处堵塞的原料推出至注塑口12外部,待密封板14恢复原位后,滑动块18挤压卡柱32并恢复原位,卡柱32在第四弹簧31的作用下重新卡入卡槽29内,完成对滑动块18的卡紧固定,本方案通过卡柱32与卡槽29对滑动块18卡紧,当卡柱32与卡槽29分离时,在第二弹簧20的作用下,滑动块18能够快速运动,从而增大了推块17对注塑口12的冲击力,对于粘附较紧的原料也能通过较大的冲击力冲出注塑口12,保证了注塑口12处的通畅,使注塑口12保证稳定的流量,便于制备弹性材料层5或塑封体3,提高弹性材料层5或塑封体3的良品率,减少了塑封体3或弹性材料层5内制备过程产生的气泡,增强了塑封体3的结构性能,避免塑封体3被膨胀的弹性材料层5挤爆裂,进而延长了产品整体的使用寿命。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种大功率器件的封装结构,其特征在于,包括:基岛、芯片、塑封体及引脚,基岛上粘接若干芯片,若干芯片之间通过第一金属线连接,基岛上设置弹性材料层,弹性材料层包覆在芯片及第一金属线外围,弹性材料层及基岛外围包覆塑封体,塑封体上开设通孔,通孔一端与塑封体外部连通,通孔另一端延伸至弹性材料层外部,引脚一端嵌埋于塑封体内并通过第二金属线与芯片连接,引脚另一端延伸至塑封体外部。
2.根据权利要求1所述的一种大功率器件的封装结构,其特征在于,弹性材料层采用高绝缘弹性材料制得,弹性材料为聚酰亚胺或硅胶中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种大功率器件的封装结构,其特征在于,通孔设置有一个或多个。
4.根据权利要求1所述的一种大功率器件的封装结构,其特征在于,弹性材料层还包覆第二金属线及引脚靠近第二金属线一端。
5.根据权利要求1所述的一种大功率器件的封装结构,其特征在于,第二金属线采用Z字形金属线。
6.一种大功率器件的封装方法,用于制得如权利要求1-5中任一项所述的一种大功率器件的封装结构,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:获取基岛及芯片,将芯片粘接在基岛上;
步骤2:取第一金属线,将第一金属线两端分别与两个芯片键合连接;
步骤3:取第二金属线及引脚,将第二金属线一端与芯片键合连接,将第二金属线另一端与引脚键合连接;
步骤4:在芯片及第一金属线外围覆盖弹性材料层;
步骤5:在弹性材料层及基岛外围注塑环氧塑封料,制得塑封体,采用一体成型工艺或激光打孔中任意一种方式制备通孔,通孔制备完成后,制得封装结构。
7.根据权利要求6所述的一种大功率器件的封装方法,其特征在于,弹性材料层及塑封体均采用注塑装置制得,注塑装置包括料筒,料筒下端设置导流管,导流管呈L型,导流管输出端设置注塑头,注塑头下端呈锥形,注塑头下端设置注塑口,注塑头上方设置保护管,保护管下端与导流管连通,保护管与注塑头同心设置。
8.根据权利要求7所述的一种大功率器件的封装方法,其特征在于,保护管内设置保护组件,保护组件用于保护注塑头,保护组件包括密封板、推杆,密封板设置在保护管内,密封板与保护管内壁密封滑动连接,密封板上方设置固定板,固定板与保护管内壁固定连接,推杆靠近注塑头一端设置推块,推块呈圆锥状,推杆另一端依次贯穿密封板、固定板,延伸至固定板上方并设置滑动块,推杆分别与密封板、固定板贯穿位置密封滑动连接,固定板与密封板之间设置第一弹簧,固定板与滑动块之间设置第二弹簧,密封板上表面设置若干滑动杆,滑动杆上端贯穿固定板并与固定板贯穿位置滑动连接,保护管上端内壁设置若干固定杆,固定杆位于滑动块上方,固定杆前侧壁通过转轴转动设置滑轮,滑动块与滑动杆之间设置连接绳,连接绳一端与滑动杆上端连接,连接绳另一端绕过滑轮与滑动块上表面连接。
9.根据权利要求8所述的一种大功率器件的封装方法,其特征在于,推块内设置若干安装孔,安装孔位于推块靠近上端位置,若干安装孔关于推块中心呈环形阵列分布,安装孔内设置第三弹簧,第三弹簧一端与安装孔内壁固定连接,第三弹簧另一端与刮板连接,刮板一端滑动设置在安装孔内,刮板另一端延伸至安装孔外部,刮板竖直截面呈直角梯形状,刮板远离第三弹簧一端设置第一斜面,且刮板上端长度小于刮板下端长度。
10.根据权利要求8所述的一种大功率器件的封装方法,其特征在于,滑动块外侧壁设置若干卡槽,若干卡槽与若干滑动杆一一对应,保护管内壁设置若干滑动孔,若干滑动孔与若干卡槽一一对应,滑动孔内设置第四弹簧,第四弹簧一端与滑动孔内壁连接,第四弹簧另一端设置卡柱,卡柱与滑动孔内壁滑动连接,卡柱远离第四弹簧一端延伸至卡槽内,卡柱远离第四弹簧一端设置第二斜面,滑动杆上端设置第三斜面,第三斜面与第二斜面相适配。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310580845.1A CN116314051B (zh) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 一种大功率器件的封装结构和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310580845.1A CN116314051B (zh) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 一种大功率器件的封装结构和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116314051A true CN116314051A (zh) | 2023-06-23 |
CN116314051B CN116314051B (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=86813502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310580845.1A Active CN116314051B (zh) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 一种大功率器件的封装结构和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116314051B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000100997A (ja) * | 1998-09-17 | 2000-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止型半導体装置およびその樹脂封止方法 |
US20070090473A1 (en) * | 2003-05-26 | 2007-04-26 | Thomas Engling | Microelectromechanical component and method for the production thereof |
US20100102459A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-04-29 | Motoaki Satou | Semiconductor device |
CN201466021U (zh) * | 2009-04-03 | 2010-05-12 | 晶诚(郑州)科技有限公司 | 一种封装引线框架式的半导体器件 |
KR20160057697A (ko) * | 2014-11-14 | 2016-05-24 | 김혁중 | 핫런너 밸브장치 |
JP2020085075A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | キヤノン株式会社 | 弾性体ローラの製造方法 |
CN111755397A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-09 | 杰华特微电子(杭州)有限公司 | 多基岛引线框架的封装结构及其封装方法 |
CN216329871U (zh) * | 2021-08-24 | 2022-04-19 | 威海盛鑫户外用品有限公司 | 一种鱼饵注塑机的射胶机构 |
CN115172319A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-11 | 合肥通富微电子有限公司 | 隔离式收发器封装结构及封装方法 |
-
2023
- 2023-05-23 CN CN202310580845.1A patent/CN116314051B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000100997A (ja) * | 1998-09-17 | 2000-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止型半導体装置およびその樹脂封止方法 |
US20070090473A1 (en) * | 2003-05-26 | 2007-04-26 | Thomas Engling | Microelectromechanical component and method for the production thereof |
US20100102459A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-04-29 | Motoaki Satou | Semiconductor device |
CN201466021U (zh) * | 2009-04-03 | 2010-05-12 | 晶诚(郑州)科技有限公司 | 一种封装引线框架式的半导体器件 |
KR20160057697A (ko) * | 2014-11-14 | 2016-05-24 | 김혁중 | 핫런너 밸브장치 |
JP2020085075A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | キヤノン株式会社 | 弾性体ローラの製造方法 |
CN111755397A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-09 | 杰华特微电子(杭州)有限公司 | 多基岛引线框架的封装结构及其封装方法 |
CN216329871U (zh) * | 2021-08-24 | 2022-04-19 | 威海盛鑫户外用品有限公司 | 一种鱼饵注塑机的射胶机构 |
CN115172319A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-11 | 合肥通富微电子有限公司 | 隔离式收发器封装结构及封装方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116314051B (zh) | 2023-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7833456B2 (en) | Systems and methods for compressing an encapsulant adjacent a semiconductor workpiece | |
CN102280390B (zh) | 组装具有散热器的半导体器件的方法 | |
JP6058431B2 (ja) | 樹脂モールド装置、および樹脂モールド方法 | |
US11881491B2 (en) | Camera module, photosensitive component, photosensitive-component joined panel, and forming die thereof and manufacturing method thereof | |
US20060055080A1 (en) | Semiconductor package having flash-free contacts and techniques for manufacturing the same | |
WO2013154602A1 (en) | Method of manufacturing light emitting device | |
CN116314051B (zh) | 一种大功率器件的封装结构和方法 | |
CN116364833B (zh) | 一种led贴片灯珠的封装设备 | |
US6187613B1 (en) | Process for underfill encapsulating flip chip driven by pressure | |
CN109103115A (zh) | 一种防黏的半导体封装工艺及用于半导体封装工艺的模具 | |
US8119050B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
CN114464589A (zh) | 高结合强度的引线框架、封装器件的制作工艺及其产品 | |
JP2006324401A5 (zh) | ||
US20220362978A1 (en) | Camera module, and photosensitive component, electronic device, forming mold and manufacturing method thereof | |
CN109616424A (zh) | 一种注塑成型装置及封装结构 | |
EP0980305B1 (en) | Apparatus for molding plastic packages | |
CN113594336B (zh) | 一种无机封装紫外led灯的加工方法 | |
CN113594335B (zh) | 一种无机封装紫外led灯 | |
CN216773240U (zh) | 高结合强度的引线框架 | |
CN217729716U (zh) | 珍珠棉护角粘合机 | |
CN209626185U (zh) | 一种半导体器件封装装置 | |
CN219705876U (zh) | 一种半导体封装模具 | |
CN211917536U (zh) | 一种泳镜镜框生产用高效率注塑成型设备 | |
CN105185750B (zh) | 一种功率模块密封装置 | |
KR101089801B1 (ko) | 반도체 패키지 제조용 금형 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |