CN117038605A - 双面散热封装结构以及电子元器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双面散热封装结构以及电子元器件，双面散热封装结构包括：塑封体；芯片，其位于塑封体的内部；下散热板，其支撑在芯片的底部，下散热板的底面露出塑封体，下散热板设有向上伸出的若干个支撑脚，支撑脚的顶部折弯形成贴合芯片底面的托举部，支撑脚的底部连接于下散热板，支撑脚的中间部倾斜设置；上散热板，其覆盖在芯片的顶部，芯片安装于上散热板的底面，且上散热板的顶面露出塑封体。本发明的散热效率高且体积更轻薄，封装应力小，工艺性更好。

Description

双面散热封装结构以及电子元器件

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及双面散热封装结构以及采用该双面散热封装结构的电子元器件。

背景技术

半导体封装是将半导体集成电路芯片安装在支架上，再采用塑料对芯片和支架进行封装，封装结构起到安放、固定、密封保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到塑料外壳的引脚上，这些引脚又通过印制电路板上的导线与其他器件建立连接。

对于大功率电子元器件来说，工作时发热量大，必须及时进行散热，封装结构的散热效率是提高电子元器件的性能和使用寿命的关键。现有封装结构通常是利用引脚、散热片以及散热孔等进行散热，例如方便快速散热的芯片封装结构，其在封胶体的上表面嵌入安装有第一散热组件，在封胶体的下表面设置有第二散热组件，第一散热组件包含第一散热孔、散热片、第一导热片和导热板，第二散热组件包含第三散热孔、第二导热片、散热底座和第二散热孔，该芯片封装结构使用到的散热部件多、连接复杂，不仅工艺性差且会大幅增加电子元器件的厚度，既难以大批量推广使用，也不符合电子元器件轻薄化的发展趋势。

因此，如何设计散热效率高且体积小的双面散热封装结构以及电子元器件是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有封装结构设计复杂、体积大的缺陷，本发明提出双面散热封装结构以及电子元器件，该双面散热封装结构的散热效率高且体积更轻薄。

本发明采用的技术方案是，设计双面散热封装结构，包括：塑封体；芯片，其位于塑封体的内部；下散热板，其支撑在芯片的底部，下散热板的底面露出塑封体；上散热板，其覆盖在芯片的顶部，芯片安装于上散热板的底面，且上散热板的顶面露出塑封体。

进一步的，下散热板设有向上伸出的若干个支撑脚，支撑脚的顶部折弯形成贴合芯片底面的托举部，支撑脚的底部连接于下散热板，支撑脚的中间部倾斜设置。

在一些实施例中，芯片的底部对称设置有两排支撑脚。

进一步的，下散热板冲切加工得到支撑脚，下散热板具有与支撑脚一一对应的冲切缺口，冲切缺口被塑封体填充。

进一步的，双面散热封装结构还包括：第一引脚组，其位于芯片的一侧，且第一引脚组的一端连接于下散热板、另一端伸出塑封体的外部；第二引脚组，其位于芯片的另一侧，且第二引脚组的一端连接于上散热板、另一端伸出塑封体的外部。

进一步的，双面散热封装结构还包括：栅极引脚，其一端通过引线连接于芯片、另一端伸出塑封体的外部。

进一步的，塑封体两侧伸出的引脚数量相同且一一对应。

进一步的，上散热板和/或下散热板的边缘设有扣胶槽，扣胶槽被塑封体填充。

进一步的，上散热板和下散热板均采用导热材料制作。

本发明还提出了电子元器件，该电子元器件采用上述的双面散热封装结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、芯片的顶部和底部均设有散热板，上散热板的顶面露出塑封体，下散热板的底面露出塑封体，芯片夹持安装在上散热板和下散热板之间，封装结构整体的厚度较薄，且封装结构的上下两面均能够大面积散热，有效提高散热效率；

2、下散热板设有倾斜向上伸出的支撑脚，利用支撑脚传递热量以及吸收应力，防止在冷热收缩过程中变形拉坏芯片；

3、第一引脚组连接下散热板，第二引脚组连接上散热板，引脚组分别连接在不同散热片上，封装应力小，工艺性更好，而且引脚组能够分担散热板的散热压力，进一步提高封装结构的散热效率。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是封装结构内部构造的立体示意图；

图2是封装结构内部构造的侧面示意图；

图3是封装结构的立体示意图；

图4是封装结构的另一立体示意图；

图5是上散热板的立体示意图；

图6是下散热板的立体示意图；

图7是封装结构内部构造的另一立体示意图；

图8是封装结构的侧面示意图；

附图标记：1、塑封体；2、芯片；3、下散热板；31、支撑脚；311、托举部；32、冲切缺口；4、上散热板；41、扣胶槽；5、第一引脚组；6、第二引脚组；7、栅极引脚；8、引线。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利，并不用于限定本专利。

如图1、2所示，本发明提出的双面散热封装结构包括：塑封体1、芯片2、下散热板3以及上散热板4，芯片2位于塑封体1的内部，下散热板3支撑在芯片2的底部，上散热板4覆盖在芯片2的顶部，芯片2安装于上散热板4的底面，芯片2夹持安装在上散热板4和下散热板3之间，芯片2、上散热板4以及下散热板3相互平行，封装结构整体的厚度较薄。

如图3、4所示，上散热板4的底部以及侧面均被塑封体1包裹，仅有顶面露出塑封体1，下散热板3的顶部以及侧面均被塑封体1包裹，仅有底面露出塑封体1，下散热板3的边缘接近塑封体1的底面边缘。上散热板4和下散热板3均占据塑封体1上下两面的大部分区域——至少是一半以上，使得封装结构两面均能够大面积散热，有效提高散热效率。应当理解的是，下散热板3和上散热板4均采用导热材料制作，导热材料包含但不限于金属材料。

如图5所示，为了保证封装质量，上散热板4的边缘均设有扣胶槽41，封装时扣胶槽41被塑料填充，脱模后扣胶槽41牢固嵌在塑封体1内，稳定性和密封性更高。当然，实际应用中也可以在下散热板3的边缘设计扣胶槽。

如图6所示，下散热板3设有向上伸出的若干个支撑脚31，支撑脚31的顶部折弯形成贴合芯片2底面的托举部311，支撑脚31的底部连接于下散热板3，支撑脚31的中间部倾斜设置，由于支撑脚31的顶部与芯片2接触、底部与下散热板3接触，使得芯片2的热量可以通过支撑脚31传递到下散热板3，进而实现芯片2的高效散热。更重要的是，倾斜设置的支撑脚31能够吸收应力，在封装过程中或者电子元器件工作过程中，塑封体1由于冷热收缩会发生变形，支撑脚31起到缓冲作用，避免芯片2被拉坏。

为了便于加工及提高封装质量，对下散热板3进行冲切加工得到支撑脚31，冲切加工之后在下散热板3留下若干个冲切缺口32，冲切缺口32与支撑脚31一一对应，为便于理解，以图中所示的矩形冲切缺口为例，冲切时切断矩形的三个相邻边，相当于支撑脚31仅有一端连接在冲切缺口32上，支撑脚31的另一端悬空设置，再向上折弯支撑脚31使其定型，支撑脚31与下散热板3一体化设计，下散热板3余留的冲切缺口32被塑封体1填充，加固塑封体1的封装稳定性，既便于生产又能提高封装质量。

如图1、2所示，在本发明的优选实施例中，芯片2的底部对称设置有两排支撑脚31，支撑脚31的数量多，受力均衡且导热速度快。当然，支撑脚31在实际应用时也可以设计成其他排列形式，本发明对此不作特殊限制。

如图7所示，双面散热封装结构还包括：第一引脚组5和第二引脚组6，第一引脚组5位于芯片2的一侧，第二引脚组6位于芯片2的另一侧，第一引脚组5的一端连接于下散热板3、另一端伸出塑封体1的外部，第二引脚组6的一端连接于上散热板4、另一端伸出塑封体1的外部，第二引脚组6可以与上散热板4一体化设计，减少生产工序。本发明的左右引脚组分别连接在不同散热片上，封装应力小，工艺性更好，而且引脚组能够分担散热板的散热压力，提升封装结构的散热效率。

如图7、8所示，在本发明的一些实施例中，双面散热封装结构还包括：栅极引脚7，其一端通过引线8连接于芯片2、另一端伸出塑封体1的外部，栅极引脚7能够通过印制电路板上的导线与其他器件连接。在该实施例中，第一引脚组5为源极引脚，第二引脚组6为漏极引脚，塑封体1两侧伸出的引脚数量相同且一一对应，引脚数量多，均匀向外导热。

本发明还提出了电子元器件，该电子元器件采用上述的双面散热封装结构，由于双面散热封装结构的散热效率高且体积小，尤其适用于大功率电子元器件。

需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双面散热封装结构，其特征在于，包括：

塑封体；

芯片，其位于所述塑封体的内部；

下散热板，其支撑在所述芯片的底部，所述下散热板的底面露出所述塑封体；

上散热板，其覆盖在所述芯片的顶部，所述芯片安装于所述上散热板的底面，且所述上散热板的顶面露出所述塑封体。

2.根据权利要求1所述的双面散热封装结构，其特征在于，所述下散热板设有向上伸出的若干个支撑脚，所述支撑脚的顶部折弯形成贴合所述芯片底面的托举部，所述支撑脚的底部连接于所述下散热板，所述支撑脚的中间部倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的双面散热封装结构，其特征在于，所述芯片的底部对称设置有两排所述支撑脚。

4.根据权利要求3所述的双面散热封装结构，其特征在于，所述下散热板冲切加工得到所述支撑脚，所述下散热板具有与所述支撑脚一一对应的冲切缺口，所述冲切缺口被所述塑封体填充。

5.根据权利要求1所述的双面散热封装结构，其特征在于，还包括：第一引脚组，其位于所述芯片的一侧，且所述第一引脚组的一端连接于所述下散热板、另一端伸出所述塑封体的外部；第二引脚组，其位于所述芯片的另一侧，且所述第二引脚组的一端连接于所述上散热板、另一端伸出所述塑封体的外部。

6.根据权利要求5所述的双面散热封装结构，其特征在于，还包括：栅极引脚，其一端通过引线连接于所述芯片、另一端伸出所述塑封体的外部。

7.根据权利要求6所述的双面散热封装结构，其特征在于，所述塑封体两侧伸出的引脚数量相同且一一对应。

8.根据权利要求1所述的双面散热封装结构，其特征在于，所述上散热板和/或所述下散热板的边缘设有扣胶槽，所述扣胶槽被所述塑封体填充。

9.根据权利要求1至8任一项所述的双面散热封装结构，其特征在于，所述上散热板和所述下散热板均采用导热材料制作。

10.电子元器件，其特征在于，所述电子元器件采用权利要求1至9任一项所述的双面散热封装结构。