CN207637782U - 一种功率半导体封装结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种功率半导体封装结构，包括功率模块和位于功率模块背面的散热部，功率模块与散热部间隔设置，且所述散热部上注塑有塑封体，所述功率模块被封装在所述塑封体内，所述散热部背离所述功率模块的一侧面外露于塑封体。本实用新型通过采用环氧树脂注塑将功率模块与散热部一体连接成型，提高了散热部与功率模块之间的连接稳定性，从而使散热部将功率模块产生的热量稳定、有效地传递出去，避免功率半导体封装结构内的热流密度过高而导致采用该功率半导体封装结构的设备发生故障。

Description

一种功率半导体封装结构
技术领域
本实用新型涉及半导体技术，具体涉及一种功率半导体封装结构。
背景技术
随着集成电路特别是超大规模集成电路的迅速发展，高功率半导体封装结构的体积越来越小，与此同时，高功率半导体封装结构内的芯片的功率却越来越大，从而导致高功率半导体封装结构内的热流密度(即单位面积的截面内单位时间通过的热量)日益提高。随着热流密度的不断提高，如果不能进行有效地热设计与热管理就很容易导致芯片或系统由于温度过高而不能正常使用。发热问题已被确认为高功率半导体结构设计所面临的三大问题之一。与此同时，芯片的散热显得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种散热性能良好的功率半导体封装结构。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
提供一种功率半导体封装结构，包括功率模块和位于所述功率模块背面的散热部，所述功率模块与所述散热部间隔设置，且所述散热部上注塑有塑封体，所述功率模块被封装在所述塑封体内，所述散热部背离所述功率模块的一侧面外露于所述塑封体。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述散热部背离所述功率模块的一侧面与所述塑封体相对应的一侧面平齐。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述散热部为金属散热板。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述散热部为石墨板。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述塑封体正对所述散热部的侧壁开设有散热孔，所述散热孔贯穿所述塑封体的侧壁。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述功率模块包括若干芯片，所述散热部包括若干散热块，每个所述散热块与一个所述芯片的位置相对应。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述散热部与所述功率模块中功率相对较大的所述芯片的位置相对应。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述功率模块包括引线框架、设置在所述引线框架上的芯片和导电端子，所述芯片通过金属导线与所述导电端子连接，所述引线框架、所述芯片以及所述金属导线封装于所述塑封体内，所述导电端子由所述塑封体内延伸至所述塑封体外。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述引线框架包括框架本体和设置在所述框架本体周部的弯折部，所述弯折部朝向所述散热部延伸，所述弯折部与所述散热部之间设置有绝缘粘合剂层。
作为功率半导体封装结构的一种优选方案，所述功率模块包括一体式引线框架和芯片，所述一体式引线框架包括框架本体和与所述框架本体的外周连接的引线端子，所述芯片设置在所述框架本体上并通过金属导线与所述引线端子连接，所述框架本体、所述芯片以及所述金属导线均封装于所述塑封体内，所述引线端子位于所述塑封体外。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过采用环氧树脂注塑将功率模块与散热部一体连接成型，提高了散热部与功率模块之间的连接稳定性，从而使散热部将功率模块产生的热量稳定、有效地传递出去，避免功率半导体封装结构内的热流密度过高而导致采用该功率半导体封装结构的设备发生故障。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的功率半导体封装结构的剖视图。
图2为本实用新型另一实施例的功率半导体封装结构的剖视图。
图3为图2中I部分的放大图。
图4为本实用新型又一实施例的功率半导体封装结构的剖视图。
图中：
10、功率模块；111、引线框架；112、一体式引线框架；12、芯片；13、导电端子；14、金属导线；20、散热部；30、塑封体；40、绝缘粘合剂层。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实用新型的一实施例中，如图1所示，功率半导体封装结构包括功率模块10和位于功率模块10背面的散热部20，功率模块10与散热部20间隔设置，且散热部20上注塑有塑封体30，功率模块10被封装在塑封体30内，散热部20背离功率模块10的一侧面外露于塑封体30。对于功率半导体封装结构而言，功率模块10内的芯片的功率通常较大，工作过程中产生的热量较大，本实施例通过采用环氧树脂注塑将功率模块10与散热部20一体连接成型，提高了散热部20与功率模块10之间的连接稳定性，从而使散热部20将功率模块10产生的热量稳定、有效传递出去，避免功率半导体封装结构内的热流密度过高而导致采用该功率半导体封装结构的设备发生故障。
可选地，散热部20背离功率模块10的一侧面与塑封体30相对应的一侧面平齐，可保证散热部20与功率模块10之间的相对位置的稳定性，使散热部20将功率模块10的产生的热量散发出去；避免功率半导体封装结构存在清洁死角，当散热部20上聚集有灰层时，方便清洁处理。
当然，在其他的实施例中，还可以将散热部20设置为部分凸出于塑封体30。
本实施例中，散热部20为金属散热板，以使功率半导体封装结构具有良好的散热效果。
在其他实施例中，还可以将散热部20为石墨板，石墨板具有良好的沿其石墨晶体X-Y轴向的单向热传导性，从而使功率半导体封装结构具有良好的散热性能。
在本实用新型一优选的实施例中，塑封体30正对散热部20的侧壁开设有散热孔(图中未示出)，散热孔20贯穿塑封体30的侧壁。散热孔的设置可以使散热部20的侧面部分与外部空气接触，提高散热部20的散热速率。
进一步地，散热孔内设置有散热柱，散热柱为金属材质或者石墨材质，可以进一步提高散热部20的散热速率。
优选的，本实施例的功率模块10包括若干芯片12，散热部20包括若干散热块(图中未示出)，每个散热块与一个芯片12的位置相对应，在保证芯片12具有良好散热效果的基础上可以节省散热部20的用料，从而降低功率半导体封装结构的生产成本。
进一步地，散热部20与功率模块10中功率相对较大的芯片12的位置相对应，即散热部20仅对大功率芯片12进行散热，因此可以进一步节省散热部20的用料。
本实施例的功率半导体封装结构中，功率模块10包括引线框架111、设置在引线框架111上的芯片12和导电端子13，芯片12通过金属导线14与导电端子13连接，引线框架111、芯片12以及金属导线14封装于塑封体30内，导电端子13由塑封体30内延伸至塑封体30外。芯片12产生的热量通过引线框架111及塑封体30传递至散热部20内，再通过散热部20扩散。
其中，芯片12和导电端子13分别通过导电粘合剂固定在引线框架111上。
在本实用新型的另一实施例中，如图2和图3所示，其与上述实施例的区别在于：引线框架111包括框架本体和设置在框架本体周部的弯折部，弯折部朝向散热部20延伸，弯折部与散热部20之间设置有绝缘粘合剂层40。具体地，弯折部包括与框架本体周部连接的竖直部和与竖直部垂直连接的水平部，水平部朝向远离框架本体的方向延伸，水平部通过绝缘粘合剂层40预固定在散热部20上，然后再通过环氧树脂注塑封装固定；注塑环氧树脂时，绝缘粘合剂层40与塑环氧树脂融为一体。
在本实用新型的又一实施例中，如图3所示，其与上述实施例的区别在于：功率模块10包括一体式引线框架112和芯片12，一体式引线框架111包括框架本体和与框架本体的外周连接的引线端子，芯片12设置在框架本体上并通过金属导线14与引线端子连接，框架本体、芯片12以及金属导线14封装于塑封体30内，引线端子位于塑封体30外。本实施例采用一体式引线框架112，可提高功率模块的结构稳定性。
需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
以上通过具体的实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。此外，以上多处的“一个实施例”、“另一个实施例”等表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。

Claims (10)

1.一种功率半导体封装结构，其特征在于，包括功率模块和位于所述功率模块背面的散热部，所述功率模块与所述散热部间隔设置，且所述散热部上注塑有塑封体，所述功率模块被封装在所述塑封体内，所述散热部背离所述功率模块的一侧面外露于所述塑封体。
2.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述散热部背离所述功率模块的一侧面与所述塑封体相对应的一侧面平齐。
3.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述散热部为金属散热板。
4.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述散热部为石墨板。
5.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述塑封体正对所述散热部的侧壁开设有散热孔，所述散热孔贯穿所述塑封体的侧壁。
6.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述功率模块包括若干芯片，所述散热部包括若干散热块，每个所述散热块与一个所述芯片的位置相对应。
7.根据权利要求1所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述散热部与所述功率模块中功率相对较大的芯片的位置相对应。
8.根据权利要求1至7任一项所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述功率模块包括引线框架、设置在所述引线框架上的芯片和导电端子，所述芯片通过金属导线与所述导电端子连接，所述引线框架、所述芯片以及所述金属导线封装于所述塑封体内，所述导电端子由所述塑封体内延伸至所述塑封体外。
9.根据权利要求8所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述引线框架包括框架本体和设置在所述框架本体周部的弯折部，所述弯折部朝向所述散热部延伸，所述弯折部与所述散热部之间设置有绝缘粘合剂层。
10.根据权利要求1至7任一项所述的功率半导体封装结构，其特征在于，所述功率模块包括一体式引线框架和芯片，所述一体式引线框架包括框架本体和与所述框架本体的外周连接的引线端子，所述芯片设置在所述框架本体上并通过金属导线与所述引线端子连接，所述框架本体、所述芯片以及所述金属导线均封装于所述塑封体内，所述引线端子位于所述塑封体外。
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