CN210040177U - 三边外伸大散热片高散热性封装结构 - Google Patents

三边外伸大散热片高散热性封装结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种三边外伸大散热片高散热性封装结构，包括芯片、散热片、引脚和塑封料，所述芯片固定在散热片上，芯片通过金属丝与引脚连接，塑封料将芯片、引脚和散热片塑封，引脚和散热片的下表面与塑封料下表面平齐，所述散热片至少有三边超出塑封料的边缘，所述散热片上设有锁紧槽，用于增强与塑封料的结合力。采用大散热片结构，散热片直接作为基岛使用，仅基岛部分不覆盖塑封料，至少有三边超出塑封料的边缘，有效散热面积增大，极大地提高了散热性能，满足更高的散热要求；本申请在散热片上不设置通孔，不截断散热片，而是设置锁紧槽，锁紧槽能保持散热片的完整性，还可以增强与塑封料的结合力，减少分层的风险，提高产品的可靠性。

Description

三边外伸大散热片高散热性封装结构
技术领域
本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种三边外伸大散热片高散热性封装结构。
背景技术
如图1至3所示，为现有技术中的常见的高散热封装结构，包括芯片1、散热片2、引脚3和塑封料4，所述芯片1固定在散热片2上，所述芯片1通过金属丝5与引脚3连接，所述塑封料4将芯片1、引脚3和散热片2塑封，引脚3设置在塑封料4的一面，散热片2一边超出塑封料4的边缘，所述散热片2上设有通孔21，塑封料4进入通孔21内将散热片2锁紧。
此种封装结构的散热片同时做为基岛使用，塑封料要将基岛包裹，所以塑封体尺寸较大，塑封料的成分比例较高，由于塑封料的热导率在0.8-1.5W/m.K，整体散热性不高，散热片只有超出塑封料的边缘部分和基岛部分的底面裸露表面起到散热作用，设计的通孔结构，可以增加与塑封料的结合力，但减少了基岛部分与外部散热片的连接的横截面积，降低了散热性，如果不设置通孔，塑封料与基岛之间结合力又不够好，塑封料与基岛之间容易出现分层。另外，引脚需要拗折成Z形，引脚成形时受外部机械力，容易出现产品引脚变形、塑封体受损，Z形引脚在金属丝焊接工艺中不稳定，引脚焊接位置悬空，焊接时的焊接受力不稳，容易出现焊接不良。引线框在加工过程中基岛、引脚需要二次冲压成型，基岛、引脚的共面性受影响大，加工难度增加，同时其共面性会影响产品封装时的良率和稳定性，有待改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种散热性更好的三边外伸大散热片高散热性封装结构。
本实用新型是这样实现的：一种三边外伸大散热片高散热性封装结构，包括芯片、散热片、引脚和塑封料，所述芯片固定在散热片上，所述芯片通过金属丝与引脚连接，所述塑封料将芯片、引脚和散热片塑封，所述引脚和散热片的下表面与塑封料下表面平齐，所述散热片至少有三边超出塑封料的边缘，所述散热片上设有锁紧槽，用于增强与塑封料的结合力。
其中，所述锁紧槽为连续的长条状、折线状或弧形状结构。
其中，所述锁紧槽为分段式的长条状、折线状或弧形状结构。
其中，所述锁紧槽由多条短条状锁紧槽单元组合而成。
其中，所述锁紧槽的截面形状为矩形、倒三角形或倒梯形。
其中，所述散热片上被塑封料包裹区域的表面为粗化处理过的表面。
其中，所述散热片整体形状为矩形或梯形。
其中，所述锁紧槽的深度为100-200μm，宽度为100-1000μm。
本实用新型的有益效果为：本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构采用大散热片结构，散热片直接作为基岛使用，仅基岛部分不覆盖塑封料，至少有三边超出塑封料的边缘，有效散热面积增大，极大地提高了散热性能，从而满足更高的散热要求；本申请在散热片上不设置通孔，不截断散热片，而是设置锁紧槽，锁紧槽能保持散热片的完整性，还可以增强与塑封料的结合力，即使散热片只有一面与塑封料结合，也能有效保证二者之间的结合力满足要求，减少分层的风险，提高产品的可靠性。另外，塑封体尺寸小，只需要比芯片尺寸大一些即可，基岛大，利用率高，塑封料的成分比例低，散热板的成分比例高，散热板金属材料的热导率比塑封料高很多，能够将产品的整体散热性能提高很多。引脚和散热片的下表面与塑封料下表面平齐，引脚不需要拗折成Z形，直接外露伸出作为下级模块组装的焊接引脚，减小引脚拗折时的应力风险，避免塑封体受损，提高产品的质量和良率，引脚不拗折，在金属丝焊接工艺中引脚被贴紧支撑，焊接良率高，同时，散热片体积大，支撑更稳定，焊接时的焊接受力稳定，保证焊接生产稳定和质量可靠；引线框在加工过程中散热板、引脚不需要二次冲压，散热板、引脚的共面性会保持很好。
附图说明
图1是现有技术中散热封装结构的剖面示意图；
图2是现有技术中散热封装结构的正面示意图；
图3是现有技术中散热封装结构的背面示意图；
图4是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例一的剖面示意图；
图5是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例一的正面示意图；
图6是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例一的背面示意图；
图7是图6中A-A向剖面图；
图8是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例二的剖面图；
图9是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例三的剖面图；
图10是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例四的剖面图；
图11是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例五的剖面图；
图12是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例六的剖面图；
图13是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例七的剖面图；
图14是本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构实施例八的剖面图。
图2、3、5、6、10、11、12、13中阴影部分为塑封料。
其中，1、芯片；2、散热片；21、通孔；22、锁紧槽；3、引脚；4、塑封料；5、金属丝。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
作为本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构的实施例一，如图4至图7所示，包括芯片1、散热片2、引脚3和塑封料4，所述芯片1固定在散热片2上，所述芯片1通过金属丝5与引脚3连接，所述塑封料4将芯片1、引脚3和散热片2塑封，所述引脚3和散热片2的下表面与塑封料4下表面平齐，所述散热片2至少有三边超出塑封料4的边缘，所述散热片2上设有锁紧槽22，用于增强与塑封料4的结合力。
本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构采用大散热片结构，散热片2直接作为基岛使用，仅基岛部分不覆盖塑封料4，至少有三边超出塑封料4的边缘，有效散热面积增大，极大地提高了散热性能，从而满足更高的散热要求；本申请在散热片2上不设置通孔，不截断散热片，而是设置锁紧槽22，锁紧槽22能保持散热片2的完整性，还可以增强与塑封料4的结合力，即使散热片2只有一面与塑封料4结合，也能有效保证二者之间的结合力满足要求，减少分层的风险，提高产品的可靠性。另外，塑封体尺寸小，只需要比芯片尺寸大一些即可，基岛大，利用率高，塑封料4的成分比例低，散热板2的成分比例高，散热板金属材料的热导率比塑封料高很多(比如铜金属热导率在397W/m.K，远大于塑封料的热导率0.8-1.5W/m.K)，能够将产品的整体散热性能提高很多。引脚3和散热片2的下表面与塑封料4下表面平齐，引脚3不需要拗折成Z形，直接外露伸出作为下级模块组装的焊接引脚，减小引脚3拗折时的应力风险，避免塑封体受损，提高产品的质量和良率，引脚不拗折，在金属丝焊接工艺中引脚被贴紧支撑，焊接良率高，同时，散热片体积大，支撑更稳定，焊接时的焊接受力稳定，保证焊接生产稳定和质量可靠；引线框在加工过程中散热板、引脚不需要二次冲压，散热板、引脚的共面性会保持很好(当然也可自由选择冲压、蚀刻工艺来加工引线框，加工复杂度和难度都降低)。
在本实施例中，所述锁紧槽22为连续的折线状结构。当然根据实际需要，也可以设计为连续的长条状或弧形状等结构。
在本实施例中，如图7所示，所述锁紧槽22的截面形状为矩形，也可以为如图9所示的倒三角形，也可以为倒梯形等其它多种形状；还可以为如图8所示的双锁紧槽结构，有效增加与塑封料4之间的结合力。
在本实施例中，所述锁紧槽22的深度优选值为100-200μm，宽度优选值为100-1000μm。
在本实施例中，所述散热片2整体形状为矩形，当然也可以为如图13所示的梯形，以及弧形、多边形等各种形状，甚至为不规则形状，也是可行的。可根据不同产品的需求(功能复杂程度)，散热片2的形状、厚度、尺寸都可做出不同变化。
作为本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构的实施例四，如图10所示，与实施例一不同之处在于所述锁紧槽22为分段式的折线状结构，在加工时对散热片2的应力影响更小。当然，所述锁紧槽22也可以为分段式的长条状或弧形状结构；另外，还可以为如图11和图12所示的形状，包括多条纵向和/或横向的锁紧槽单元，即所述锁紧槽由多条短条状锁紧槽单元组合而成，主要依据散热片的形状进行针对性设计，一般数量越多，长度越长，散热片与塑封料之间的结合力就越强。
作为本实用新型所述三边外伸大散热片高散热性封装结构的实施例八，如图14所示，与实施例一不同之处在于所述散热片2上被塑封料4包裹区域的表面为粗化处理过的表面(图中设有阴影的表面)，增大与塑封料的接触面积，提高塑封料与散热片的结合力，增强产品的可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三边外伸大散热片高散热性封装结构，其特征在于，包括芯片、散热片、引脚和塑封料，所述芯片固定在散热片上，所述芯片通过金属丝与引脚连接，所述塑封料将芯片、引脚和散热片塑封，所述引脚和散热片的下表面与塑封料下表面平齐，所述散热片至少有三边超出塑封料的边缘，所述散热片上设有锁紧槽，用于增强与塑封料的结合力。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述锁紧槽为连续的长条状、折线状或弧形状结构。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述锁紧槽为分段式的长条状、折线状或弧形状结构。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述锁紧槽由多条短条状锁紧槽单元组合而成。
5.根据权利要求1至4任一项所述的封装结构，其特征在于，所述锁紧槽的截面形状为矩形、倒三角形或倒梯形。
6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述散热片上被塑封料包裹区域的表面为粗化处理过的表面。
7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述散热片整体形状为矩形或梯形。
8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述锁紧槽的深度为100-200μm，宽度为100-1000μm。
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