CN216818282U - 一种半导体封装设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种半导体封装设备，涉及半导体技术领域，包括封装治具、连接铜块、封装外壳以及半导体芯片；封装治具上开设有半导体封装孔阵列，半导体封装孔用于放置封装外壳，且半导体封装孔与封装外壳的尺寸保持一致，封装外壳根据需求设计成任意形状；连接铜块和半导体芯片放置于半导体封装孔中，半导体芯片通过金属引线与连接铜块进行电学相连；封装外壳与半导体芯片以及连接铜块之间形成注塑空间，用于注入封装树脂。本实用新型无需重新开发新框架，无需额外增加工艺复杂度及加工成本，具有生产成本低，可根据需求设计成任意大小、形状的封装形式。

Description

一种半导体封装设备

技术领域

本实用新型涉及半导体器件领域，特别涉及一种半导体封装设备及封装工艺。

背景技术

半导体领域现在越来越广泛，目前半导体器件都需要用到固定的引线框架，成型产品较单一，有时不能满足特殊应用。所以急需一种可按照需求设计成任意大小、形状的半导体器件满足特殊应用。

实用新型内容

本实用新型提供一种半导体封装设备，包括封装治具、连接铜块、封装外壳以及半导体芯片；

所述封装治具上开设有半导体封装孔阵列，所述半导体封装孔用于放置所述封装外壳，且半导体封装孔与所述封装外壳的尺寸保持一致，所述封装外壳根据需求设计成预设形状；

所述连接铜块和所述半导体芯片放置于所述半导体封装孔中，所述半导体芯片通过金属引线与所述连接铜块进行电学相连；

所述封装外壳与所述半导体芯片以及所述连接铜块之间形成注塑空间，用于注入封装树脂。

具体的，所述连接铜块包括第一连接铜块、第二连接铜块以及第三连接铜块；

所述半导体芯片通过焊料焊接于所述第一连接铜块上方，所述第一连接铜块用于形成所述半导体芯片的载片基岛区；

所述第一连接铜块、所述第二连接铜块与所述第三连接铜块之间不产生直接接触；所述第二连接铜块和所述第三连接铜块处于并列排放位置，所述第二连接铜块以及所述第三连接铜块用于形成所述半导体芯片的引脚区。

具体的，所述第二连接铜块通过金属引线与所述半导体芯片的栅极区焊接；所述第三连接铜块通过金属引线与所述半导体芯片的源极区焊接。

具体的，所述封装治具上的所述半导体封装孔的底部反贴有耐高温胶带，所述第一连接铜块、所述第二连接铜块以及所述第三连接铜块位于所述半导体封装孔内，并黏贴于所述耐高温胶带上。

具体的，所述封装外壳底部开设有注塑孔，用于向所述注塑空间内注入封装树脂。

具体的，所述第一连接铜块的尺寸大于所述半导体芯片的尺寸，且所述半导体芯片完全位于所述第一连接铜块的上方。

另一方面，提供一种半导体器件的封装工艺，所述工艺用于半导体封装器件，包括：

在封装治具的底部反贴耐高温胶带，所述封装治具上开设有半导体封装孔阵列，所述耐高温胶带封堵所有半导体封装孔；

通过装片机将第一连接铜块、第二连接铜块以及第三连接铜块放置于所述半导体封装孔内部，并黏贴于所述耐高温胶带上；

在所述第一连接铜块、所述第二连接铜块以及第三连接铜块上涂布焊料，并通过所述装片机将半导体芯片焊接于涂有焊料的所述第一连接铜块上，形成所述半导体芯片的载片基岛区；

通过金属引线将所述第二连接铜块和所述第三连接铜块分别与所述半导体芯片的栅极区和源极区焊接，形成电学特性；

将封装外壳放置于所述半导体封装孔中，并与所述耐高温胶紧密接触；其中，所述封装外壳与所述半导体封装孔的尺寸保持一致；

通过所述封装外壳底部开设的注塑孔向注塑空间内注入封装树脂，并送入恒温箱中进行固化；其中，所述注塑空间为所述封装外壳与所述半导体芯片以及所述连接铜块之间的空间；

将固化完成后的半导体封装器件进行脱模和电镀处理，获得半导体封装器件。

具体的，所述第一连接铜块的尺寸大于所述半导体芯片的尺寸，所述第二连接铜块以及所述第三连接铜块的尺寸小于所述第一连接铜块。

本使实用新型带来的有益效果至少包括：以各个连接铜块来替代传统的芯片引脚，结构更加简单，并根据需求设计封装外壳以及半导体封装孔的尺寸和形状，无需重新开发新框架，无需额外增加工艺复杂度及加工成本，具有生产成本低，可根据需求设计成任意大小、形状的封装形式。有效节省的封装流程和成本。

附图说明

图1是本申请实施例提供的连接铜块与半导体芯片的结构图；

图2是本申请实施例提供的封装外壳的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的封装外壳背面结构示意图；

图4是本申请实施例提供的在封装治具内放置连接铜块的示意图；

图5是本申请实施例提供的在封装治具内放置封装外壳的示意图。

附图标记分别表示：1封装治具，11半导体封装孔，2第一连接铜块，3第二连接铜块，4第三连接铜块，5半导体芯片，6金属引线，7封装外壳，8耐高温胶带，71注塑孔。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在现有的半导体封装工艺中，都采用固定引线框架进行封装，成型单一，而图1至图5中提供的半导体封装设备，突破了现有传统设计框架的形状，而是根据实际需求来设计封装外壳以及半导体封装孔，以满足不同的设计要求。其中封装治具1是用于生产半导体封装器件的模板，其表面开设有阵列式半导体封装孔11，且所有半导体封装孔11的尺寸相同，根据半导体封装器件尺寸决定，图以矩形半导体封装器件为例，半导体封装孔11用于放置半导体芯片以及封装外壳。

为了方便后续脱模，将半导体封装孔11设置为通孔，并在封装治具1的底部黏贴上耐高温胶带8，耐高温胶带8可以封住底部的半导体封装孔11，以防渗漏。通过封装治具1上表面的半导体封装孔11可以放置连接铜块，且连接铜块会黏贴在耐高温胶带上，用于固定位置，防止在封装过程中发生位移。连接铜块分为第一连接铜块2、第二连接铜块3和第三链接铜块4。其中，第一连接铜块2作为半导体芯片的基岛，用于形成封装器的载片基岛区。第一连接铜块2 的尺寸大于半导体芯片5尺寸，且半导体芯片5通过锡线或锡膏等焊接剂焊接于第一连接铜块2的中心位置，且小于导体封装孔11的内径尺寸。第一连接铜 2的形状可根据具体生产和需求设定，本实施例对此不进行限定。

封装芯片还包括芯片引脚，便于外部连接，因此还包括第二连接铜块3和第三连接铜4块来作为引脚区。具体第二连接铜块3和第三连接铜块4设置为并列排放位置且互不接触，彼此电气隔离。第二连接铜块3通过一根金属引线6 与半导体芯片5的栅极区焊接，生成栅极引脚区，而第三连接铜块4通过两根金属引线6与半导体芯片5的源极区焊接，生成源极引脚区。

封装外壳7置于封装治具1的半导体封装孔11内，且封装外壳7与半导体封装孔11的内径尺寸一致。封装外壳7同样通过封装治具1底部反贴的耐高温胶带8黏贴，在封装外壳内部，且与半导体芯片5以及连接铜块之间形成注塑空间。封装外壳7的背面开设有注塑孔71，用于向注塑空间内注入封装树脂，形成预设形状的半导体封装芯片。其中，塑封外壳的形状尺寸大小任意，可根据生产工艺自由设定。

本申请实施例提供一种半导体封装工艺，具体包括如下步骤：

S1，在封装治具的底部反贴耐高温胶带，封装治具上开设有半导体封装孔阵列，耐高温胶带封堵所有半导体封装孔。

封装治具上开设的阵列式半导体封装孔的数量、尺寸以及形状根据工艺需求决定，进行封装前，通过在封装治具底部反贴耐高温胶带，如图3所示。

S2，通过装片机将第一连接铜块、第二连接铜块以及第三连接铜块放置于半导体封装孔内部，并黏贴于耐高温胶带上。

反贴耐高温胶带后，进而通过装片机在半导体封装孔内摆放连接铜块以及半导体芯片。其中，第一连接铜块、第二连接铜块以及第三连接铜块的摆放位置以及尺寸工艺决定，第二连接铜块和第三链接铜块不与第一连接铜块接触，保持电气隔离。三个连接铜块通过底部的耐高温胶带固定，如图1中所示。

S3，在第一连接铜块、第二连接铜块以及第三连接铜块上涂布焊料，并通过装片机将半导体芯片焊接于涂有焊料的第一连接铜块上，形成半导体芯片的载片基岛区。

S4，通过金属引线将第二连接铜块和第三连接铜块分别与半导体芯片的栅极区和源极区焊接，形成电学特性。

第二连接铜块和半导体芯片的栅极区通过一根金属引线连接，而第三连接铜和半导体的源极区通过两根金属引线连接，形成电学特性。

S5，将封装外壳放置于半导体封装孔中，并与耐高温胶紧密接触；其中，封装外壳与半导体封装孔的尺寸保持一致。

S6，通过封装外壳底部开设的注塑孔向注塑空间内注入封装树脂，并送入恒温箱中进行固化；其中，注塑空间为封装外壳与半导体芯片以及连接铜块之间的空间，如图5所示。

S7，将固化完成后的半导体封装器件进行脱模和电镀处理，获得半导体封装器件。

固化完成后，需要将封装治具底部的耐高温胶带撕掉，然后脱模处理并进行电镀。电镀完成后，继续对电镀后产品进行指定参数的测试，并对满足测试规范要求的产品在外壳上进行激光打字。

本发明兼容TO-252、TO-220、TO-247、SOT-23、SOP8等传统封装形式，且在此基础上更加灵活，以连接铜块来替代传统的芯片引脚，无需重新开发新框架，无需额外增加工艺复杂度及加工成本，具有生产成本低，可根据需求设计成任意大小、形状的封装形式。有效节省的封装流程和成本。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述；需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容；因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种半导体封装设备，其特征在于，包括封装治具、连接铜块、封装外壳以及半导体芯片；

所述封装治具上开设有半导体封装孔阵列，所述半导体封装孔用于放置所述封装外壳，且半导体封装孔与所述封装外壳的尺寸保持一致，所述封装外壳根据需求设计成预设形状；

所述连接铜块和所述半导体芯片放置于所述半导体封装孔中，所述半导体芯片通过金属引线与所述连接铜块进行电学相连；

所述封装外壳与所述半导体芯片以及所述连接铜块之间形成注塑空间，用于注入封装树脂。

2.根据权利要求1所述的半导体封装设备，其特征在于，所述连接铜块包括第一连接铜块、第二连接铜块以及第三连接铜块；

所述半导体芯片通过焊料焊接于所述第一连接铜块上方，所述第一连接铜块用于形成所述半导体芯片的载片基岛区；

所述第一连接铜块、所述第二连接铜块与所述第三连接铜块之间不产生直接接触；所述第二连接铜块和所述第三连接铜块处于并列排放位置，所述第二连接铜块以及所述第三连接铜块用于形成所述半导体芯片的引脚区。

3.根据权利要求2所述的半导体封装设备，其特征在于，所述第二连接铜块通过金属引线与所述半导体芯片的栅极区焊接；所述第三连接铜块通过金属引线与所述半导体芯片的源极区焊接。

4.根据权利要求3所述的半导体封装设备，所述封装治具上的所述半导体封装孔的底部反贴有耐高温胶带，所述第一连接铜块、所述第二连接铜块以及所述第三连接铜块位于所述半导体封装孔内，并黏贴于所述耐高温胶带上。

5.根据权利要求1至4任一所述的半导体封装设备，其特征在于，所述封装外壳底部开设有注塑孔，用于向所述注塑空间内注入封装树脂。

6.根据权利要求4所述的半导体封装设备，其特征在于，所述第一连接铜块的尺寸大于所述半导体芯片的尺寸，且所述半导体芯片完全位于所述第一连接铜块的上方。

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