CN219873514U - 一种功率分立器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率分立器件，所述功率分立器件包括塑封体、散热体、支架板、芯片、第一焊脚、第二焊脚、第三焊脚、第四焊脚；所述散热体、支架板和芯片基于所述塑封体封装；所述第一焊脚上具有第一应力释放结构，所述第二焊脚上具有第二应力释放结构，所述第三焊脚上具有第三应力释放结构，所述第四焊脚上具有第四应力释放结构；所述第一应力释放结构、第二应力释放结构、第三应力释放结构、第四应力释放结构对应设置在所述塑封体的包裹末端；所述第一应力释放结构延伸往下的第一焊脚连接部等宽。本实用新型通过取消限位台阶，缩短电路长度，降低寄生电感，且在焊脚上设置应力释放结构，降低焊接过程中产生的应力对器件造成的影响。

Description

一种功率分立器件

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种功率分立器件。

背景技术

目前，以SiC与GaN为代表的第三代半导体功率分立器件产品，正朝着大功率、大电压的方向发展着。在实际应用端中，对于大功率的半导体功率分立器件的焊接一般采用插件焊合在PCBA上，在考虑到大电流的影响，一般在波峰焊之后还会进行一次人工的补焊。在人工补焊过程中，功率分立器件每个焊脚受到的应力影响效果不同，焊锡从融化到固化的过程，强大的应力极其容易使得功率分立器件上包裹焊脚的塑封体崩裂，最终使得器件失效。为了解决这个问题，如图1所示，图1为现有技术中的功率分立器件整体结构示意图，大部分现有器件的焊脚都会有限位台阶500的设计，使得现有器件塑封体100到焊点之间保有足够的安全距离。这使得器件在焊接加工的过程中，所产生的应力对器件塑封体的影响降低，起到保护器件的作用。

但第三代半导体功率分立器件产品，具备非常高的开关特性，对于电路中存在的杂散电感引起的震荡非常敏感，按照每增加1mm电路就会增加1nH寄生电感的电路特性，若是设计有限位台阶，就会给器件带来超过3nH的寄生电感，这将使得器件的开关特性出现严重的不良效果，在具体的应用中表现为器件“开通不到位，关闭关不断”。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种功率分立器件，通过取消限位台阶，使得器件焊脚可完全插入PCBA中，缩短电路长度，降低寄生电感，减小电路震荡，且在焊脚上设置应力释放结构，解决焊接过程中产生的应力对器件造成的影响，起到保护器件的作用。

本实用新型提供了一种功率分立器件，其特征在于，所述功率分立器件包括塑封体、散热体、支架板、芯片、第一焊脚、第二焊脚、第三焊脚、第四焊脚；

所述散热体、所述支架板和所述芯片基于所述塑封体封装，所述芯片的底面贴合设置在所述支架板的顶面上，所述散热体的贴合设置在所述芯片的顶面上，所述塑封体将所述散热体、所述支架板和所述芯片完全封装在内；

所述第一焊脚的一端嵌入所述塑封体并与所述芯片连接，所述第二焊脚的一端嵌入所述塑封体，所述第三焊脚的一端嵌入所述塑封体，所述第四焊脚的一端嵌入所述塑封体；

所述第一焊脚上具有第一应力释放结构，所述第二焊脚上具有第二应力释放结构，所述第三焊脚上具有第三应力释放结构，所述第四焊脚上具有第四应力释放结构；

所述第一应力释放结构、所述第二应力释放结构、所述第三应力释放结构、所述第四应力释放结构对应设置在所述塑封体的包裹末端；

所述第一应力释放结构延伸往下的第一焊脚连接部等宽。

在本实用新型的一个较佳实施例中，所述第一应力释放结构包括第一盲槽，所述第一盲槽底部设置有应力释放翼，所述应力释放翼上设置有若干条第一线槽和若干条第二线槽，所述第二线槽设置在所述第一线槽下方；

所述第一应力释放结构还包括第一半圆孔、若干个第二半圆孔，所述第一半圆孔设置在所述第一盲槽水平右侧，所述若干个第二半圆孔设置在所述第二线槽下方；

所述第二应力释放结构包括若干条第三线槽、若干个第三半圆孔；

所述第三应力释放结构包括若干条第四线槽、若干个第四半圆孔；

所述第四应力释放结构包括若干条第五线槽、若干个第五半圆孔。

在本实用新型的一个较佳实施例中，所述第一盲槽的宽度为0.4mm-0.6mm，深度为1.0mm-1.3mm。

在本实用新型的一个较佳实施例中，所述应力释放翼的宽度为1.5mm-2.0mm。

在本实用新型的一个较佳实施例中，所述若干个第二半圆孔镜像设置，所述若干个第三半圆孔镜像设置，所述若干个第四半圆孔镜像设置，所述若干个第五半圆孔镜像设置。

在本实用新型的一个较佳实施例中，所述第二应力释放结构还包括若干条第六线槽，所述第三应力释放结构还包括若干条第七线槽，所述第四应力释放结构还包括若干条第八线槽。

在本实用新型的一个较佳实施例中，任意一条所述第一线槽、第二线槽、第三线槽、第四线槽、第五线槽、第六线槽、第七线槽、第八线槽的深度为0.1mm-0.15mm。

在本实用新型的一个较佳实施例中，任意一个所述第一半圆孔、第二半圆孔、第三半圆孔、第四半圆孔、第五半圆孔的孔径为0.3mm-0.5mm。

在本实用新型的一个较佳实施例中，所述第一盲槽与所述散热体的距离为3mm-3.5mm。

在本实用新型的一个较佳实施例中，所述功率分立器件还设置有固定孔。

本实用新型提供了一种功率分立器件，通过在每个焊脚上设置相对应的应力释放结构，并取消了设置在第一焊脚上的限位台阶，使得在焊接过程中焊脚能完全插入PCBA中，缩短电路长度，从而降低电路中的寄生电感，减小电路在工作时的震荡，提高工作效率的同时保证安全性；在取消设置限位台阶的同时可以缩短塑封体的尺寸，确保焊点与塑封体之间仍保持有安全距离；同时在器件的第一焊脚上设置了第一应力释放结构，包括第一盲槽、若干线槽，同时在其它焊脚上设置了相应的应力释放结构，可充分聚拢与吸收应力，并设置应力释放翼和若干半圆孔，可将聚拢吸收的应力挥散，降低焊接过程中产生的应力对器件造成的影响，起到保护器件的作用；设置有散热体，可有效导出器件在工作状态时所产生的热量，降低工作温度和损耗，进一步提高器件的可靠性以及工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中的功率分立器件整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的功率分立器件整体结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的功率分立器件隐藏散热体后的整体结构示意图；

图4是图2中a处的结构放大示意图；

图5是图2中b处的结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型实施例所涉及的功率分立器件，所述功率分立器件包括塑封体、散热体、支架板、芯片、第一焊脚、第二焊脚、第三焊脚、第四焊脚；所述散热体、所述支架板和所述芯片基于所述塑封体封装，所述芯片的底面贴合设置在所述支架板的顶面上，所述散热体的贴合设置在所述芯片的顶面上，所述塑封体将所述散热体、所述支架板和所述芯片完全封装在内；所述第一焊脚的一端嵌入所述塑封体并与所述芯片连接，所述第二焊脚的一端嵌入所述塑封体，所述第三焊脚的一端嵌入所述塑封体，所述第四焊脚的一端嵌入所述塑封体；所述第一焊脚上具有第一应力释放结构，所述第二焊脚上具有第二应力释放结构，所述第三焊脚上具有第三应力释放结构，所述第四焊脚上具有第四应力释放结构；所述第一应力释放结构、所述第二应力释放结构、所述第三应力释放结构、所述第四应力释放结构对应设置在所述塑封体的包裹末端；所述第一应力释放结构延伸往下的第一焊脚连接部等宽。

在本实施例的一个可选实现方式中，如图2和图3所示，图2示出了本实用新型实施例中的功率分立器件整体结构示意图，图3示出了本实用新型实施例中的功率分立器件隐藏散热体后的整体结构示意图，所述功率分立器件包括：塑封体1、散热体2、支架板3、芯片4、焊脚，所述焊脚包括第一焊脚5、第二焊脚6、第三焊脚7、第四焊脚8。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述散热体2、所述支架板3和所述芯片4基于所述塑封体1封装；

具体的，所述芯片4的底面贴合设置在所述支架板3的顶面上，所述散热体2贴合设置在所述芯片4的顶面上，所述塑封体1将所述散热体2、所述支架板3和所述芯片4完全封装在内。

需要说明的是，所述散热体2采用的材料为导热性能较好的铜材料。为保证散热体2和芯片4的散热效果，芯片4采用热焊料固晶工艺完全贴合在散热体2上。

这里设置有散热体，可有效导出器件在工作状态时所产生的热量，降低工作温度和损耗，进一步提高器件的可靠性以及工作寿命。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述塑封体1的材料为环氧树脂。

具体的，塑封体1采用EMC环氧树脂材料制成，形成的封装结构可有效保护包括散热体2、支架板3、芯片4在内的结构，其外形尺寸结构可根据实际情况进行调整。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述塑封体1的高度为20mm-25mm。

具体的，设置所述塑封体1的高度为20mm-25mm，较现有的功率分立器件的塑封体高度缩短2mm-5mm，可确保位于第一焊脚5、第二焊脚6、第三焊脚7、第四焊脚8底端焊点与塑封体1之间仍保持足够的安全距离，保证器件在工作时的稳定性和安全性。

需要说明的是，如图1所示，目前现有功率分立器件在焊脚上设置有限位台阶500，所述限位台阶的高度约为6mm，所述限位台阶500没有完全被现有功率分立器件中的塑封体100完全封装，所述限位台阶500可保证焊点与现有功率分立器件中的塑封体100之间保有足够的安全距离。在本实施例中，取消了如图1所示限位台阶500的结构，同时将塑封体1的高度缩短2mm-5mm，仍使得焊点与塑封体1之间保有足够的安全距离。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述第一焊脚5的一端嵌入所述塑封体1并与所述芯片4连接，所述第二焊脚6的一端嵌入所述塑封体1，所述第三焊脚7的一端嵌入所述塑封体1，所述第四焊脚8的一端嵌入所述塑封体1。

具体的，所述第一焊脚5的前端57、第二焊脚6、第三焊脚7、第四焊脚8的一端嵌入所述塑封体1中，所述塑封体1可将所述第一焊脚5、第二焊脚6、第三焊脚7、第四焊脚8进行固定，防止发生位置偏移。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述第一焊脚5上具有第一应力释放结构，所述第二焊脚6上具有第二应力释放结构，所述第三焊脚7上具有第三应力释放结构，所述第四焊脚8上具有第四应力释放结构，所述第一应力释放结构、所述第二应力释放结构、所述第三应力释放结构、所述第四应力释放结构对应设置在所述塑封体的包裹末端；所述第一应力释放结构延伸往下的第一焊脚5连接部等宽。

需要说明的是，应力是材料保持一定状态时在材料内部自然产生的内部力，也称内应力，而线、槽、弯折等结构能够聚拢与吸收应力，翼型、孔型结构则挥散应力。在本实施例中，如图1所示，现有的分立器件设置有限位台阶500，使焊点与塑封体保有足够的安全距离，使得焊接过程中产生的应力对塑封体的影响降低，但在本实施例中，取消了限位台阶的设计，相对应设置有应力释放结构，包括有线槽、翼型结构、孔型结构，可有效地消除应力带来的影响。

具体的，所述第一应力释放结构包括第一盲槽51，所述第一盲槽51底部设置有应力释放翼52，所述应力释放翼52上设置有若干条第一线槽53和若干条第二线槽54，所述第二线槽54设置在所述第一线槽53下方。

具体的，如图4所示，图4示出了图2中a处的结构放大示意图，其中，所述第一盲槽51与所述散热体2的距离h为3mm-3.5mm。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述第一应力释放结构延伸往下的第一焊脚5连接部等宽。

具体的，如图2所示，所述第一焊脚5在所述第一应力释放结构延伸往下的第一焊脚5连接部58等宽，所述第一焊脚5的焊脚末端59为三角状。

需要说明的是，与图1的现有的功率分立器件相比而言，本实施例中的功率分立器件的第一焊脚5在所述第一应力释放结构延伸往下的5连接部58等宽，即取消了限位台阶，如此设计可在焊接过程中使得焊脚能完全插入PCBA中，即不漏出针脚，缩短电路长度，降低线感，从而降低电路中的寄生电感，减小电路在工作时的震荡，提高工作效率的同时保证安全性。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述第一盲槽51设置在所述第一焊脚5靠近所述塑封体1底部的位置，所述第一盲槽51的开口处朝向左侧，其底部为半圆形，其槽口处宽度为0.4mm-0.6mm，槽内深度为1.0mm-1.3mm。

更多的，所述应力释放翼52设置在所述第一盲槽51的底部，其最左端与所述第一盲槽51的槽口处对齐，宽度为1.5mm-2.0mm。

更多的，所述应力释放翼52上沿焊接方向，即第一焊脚5正面自左往右刻有两条平行的第一线槽53和一条与任意一条第一线槽53平行的第二线槽54，其中两条第一线槽53的长度为1.5mm-2.0mm，刻蚀深度为0.1mm-0.15mm，所述第二线槽54的长度为0.8mm-1.2mm，刻蚀深度为0.1mm-0.15mm。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述第一应力释放结构还包括第一半圆孔55、若干个第二半圆孔56，所述第一半圆孔55设置在所述第一盲槽51水平右侧，所述若干个第二半圆孔56设置在所述第二线槽54下方，所述若干个第二半圆孔56镜像设置。

具体的，如图4所示，所述第一半圆孔55设置在所述第一盲槽51的水平右侧，所述第一焊脚5的右侧面上，所述第一半圆孔55的孔径为0.3mm-0.5mm。

更多的，所述第一应力释放结构包括两个第二半圆孔56，所述两个第二半圆孔56镜像设置，其中一个第二半圆孔56设置在所述第二线槽54的下方左侧，另一个第二半圆孔56设置在所述第二线槽54的下方右侧，所述塑封体1的底部贯穿两个所述第二半圆孔56，任意一个所述第二半圆孔56的孔径为0.3mm-0.5mm。

在本实施例的一个可选实现方式中，所述第二应力释放结构包括若干条第三线槽61、若干个第三半圆孔62；所述第三应力释放结构包括若干条第四线槽71、若干个第四半圆孔72；所述第四应力释放结构包括若干条第五线槽81、若干个第五半圆孔82。

具体的，如图5所示，图5示出了图2中b处的结构放大示意图，所述第二应力释放结构包括若干条第三线槽61、若干个第三半圆孔62，所述若干个第三半圆孔62镜像设置。

具体的，所述第二应力释放结构包括三条互相平行的第三线槽61，以及四个第三半圆孔62，其中两个第三半圆孔62位于三条第三线槽61的上方，且互相镜像设置，其余两个第三半圆孔62位于三条第三线槽61的下方，且互相镜像设置，任意一条所述第三线槽61的刻蚀深度为0.1mm-0.15mm，任意一个所述第三半圆孔62的孔径为0.3mm-0.5mm。

在本实施例的一个可选实现方式中，如图5所示，所述第三应力释放结构包括若干条第四线槽71、若干个第四半圆孔72，所述若干个第四半圆孔72镜像设置。

具体的，所述第三应力释放结构包括有三条互相平行的第四线槽71，以及四个第四半圆孔72，其中两个第四半圆孔72位于三条第四线槽71的上方，且互相镜像设置，其余两个第四半圆孔72位于三条第四线槽71的下方，且互相镜像设置，任意一条所述第四线槽71的刻蚀深度为0.1mm-0.15mm，任意一个所述第四半圆孔72的孔径为0.3mm-0.5mm。

在本实施例的一个可选实现方式中，如图5所示，所述第四应力释放结构包括若干条第五线槽81、若干个第五半圆孔82，所述若干个第五半圆孔82镜像设置。

具体的，所述第四应力释放结构包括有三条互相平行的第五线槽81，以及四个第五半圆孔82，其中两个第五半圆孔82位于三条第五线槽81的上方，且互相镜像设置，其余两个第五半圆孔82位于三条第五线槽81的下方，且互相镜像设置，任意一条所述第五线槽81的刻蚀深度为0.1mm-0.15mm，任意一个所述第五半圆孔82的孔径为0.3mm-0.5mm。

在本实施例的一个可选实现方式中，如图5所示，所述第二应力释放结构还包括若干条第六线槽63，所述第三应力释放结构还包括若干条第七线槽73，所述第四应力释放结构还包括若干条第八线槽83。

具体的，如图5所示，所述第二应力释放结构还包括六条互相平行的第六线槽63，所述六条第六线槽63位于所述第三线槽61的上方，且位于所述塑封体1之中。

更多的，如图5所示，所述第三应力释放结构还包括六条互相平行的第七线槽73，所述六条第七线槽73位于所述第四线槽71的上方，且位于所述塑封体1之中。

更多的，如图5所示，所述第四应力释放结构还包括六条互相平行的第八线槽83，所述六条第八线槽83位于所述第五线槽81的上方，且位于所述塑封体1之中。

更多的，任意一条第六线槽63、任意一条第七线槽73、任意一条第八线槽83的刻蚀深度为0.1mm-0.15mm。

这里设置有在器件的第一焊脚上设置了第一应力释放结构，包括第一盲槽、若干线槽，同时在其它焊脚上设置了相应的应力释放结构，可充分聚拢与吸收应力，并设置应力释放翼和若干半圆孔，可将聚拢吸收的应力挥散，降低焊接过程中产生的应力对器件造成的影响，保护塑封体不被撕裂，起到保护器件的作用；所述第二半圆孔、第三半圆孔、第四半圆孔、第五半圆孔镜像设置，保证应力释放左右方向均匀，保证器件工作的稳定性。

在本实施例的一个可选实现方式中，如图2所示，所述功率分立器件还设置有固定孔9，所述固定孔9贯穿所述塑封体1和支架板3，所述固定孔9中填充有塑料，与所述塑封体1一体设置。

综上，本实用新型实施例提供了一种功率分立器件，通过在每个焊脚上设置相对应的应力释放结构，并取消了设置在第一焊脚上的限位台阶，使得在焊接过程中焊脚能完全插入PCBA中，缩短电路长度，从而降低电路中的寄生电感，减小电路在工作时的震荡，提高工作效率的同时保证安全性；在取消设置限位台阶的同时可以缩短塑封体的尺寸，确保焊点与塑封体之间仍保持有安全距离；同时在器件的第一焊脚上设置了第一应力释放结构，包括第一盲槽、若干线槽，同时在其它焊脚上设置了相应的应力释放结构，可充分聚拢与吸收应力，并设置应力释放翼和若干半圆孔，可将聚拢吸收的应力挥散，降低焊接过程中产生的应力对器件造成的影响，起到保护器件的作用；设置有散热体，可有效导出器件在工作状态时所产生的热量，降低工作温度和损耗，进一步提高器件的可靠性以及工作寿命。

以上对本实用新型实施例所提供的一种功率分立器件进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种功率分立器件，其特征在于，所述功率分立器件包括塑封体、散热体、支架板、芯片、第一焊脚、第二焊脚、第三焊脚、第四焊脚；

所述散热体、所述支架板和所述芯片基于所述塑封体封装，所述芯片的底面贴合设置在所述支架板的顶面上，所述散热体贴合设置在所述芯片的顶面上，所述塑封体将所述散热体、所述支架板和所述芯片完全封装在内；

所述第一焊脚的一端嵌入所述塑封体并与所述芯片连接，所述第二焊脚的一端嵌入所述塑封体，所述第三焊脚的一端嵌入所述塑封体，所述第四焊脚的一端嵌入所述塑封体；

所述第一焊脚上具有第一应力释放结构，所述第二焊脚上具有第二应力释放结构，所述第三焊脚上具有第三应力释放结构，所述第四焊脚上具有第四应力释放结构；

所述第一应力释放结构、所述第二应力释放结构、所述第三应力释放结构、所述第四应力释放结构对应设置在所述塑封体的包裹末端；

所述第一应力释放结构延伸往下的第一焊脚连接部等宽。

2.如权利要求1所述的功率分立器件，其特征在于，所述第一应力释放结构包括第一盲槽，所述第一盲槽底部设置有应力释放翼，所述应力释放翼上设置有若干条第一线槽和若干条第二线槽，所述第二线槽设置在所述第一线槽下方；

所述第一应力释放结构还包括第一半圆孔、若干个第二半圆孔，所述第一半圆孔设置在所述第一盲槽水平右侧，所述若干个第二半圆孔设置在所述第二线槽下方；

所述第二应力释放结构包括若干条第三线槽、若干个第三半圆孔；

所述第三应力释放结构包括若干条第四线槽、若干个第四半圆孔；

所述第四应力释放结构包括若干条第五线槽、若干个第五半圆孔。

3.如权利要求2所述的功率分立器件，其特征在于，所述第一盲槽的宽度为0.4mm-0.6mm，深度为1.0mm-1.3mm。

4.如权利要求2所述的功率分立器件，其特征在于，所述应力释放翼的宽度为1.5mm-2.0mm。

5.如权利要求2所述的功率分立器件，其特征在于，所述若干个第二半圆孔镜像设置，所述若干个第三半圆孔镜像设置，所述若干个第四半圆孔镜像设置，所述若干个第五半圆孔镜像设置。

6.如权利要求2所述的功率分立器件，其特征在于，所述第二应力释放结构还包括若干条第六线槽，所述第三应力释放结构还包括若干条第七线槽，所述第四应力释放结构还包括若干条第八线槽。

7.如权利要求6所述的功率分立器件，其特征在于，任意一条所述第一线槽、第二线槽、第三线槽、第四线槽、第五线槽、第六线槽、第七线槽、第八线槽的深度为0.1mm-0.15mm。

8.如权利要求2所述的功率分立器件，其特征在于，任意一个所述第一半圆孔、第二半圆孔、第三半圆孔、第四半圆孔、第五半圆孔的孔径为0.3mm-0.5mm。

9.如权利要求2所述的功率分立器件，其特征在于，所述第一盲槽与所述散热体的距离为3mm-3.5mm。

10.如权利要求1所述的功率分立器件，其特征在于，所述功率分立器件还设置有固定孔。