CN220324447U - 半导体功率器件及半导体模块 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及器件封装技术领域，公开了一种半导体功率器件及半导体模块。其中的半导体功率器件包括芯片、引线框架、引脚及塑封体；引线框架具有沿预设方向相对设置的第一表面与第二表面，第一表面承载芯片，第二表面为散热面，引线框架的至少部分环绕预设方向的周向边缘处设置有凸出部；引脚邻近引线框架设置，引脚与芯片电连接；塑封体包覆在芯片、引线框架及部分引脚上。本申请实施例提供的半导体功率器件及半导体模块，能够确保半导体功率器件的防水性。

Description

半导体功率器件及半导体模块

技术领域

本申请实施例涉及器件封装技术领域，特别涉及一种半导体功率器件及半导体模块。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，半导体功率器件的需求也在不断提升。通过在模块中集成不同的半导体器件，可以实现不同的电路功能。半导体功率器件在制造过程中，会对其中的敏感电子部件进行封装，以保护这些敏感电子部件不会轻易受到外界环境干扰影响。其中，随着各种封装技术的发展，已经衍生出多种不同类型的封装形式。

但是，无论采用哪种封装形式，对于半导体功率器件来说，封装效果的好坏都严重影响着产品的实际工作性能。特别是在一些工况环境复杂的条件下应用半导体功率器件，需要使半导体功率器件的防水性能够满足一定要求。因此，如何确保半导体功率器件的防水性，是一个重要的问题。

实用新型内容

本申请实施方式的目的在于提供一种半导体功率器件及半导体模块，能够确保半导体功率器件的防水性。

为解决上述技术问题，本申请的实施方式提供了一种半导体功率器件，半导体功率器件包括芯片、引线框架、引脚及塑封体；引线框架具有沿预设方向相对设置的第一表面与第二表面，第一表面承载芯片，第二表面为散热面，引线框架的至少部分环绕预设方向的周向边缘处设置有凸出部；引脚邻近引线框架设置，引脚与芯片电连接；塑封体包覆在芯片、引线框架及部分引脚上。

本申请的实施方式还提供了一种半导体模块，包括上述的半导体功率器件。

本申请的实施方式提供的半导体功率器件及半导体模块，在引线框架设计中的框架侧面增加凸出台阶式的防水气结构。半导体功率器件产品在塑封工序中，被融化的塑封材料与引线框架侧面的凸出台阶紧密结合。借助塑封材料与引线框架侧面结构之间的深度咬合，半导体功率器件产品背面的结合力得到加强，能够确保半导体功率器件的防水性。

在一些实施方式中，凸出部在预设方向上的厚度为引线框架的厚度的50%至70%。

在一些实施方式中，凸出部与引线框架环绕预设方向的周向边缘之间的夹角小于90度。

在一些实施方式中，凸出部包括相对设置的两个顶面，以及连接两个顶面的侧面，两个顶面垂直于预设方向设置。

在一些实施方式中，凸出部的其中一个顶面与第一表面平齐设置，凸出部的另一个顶面与第二表面之间具有间隔。

在一些实施方式中，凸出部的表面设置有凹槽。

在一些实施方式中，凹槽的截面形状为V形、U形、矩形或者圆弧形。

在一些实施方式中，凹槽位于凸出部的另一个顶面上。

在一些实施方式中，凸出部环绕预设方向设置。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是现有技术中半导体功率器件的剖面结构示意图；

图2是本申请一些实施例提供的半导体功率器件的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

半导体功率器件涉及到半导体芯片、具有散热片结构的引线框架、高黏度EMC（Epoxy Molding Compound，环氧树脂模塑料）、功率MOSFET（Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）产品等。其中，含有散热片结构的半导体功率器件产品对水汽较为敏感，尤其是贴装类器件要求满足MSL3（MoistureSensitivity Level，湿气敏感性）等级，车规品则需要满足MSL1级别等。含有散热片结构的半导体功率器件产品，水汽一般是从产品背部散热片结构处与塑封料结合部位渗入。如图1所示，芯片100承载在引线框架200上，引脚300与芯片100电连接。水汽最容易沿着引线框架200的散热片背面侵入产品内部。因此，改善引线框架的背面散热片结构有利于改善半导体功率器件产品的防水汽的能力，也可以实际上延缓水汽侵入的时间，提升产品的品质与可靠性。

为此，本申请一些实施例提出了一种半导体功率器件产品，是在引线框架设计中的框架侧面新增加凸出台阶式的防水气结构。半导体功率器件产品在塑封工序中，被融化的EMC材料与引线框架侧面的凸出台阶紧密结合，这样在引线框架背面行成了防水性保护。借助EMC材料与引线框架侧面结构之间的深度咬合，半导体功率器件产品背面的结合力得到加强，保证了产品的湿敏特性，使得产品能够更长时间地发挥产品性能。

下面结合图2，说明本申请一些实施例提供的半导体功率器件结构。

如图2所示，本申请一些实施例提供的半导体功率器件包括芯片11、引线框架12、引脚13及塑封体14；引线框架12具有沿预设方向相对设置的第一表面121与第二表面122，第一表面121承载芯片11，第二表面122为散热面，引线框架12的至少部分环绕预设方向的周向边缘处设置有凸出部123；引脚13邻近引线框架12设置，引脚13与芯片11电连接；塑封体14包覆在芯片11、引线框架12及部分引脚13上。

芯片11是半导体封装器件的核心控制部分，芯片11中包括晶体管。芯片11的不同电极通过不同的引脚13实现与外部零部件的电连接，引脚13在与芯片11形成电连接后，可以与外部零部件进行电接通。通常情况下，引脚13的部分露出于塑封材料外。

引线框架12为对芯片11起到承载作用的部件，第一表面121与第二表面122为引线框架12上面积较大的两个表面。第一表面121与第二表面122中的一者为引线框架12的正面，另一者为引线框架12的背面。芯片11可以焊接的形式固定在引线框架12的第一表面121上，第二表面122为散热面，可以将芯片11工作时产生的热量及时传导至其他部分，以使热量及时散失。同时，为了增加引线框架12与塑封材料之间的连接紧密性，引线框架12的至少部分环绕预设方向的周向边缘处设置有凸出部123。在封装过程中，凸出部123可以卡入塑封材料内。

引脚13邻近引线框架12设置，并连通芯片11的其中一个电极，引脚13可以通过金属丝15与芯片11电连接，以将芯片11的不同电极延伸至器件外部。引脚13可以与引线框架12位于同一平面上，也可以与引线框架12位于不同平面上。也就是说，引脚13可以高于或者低于引线框架12所在位置。且引脚13的数量可以为大于或者等于一的任意数量，引脚13与芯片11之间可以连接大于或者等于一的任意数量的金属丝。即实际情形中，可以不限制引脚13的数量，以及引脚13与芯片11之间的金属丝的数量。

塑封体14是对芯片11进行封装的部分，由塑封材料固化后形成。通过塑封体14对芯片11形成包裹作用，从而避免芯片11轻易受到外界环境的干扰影响，提高芯片11的使用寿命。

本申请一些实施例提供的半导体封装器件，在引线框架12设计中的框架侧面增加凸出台阶式的防水气结构。半导体功率器件产品在塑封工序中，被融化的塑封材料与引线框架12侧面的凸出台阶紧密结合。借助塑封材料与引线框架12侧面结构之间的深度咬合，半导体功率器件产品背面的结合力得到加强，能够确保半导体功率器件的防水性。

在一些实施例中，凸出部123在预设方向上的厚度可以为引线框架12的厚度的50%至70%。

也就是说，引线框架12侧面处的台阶厚度可以为引线框架12基材厚度的50%至70%。实际情形中，凸出部123在预设方向上的厚度可以为引线框架12的厚度的50%、55%、60%、65%或者70%。

另外，可以使凸出部123与引线框架12环绕预设方向的周向边缘之间的夹角小于90度。

这样，可以在凸出部123与引线框架12的侧面之间形成使塑封体14难以轻易脱离的容纳空间，确保塑封体14与引线框架12之间的连接紧密性。

如图2所示，凸出部123可以包括相对设置的两个顶面1231，以及连接两个顶面1231的侧面1232，两个顶面1231垂直于预设方向设置。

也就是说，凸出部123整体采用规则形状，有利于简化凸出台阶的制作。

另外，可以使凸出部123的其中一个顶面1231与第一表面121平齐设置，凸出部123的另一个顶面1231与第二表面122之间具有间隔。

即凸出部123靠近引线框架12的第一表面121设置，有利于通过在凸出部123表面设置锁模结构，来增加靠近背部位置处的塑封体14的连接强度。

在一些实施例中，凸出部123的表面可以设置有凹槽124。

通过凹槽124，可以为塑封材料提供更多的容纳空间。同时，通过使部分塑封材料填充在凹槽124内，可以防止塑封体14轻易出现脱离的情况，对塑封体14进行有效限位。

另外，凹槽124的截面形状可以设置为V形、U形、矩形或者圆弧形。

实际情形中，凹槽124也可以设置成具有其他形状的形式，如可以在凸出部123表面设计燕尾槽。这样，可以通过凹槽124的异型形状提高塑封体14与引线框架12之间的连接紧密性。并且，从引线框架12背部观察，可以使引线框架12的四周均设置有凹槽124。也就是说，凹槽124可以不局限在图2中引线框架12截面的相对两侧设置。

如图2所示，凹槽124可以位于凸出部123的另一个顶面1231上。

即凹槽124设置在凸出部123靠近引线框架12背部的表面上，实际情形中，凸出部123靠近引线框架12背面的V形槽尺寸可以为引线框架12基材厚度的20%至50%。

在一些实施例中，凸出部123可以环绕预设方向设置。

也就是说，凸出部123整体设置成环状，形成在引线框架12环绕预设方向的周向边缘处。实际情形中，也可以使凸出部123呈分段式设置，同样可以加强塑封体14与引线框架12之间的连接紧密性。进而避免塑封体14与引线框架12的结合界面处轻易出现分层现象，确保半导体功率器件的防水性。

本申请一些实施例还提供了一种半导体模块，半导体模块包括上述的半导体功率器件。

通过综合引线框架台阶式V型槽结构设计精细加工，在结合功率MOSFET组装工艺、低应力EMC模封技术，充分利用现有的封装生产线设备和物料，可以在不增加产品成本的情况下实现对产品湿敏等级关键性能地挖掘与提升。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种半导体功率器件，其特征在于，包括：

芯片；

引线框架，具有沿预设方向相对设置的第一表面与第二表面，所述第一表面承载所述芯片，所述第二表面为散热面，所述引线框架的至少部分环绕所述预设方向的周向边缘处设置有凸出部；

引脚，邻近所述引线框架设置，所述引脚与所述芯片电连接；

塑封体，包覆在所述芯片、所述引线框架及部分所述引脚上。

2.根据权利要求1所述的半导体功率器件，其特征在于，所述凸出部在所述预设方向上的厚度为所述引线框架的厚度的50%至70%。

3.根据权利要求2所述的半导体功率器件，其特征在于，所述凸出部与所述引线框架环绕所述预设方向的周向边缘之间的夹角小于90度。

4.根据权利要求1至3任一项所述的半导体功率器件，其特征在于，所述凸出部包括相对设置的两个顶面，以及连接两个所述顶面的侧面，两个所述顶面垂直于所述预设方向设置。

5.根据权利要求4所述的半导体功率器件，其特征在于，所述凸出部的其中一个所述顶面与所述第一表面平齐设置，所述凸出部的另一个所述顶面与所述第二表面之间具有间隔。

6.根据权利要求4所述的半导体功率器件，其特征在于，所述凸出部的表面设置有凹槽。

7.根据权利要求6所述的半导体功率器件，其特征在于，所述凹槽的截面形状为V形、U形、矩形或者圆弧形。

8.根据权利要求6所述的半导体功率器件，其特征在于，所述凹槽位于所述凸出部的另一个所述顶面上。

9.根据权利要求1所述的半导体功率器件，其特征在于，所述凸出部环绕所述预设方向设置。

10.一种半导体模块，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的半导体功率器件。