[发明专利]一种功率半导体器件结构及其封装方法

权利要求书

1.一种功率半导体器件结构，其特征在于，包括集电极钼板(1)、至少一个芯片组件、栅极组件和塑封介质(7)；

所述至少一个芯片组件和栅极组件分别固定在集电极钼板(1)上，所述塑封介质(7)通过塑封工艺将至少一个芯片组件和栅极组件进行包覆；

每个芯片组件包括功率半导体器件(2)。

2.根据权利要求1所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述芯片组件还包括发射极金属柱(3)；

所述栅极组件包括基板(5)和栅极金属柱(6)。

3.根据权利要求2所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述基板(5)的上表面与栅极金属柱(6)固定，其下表面与集电极钼板(1)固定；

所述半导体器件(2)的集电极与集电极钼板(1)固定，其发射极与发射极金属柱(3)固定，其栅极通过键合线(4)与基板(5)固定。

4.根据权利要求2所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述塑封介质(7)的下边缘不低于集电极钼板(1)的下表面，其上表面不高于发射极金属柱(3)的上表面。

5.根据权利要求1或4所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述塑封介质(7)采用热塑性聚合物。

6.根据权利要求5所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述热塑性聚合物为聚醚醚酮、聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二酯。

7.根据权利要求3所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述发射极金属柱(3)和栅极金属柱(6)侧面均设有凹槽。

8.根据权利要求3所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述半导体器件(2)和发射极金属柱(3)高度之和与所述基板(5)和栅极金属柱(6)高度之和相等。

9.根据权利要求3所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述基板(5)与栅极金属柱(6)之间、基板(5)与集电极钼板(1)之间、半导体器件(2)与集电极钼板(1)之间以及半导体器件(2)与发射极金属柱(3)之间均以焊接形式或烧结形式固定。

10.根据权利要求3所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述半导体器件(2)与键合线(4)之间以及键合线(4)与基板(5)之间均以键合形式固定。

11.根据权利要求2、3、8或9所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述集电极钼板(1)上表面、发射极金属柱(3)下表面、栅极金属柱(6)的下表面、半导体器件(2)的集电极以及半导体器件(2)的发射极均镀银；

所述基板(5)双面覆有铜层，所述铜层表面依次镀有镍和银。

12.根据权利要求2、3、8或9所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述发射极钼板(1)和发射极金属柱(3)均采用金属钼；

所述栅极金属柱(6)采用金属钼或金属铜；

所述基板(5)采用陶瓷，所述陶瓷采用氮化铝陶瓷。

13.根据权利要求1所述的功率半导体器件结构，其特征在于，所述芯片组件的个数根据电流等级确定；

当数量大于1时，多个芯片组件并联。

14.一种对权利要求1-13任一所述的功率半导体器件结构进行封装的方法，其特征在于，包括：

将芯片组件中的功率半导体器件(2)进行电气性能筛选和清洗；

将功率半导体器件(2)的集电极与集电极钼板(1)连接；

利用模具和塑封工艺，并通过塑封介质(7)将芯片组件和栅极组件进行包覆和高温固化。