[实用新型]功率器件封装结构

说明书

本实用新型涉及半导体器件加工工艺技术领域，尤其涉及一种功率器件封装结构，包括芯片、引线框架、铜片和环氧树脂封装体，引线框架包括引脚区和基岛区，芯片设置于基岛区上，环氧树脂封装体全包裹芯片和基岛区，部分包裹引脚区，芯片具有第一键合区和第二键合区，第二键合区表面设置有键合点，铜片的一端通过焊接材料焊接于键合点上，另一端焊接于引脚区上，环氧树脂封装体全包裹或者部分包裹铜片；本案通过在功率器件的第二键合区上设置键合点，实现铜片引线与芯片的连接，铜片不仅能够增加接触面积，大幅降低功率器件的热阻和温升，而且能够有效提升芯片封装最大熔断电流，降低器件导通电阻，最大限度发挥芯片实际电流能力，提高器件的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件加工工艺技术领域，尤其涉及一种功率器件封装结构。

背景技术

随着功率器件封装技术的不断发展，传统封装工艺下，功率器件的封装电阻占总体电阻的比例逐渐增大甚至已经超过了芯片自身的内阻，另外，由于功率器件封装热阻较大，而封装热阻又决定了器件的最大功率损耗，若能减少封装热阻及寄生电阻，则有利于降低功率器件的导通损耗，降低功率器件的使用温升，从而提升功率器件整体效率。

传统的功率器件(如MOSFET和IGBT产品)封装工艺中，一般利用金线、铜线、铝线、铝带等金属材料作为引线将芯片与引脚焊接，实现电气连接，这些已有的金属线焊接方式存在以下问题：

金线或铜线的线焊接工艺受到工艺能力本身限制，虽然金线或者铜线具有电导率大、耐腐蚀等优点，适用高速键合和封装工艺，但是金线和铜线单根通流能力有限，过大的电流会将它烧断，因此功率器件一般需要采用多根金线或铜线的工艺以实现大电流通过能力，但是多根金线或铜线会产生较大的寄生电阻，从而导致电源效率降低，功率损耗增大。如图1所示，给出传统金线或铜线键合封装示意图。

铝线单根通流能力虽然大于金线和铜线，但是在铝线焊接工艺中，铝线是通过在被焊区的铝金属化层表面迅速摩擦，使得铝线与芯片电极表面产生塑性变形以达到焊接效果，因而会在多次楔焊后对芯片造成较大冲击，增加芯片内部出现暗裂和弹坑的机会，这就要求作为芯片焊盘的铝层厚度必须增加，从而造成芯片制造成本和难度的增加；同时由于铝线本身阻抗大于金线和铜线，较大的阻抗会造成电流的传输损失，从而导致功耗增加。

如图2所示，给出了传统铝带焊接示意图。铝带虽然具有较大的通流能力，但是其键合时需要很大的压力和超声能量，会对芯片造成较大冲击，这就要求作为芯片焊盘的铝层厚度必须增加，从而避免键合时破坏芯片焊盘下面的电路，进而造成芯片制造成本和难度的增加。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种功率器件封装结构。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：

一种功率器件封装结构，包括芯片、引线框架、铜片和环氧树脂封装体，所述引线框架包括引脚区和基岛区，所述芯片设置于基岛区上，所述环氧树脂封装体全包裹芯片和基岛区，部分包裹引脚区，所述芯片具有第一键合区和第二键合区，所述第二键合区的表面设置有键合点，所述铜片的一端通过焊接材料焊接于键合点上，另一端焊接于引脚区上，所述环氧树脂封装体全包裹或者部分包裹铜片。

作为改进，所述引线框架还包括散热区，所述环氧树脂封装体部分包裹散热区。

作为优选，所述键合点的材质为金、银、铜或者合金。

作为优选，所述键合点的形状为圆形、正方形、长方形或者不规则形。

作为优选，所述键合点通过挂锡工艺、熔锡工艺、冷压焊工艺、摩擦焊工艺、爆炸焊工艺、电子束焊工艺、超声波焊工艺或者钎焊工艺设置于第二键合区的表面上。

作为优选，所述焊接材料为锡基合金材料、银烧结材料或者铜烧结材料。

作为优选，所述键合点的高度为20um～5mm。