氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼，涉及半導(dǎo)體或其他固態(tài)器件的封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。包括金屬底盤(pán)、氧化鋁陶瓷側(cè)墻、氮化鋁陶瓷熱沉以及金屬引線，所述氧化鋁陶瓷側(cè)墻固定在所述金屬底盤(pán)的上表面，金屬底盤(pán)與氧化鋁陶瓷側(cè)墻之間構(gòu)成腔體結(jié)構(gòu)，所述氮化鋁陶瓷熱沉固定在所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的金屬底盤(pán)的上表面，所述金屬引線固定在所述氧化鋁陶瓷側(cè)墻上。所述功率器件外殼使用氮化鋁替代氧化鈹，無(wú)毒無(wú)害，成本低，且環(huán)保；在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將氧化鋁陶瓷側(cè)墻加厚，將氮化鋁陶瓷熱沉放置在氧化鋁陶瓷側(cè)墻和金屬底盤(pán)之間形成的腔體內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)陶瓷瓷裂，引起外殼氣密性失效，器件性能穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體或其他固態(tài)器件的封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼。

【背景技術(shù)】
[0002]微波功率器件是移動(dòng)通信基站和衛(wèi)星導(dǎo)航移動(dòng)終端的核心器件。被廣泛應(yīng)用于微波通訊系統(tǒng)、遙測(cè)系統(tǒng)、雷達(dá)、導(dǎo)航、生物醫(yī)學(xué)、電子對(duì)抗、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等各個(gè)領(lǐng)域。以絕緣材料作為熱沉外殼屬于半導(dǎo)體分立器件外殼，用于微波功率器件的封裝，為內(nèi)部芯片和電路提供電、熱通路、機(jī)械支撐和氣密環(huán)境保護(hù)。
[0003]娃雙極功率器件外殼作為微波功率器件外殼的一類(lèi),其常規(guī)結(jié)構(gòu)為金屬引線+氧化鋁陶瓷+氧化鈹陶瓷+金屬底盤(pán)的結(jié)構(gòu)。其中金屬引出端實(shí)現(xiàn)微波性能的輸入輸出端口 ；氧化鋁陶瓷實(shí)現(xiàn)輸入輸出端口絕緣和氣密腔體；氧化鈹陶瓷表面實(shí)現(xiàn)電隔離分區(qū)，并且可作為熱沉實(shí)現(xiàn)散熱作用；金屬底盤(pán)實(shí)現(xiàn)器件安裝和輔助散熱作用。
[0004]外殼中的金屬引線、氧化鋁陶瓷及金屬底盤(pán)均為易加工材料，而氧化鈹陶瓷中的鈹材料為稀有材料、不易加工，且其最大弊端在于氧化鈹具有毒性，不利于環(huán)保，因此急需使用替代。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼，所述功率器件外殼使用氮化鋁替代氧化鈹，無(wú)毒無(wú)害，成本低，且環(huán)保；在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將氧化鋁陶瓷側(cè)墻加厚，將氮化鋁陶瓷熱沉放置在氧化鋁陶瓷側(cè)墻和金屬底盤(pán)之間形成的腔體內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)陶瓷瓷裂，引起外殼氣密性失效，器件性能穩(wěn)定。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼，其特征在于:包括金屬底盤(pán)、氧化鋁陶瓷側(cè)墻、氮化鋁陶瓷熱沉以及金屬引線，所述氧化鋁陶瓷側(cè)墻固定在所述金屬底盤(pán)的上表面，金屬底盤(pán)與氧化鋁陶瓷側(cè)墻之間構(gòu)成腔體結(jié)構(gòu)，所述氮化鋁陶瓷熱沉固定在所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的金屬底盤(pán)的上表面，所述金屬引線固定在所述氧化鋁陶瓷側(cè)墻上。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案在于:所述金屬底盤(pán)上設(shè)有連接固定部。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案在于:所述金屬引線相對(duì)的設(shè)置在氧化鋁陶瓷側(cè)墻上。
[0009]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述外殼包括金屬底盤(pán)、氧化鋁陶瓷側(cè)墻、氮化鋁陶瓷熱沉以及金屬引線，在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將氧化鋁陶瓷側(cè)墻加厚，并將氮化鋁陶瓷熱沉放置在側(cè)墻與底盤(pán)之間形成的腔體內(nèi)，由與金屬底盤(pán)材料匹配的氧化鋁陶瓷側(cè)墻實(shí)現(xiàn)管殼的密封結(jié)構(gòu)，氮化鋁陶瓷熱沉不參與密封，只起到電隔離分區(qū)以及散熱作用。新結(jié)構(gòu)外形尺寸與原結(jié)構(gòu)外形尺寸完全一致，可實(shí)現(xiàn)直接替換，替代了有毒的氧化鈹材料，更加環(huán)保，氮化鋁材料易加工，可實(shí)現(xiàn)多層布線、多腔體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用更加廣泛。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0011]圖1是本實(shí)用新型剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型的另一個(gè)視角的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]其中:1、金屬底盤(pán)11、連接固定部2、氧化鋁陶瓷側(cè)墻3、氮化鋁陶瓷熱沉4、金屬引線。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0016]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0017]電子行業(yè)中常用的氮化鋁陶瓷目前技術(shù)非常成熟，其同時(shí)具備高導(dǎo)熱、高絕緣的特性，且其具有與硅芯片更為匹配的熱膨脹系數(shù)，材料易加工，無(wú)毒，廢料也方便回收利用，因此采用氮化鋁陶瓷替代氧化鈹陶瓷作為硅雙極功率器件外殼的熱沉，更能體現(xiàn)外殼的優(yōu)越性。
[0018]由于氮化鋁材料的低熱膨脹系數(shù)與金屬底盤(pán)、氧化鋁陶瓷側(cè)墻的不匹配性，如果采用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行替代，會(huì)出現(xiàn)陶瓷瓷裂，引起外殼氣密性失效，因此將常規(guī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。
[0019]如圖1-3所示，一種氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼，包括金屬底盤(pán)1、氧化鋁陶瓷側(cè)墻2、氮化鋁陶瓷熱沉3以及金屬引線4。所述金屬底盤(pán)I上設(shè)有連接固定部11，用于通過(guò)連接固定部11將外殼整體與其他部件連接。所述氧化鋁陶瓷側(cè)墻2固定在所述金屬底盤(pán)I的上表面，金屬底盤(pán)I與氧化鋁陶瓷側(cè)墻2之間構(gòu)成腔體結(jié)構(gòu)，所述氮化鋁陶瓷熱沉3固定在所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的金屬底盤(pán)I的上表面，所述金屬引線4固定在所述氧化鋁陶瓷側(cè)墻2上，金屬引線在側(cè)墻的位置可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，側(cè)墻的全部變或部分變上都可以固定金屬引線。
[0020]氧化鋁陶瓷側(cè)墻生產(chǎn)工藝流程:流延-落料-沖孔-金屬化-印刷成型-燒結(jié)鍍鎳-氧化鋁陶瓷側(cè)墻。
[0021]氮化鋁陶瓷熱沉生產(chǎn)工藝流程:流延-落料-沖孔-金屬化-印刷成型-燒結(jié)鍍鎳-氮化招陶瓷熱沉。
[0022]外殼生產(chǎn)工藝流程:氧化鋁陶瓷側(cè)墻、氮化鋁陶瓷熱沉與金屬零件使用釬焊經(jīng)鍍金工藝后成為成品。
[0023]所述外殼包括金屬底盤(pán)、氧化鋁陶瓷側(cè)墻、氮化鋁陶瓷熱沉以及金屬引線，在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將氧化鋁陶瓷側(cè)墻加厚，并將氮化鋁陶瓷熱沉放置在側(cè)墻與底盤(pán)之間形成的腔體內(nèi)，由與金屬底盤(pán)材料匹配的氧化鋁陶瓷側(cè)墻實(shí)現(xiàn)管殼的密封結(jié)構(gòu)，氮化鋁陶瓷熱沉不參與密封，只起到電隔離分區(qū)以及散熱作用。新結(jié)構(gòu)外形尺寸與原結(jié)構(gòu)外形尺寸完全一致，可實(shí)現(xiàn)直接替換，替代了有毒的氧化鈹材料，更加環(huán)保，氮化鋁材料易加工，可實(shí)現(xiàn)多層布線、多腔體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用更加廣泛。
【權(quán)利要求】
1.一種氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼，其特征在于:包括金屬底盤(pán)(I)、氧化鋁陶瓷側(cè)墻(2)、氮化鋁陶瓷熱沉(3)以及金屬引線(4)，所述氧化鋁陶瓷側(cè)墻(2)固定在所述金屬底盤(pán)(I)的上表面，金屬底盤(pán)(I)與氧化鋁陶瓷側(cè)墻(2)之間構(gòu)成腔體結(jié)構(gòu)，所述氮化鋁陶瓷熱沉(3)固定在所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的金屬底盤(pán)(I)的上表面，所述金屬引線(4)固定在所述氧化鋁陶瓷側(cè)墻(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼，其特征在于:所述金屬底盤(pán)(I)上設(shè)有連接固定部(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁熱沉硅雙極功率器件外殼，其特征在于:所述金屬引線(4)相對(duì)的設(shè)置在氧化鋁陶瓷側(cè)墻(2)上。
【文檔編號(hào)】H01L23/04GK204011391SQ201420455679
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】趙靜, 趙東亮, 牛麗娜, 張文娟, 張磊 申請(qǐng)人:河北中瓷電子科技有限公司