大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件。封裝組件包括硅鋁盒體、金錫焊料片、金剛石銅熱沉塊、錫鉛焊料片、大功率半導(dǎo)體芯片、蓋板、低頻連接器和射頻連接器，硅鋁盒體底部開有腔槽，金剛石銅熱沉塊位于腔槽中，并通過錫鉛焊料片與硅鋁盒體焊接，大功率半導(dǎo)體芯片位于腔槽上方，并通過金錫焊料片焊接在金剛石銅熱沉塊上，蓋板蓋合硅鋁盒體，并通過激光封焊與硅鋁盒體焊接，低頻連接器和射頻連接器焊接在硅鋁盒體的相對兩側(cè)。本實用新型的封裝組件能夠解決大功率半導(dǎo)體芯片封裝后，散熱、熱膨脹、氣密性不能兼顧的問題。
【專利說明】大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電子元器件封裝領(lǐng)域，特別是一種大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件。

【背景技術(shù)】
[0002]大功率半導(dǎo)體芯片在應(yīng)用時對封裝的散熱要求高，同時要求封裝材料的熱膨脹系數(shù)比較低。而傳統(tǒng)的AlSiC(鋁碳化硅)、銅、鑰銅、鎢銅等金屬都無法同時滿足散熱和密封要求，不能兼顧大功率半導(dǎo)體芯片封裝后的散熱、熱膨脹、氣密性。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件，能夠解決大功率半導(dǎo)體芯片封裝后，散熱、熱膨脹、氣密性不能兼顧的問題。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:提供一種大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件，所述封裝組件包括硅鋁盒體、金錫焊料片、金剛石銅熱沉塊、錫鉛焊料片、大功率半導(dǎo)體芯片、蓋板、低頻連接器和射頻連接器，所述硅鋁盒體底部開有腔槽，所述金剛石銅熱沉塊位于所述腔槽中，并通過所述錫鉛焊料片與所述硅鋁盒體焊接，所述大功率半導(dǎo)體芯片位于所述腔槽上方，并通過所述金錫焊料片焊接在所述金剛石銅熱沉塊上，所述蓋板蓋合所述硅鋁盒體，并通過激光封焊與所述硅鋁盒體焊接，所述低頻連接器和所述射頻連接器焊接在所述硅鋁盒體的相對兩側(cè)。
[0005]優(yōu)選地，所述腔槽貫穿所述硅鋁盒體底部，所述金剛石銅熱沉塊包括頭部和端部，所述頭部的剖面尺寸小于所述端部的剖面尺寸，所述腔槽為T型槽，所述金剛石銅熱沉塊的頭部置于所述腔槽中，所述金剛石銅熱沉塊的端部連接所述頭部的端面通過所述錫鉛焊料片與所述硅鋁盒體焊接。
[0006]優(yōu)選地，所述腔槽位于硅鋁盒體底部但并不貫穿所述硅鋁盒體底部，所述錫鉛焊料片設(shè)置在所述硅鋁盒體底部，所述金剛石銅熱沉塊設(shè)置在所述錫鉛焊料片上，并通過所述錫鉛焊料片焊接在所述腔槽內(nèi)。
[0007]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:通過采用金剛石銅熱沉塊作為熱沉散熱，從而能夠解決大功率半導(dǎo)體芯片封裝后，散熱、熱膨脹、氣密性不能兼顧的問題，可以大幅度提高大功率半導(dǎo)體芯片的散熱效率和可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件一種實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是本實用新型大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件另一種實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)的說明。
[0011]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0012]本實用新型提供的封裝組件包括硅鋁盒體1、金錫焊料片2、金剛石銅熱沉塊3、錫鉛焊料片4、大功率半導(dǎo)體芯片5、蓋板6、低頻連接器7和射頻連接器8，硅鋁盒體I底部開有腔槽11，金剛石銅熱沉塊3位于腔槽11中，并通過錫鉛焊料片4與硅鋁盒體I焊接，大功率半導(dǎo)體芯片5位于腔槽11上方，并通過金錫焊料片2焊接在金剛石銅熱沉塊3上，蓋板6蓋合硅鋁盒體1，并通過激光封焊與硅鋁盒體I焊接，低頻連接器7和射頻連接器8焊接在硅鋁盒體I的相對兩側(cè)。
[0013]本實用新型的封裝組件在具體應(yīng)用時，具有內(nèi)嵌式和外嵌式兩種封裝方式。
[0014]參見圖1，是本實用新型大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件一種實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例的封裝組件采用外嵌式的封裝方式。其中，腔槽11貫穿硅鋁盒體I底部，金剛石銅熱沉塊3包括頭部和端部，頭部的剖面尺寸L小于端部的剖面尺寸M，腔槽11為T型槽，金剛石銅熱沉塊3的頭部置于腔槽11中，金剛石銅熱沉塊3的端部連接頭部的端面通過錫鉛焊料片4與硅鋁盒體I焊接。
[0015]如果采用外嵌式的封裝方式，則封裝流程如下:
[0016]對硅鋁盒體1、金錫焊料片2、金剛石銅熱沉塊3和錫鉛焊料片4、進(jìn)行超聲波清洗；
[0017]在氣氛爐中采用金錫焊接低頻連接器7和射頻連接器8 ；
[0018]采用氦氣質(zhì)譜儀對封裝組件進(jìn)行檢漏；
[0019]將大功率半導(dǎo)體芯片5通過金錫焊料片2焊接在金剛石銅熱沉塊3上，焊接完成后通過X-RAY檢測焊接空洞；
[0020]將金剛石銅熱沉塊3的端部連接頭部的端面通過錫鉛焊料片4與硅鋁盒體I上，焊接完成后通過X-RAY檢測焊接空洞；
[0021]再次采用氦氣質(zhì)譜儀對封裝組件進(jìn)行檢漏；
[0022]在硅鋁盒體I上安裝其他元器件；
[0023]調(diào)試封裝組件的電氣性能；
[0024]在真空烘箱中烘烤，并通過激光封焊將蓋板6與硅鋁盒體I焊接；
[0025]采用壓氦法檢測封裝組件的氣密性能。
[0026]參見圖2，是本實用新型大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件另一種實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例的封裝組件采用內(nèi)嵌式的封裝方式。其中，腔槽11位于硅鋁盒體I底部但并不貫穿硅鋁盒體I底部，錫鉛焊料片4設(shè)置在硅鋁盒體I底部，金剛石銅熱沉塊3設(shè)置在錫鉛焊料片4上，并通過錫鉛焊料片4焊接在腔槽11內(nèi)。
[0027]如果采用外嵌式的封裝方式，則封裝流程如下:
[0028]對硅鋁盒體1、金錫焊料片2、金剛石銅熱沉塊3和錫鉛焊料片4、進(jìn)行超聲波清洗；
[0029]在氣氛爐中采用金錫焊接低頻連接器7和射頻連接器8 ；
[0030]采用氦氣質(zhì)譜儀對封裝組件進(jìn)行檢漏；
[0031]將大功率半導(dǎo)體芯片5通過金錫焊料片2焊接在金剛石銅熱沉塊3上，焊接完成后通過X-RAY檢測焊接空洞；
[0032]將金剛石銅熱沉塊3的端部連接頭部的端面通過錫鉛焊料片4與硅鋁盒體I上，焊接完成后通過X-RAY檢測焊接空洞；
[0033]在硅鋁盒體I上安裝其他元器件；
[0034]調(diào)試封裝組件的電氣性能；
[0035]在真空烘箱中烘烤，并通過激光封焊將蓋板6與硅鋁盒體I焊接；
[0036]采用壓氦法檢測封裝組件的氣密性能。
[0037]本實用新型實施例的封裝組件采用金剛石銅熱沉塊作為散熱熱沉，金剛石銅作為一種復(fù)合材料，具有高導(dǎo)熱和低熱膨脹系數(shù)的優(yōu)點，可以保證大功率半導(dǎo)體芯片的散熱與熱膨脹兼容的問題，并且蓋板通過激光封焊的方式焊接，能夠保證封裝組件的氣密性，從而能夠解決大功率半導(dǎo)體芯片封裝后，散熱、熱膨脹、氣密性不能兼顧的問題，可以大幅度提高大功率半導(dǎo)體芯片的散熱效率和可靠性。
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率半導(dǎo)體芯片的封裝組件，其特征在于，所述封裝組件包括硅鋁盒體(1)、金錫焊料片(2)、金剛石銅熱沉塊(3)、錫鉛焊料片(4)、大功率半導(dǎo)體芯片(5)、蓋板(6)、低頻連接器(7)和射頻連接器(8),所述硅鋁盒體(1)底部開有腔槽(11),所述金剛石銅熱沉塊(3)位于所述腔槽(11)中，并通過所述錫鉛焊料片(4)與所述硅鋁盒體(1)焊接，所述大功率半導(dǎo)體芯片(5)位于所述腔槽(11)上方，并通過所述金錫焊料片(2)焊接在所述金剛石銅熱沉塊(3)上，所述蓋板(6)蓋合所述硅鋁盒體(1),并通過激光封焊與所述硅鋁盒體(1)焊接，所述低頻連接器(7)和所述射頻連接器(8)焊接在所述硅鋁盒體(1)的相對兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝組件，其特征在于，所述腔槽(11)貫穿所述硅鋁盒體(1)底部，所述金剛石銅熱沉塊(3)包括頭部和端部，所述頭部的剖面尺寸小于所述端部的剖面尺寸，所述腔槽(11)為I型槽，所述金剛石銅熱沉塊(3)的頭部置于所述腔槽(11)中，所述金剛石銅熱沉塊(3)的端部連接所述頭部的端面通過所述錫鉛焊料片(4)與所述硅鋁盒體⑴焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝組件，其特征在于，所述腔槽(11)位于硅鋁盒體(1)底部但并不貫穿所述硅鋁盒體(1)底部，所述錫鉛焊料片(4)設(shè)置在所述硅鋁盒體(1)底部，所述金剛石銅熱沉塊(3)設(shè)置在所述錫鉛焊料片(4)上，并通過所述錫鉛焊料片(4)焊接在所述腔槽(11)內(nèi)。
【文檔編號】H01L23/373GK204144238SQ201420626280
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】季興橋, 陸吟泉 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所