專利名稱：大電流半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大電流半導(dǎo)體器件，屬于半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域。
由于低頻大電流半導(dǎo)體器件的內(nèi)引線多為一根粗線，所以極易出現(xiàn)內(nèi)引線燒斷現(xiàn)象，斷點(diǎn)多是與芯片鍵合處，其原因是因?yàn)樾酒ぷ鲿r(shí)表面溫度高，鍵合處流匯聚電流密度大，接觸電阻與內(nèi)引線電阻的焦耳熱合并作用使鍵合點(diǎn)的溫度高于非鍵合點(diǎn)，致使鍵合點(diǎn)熱疲勞，并由此誘發(fā)二次擊穿，甚至形成熔洞。
本實(shí)用新型旨在克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種散熱好使用壽命長的大電流半導(dǎo)體器件。
半導(dǎo)體器件由導(dǎo)熱載體、電極、芯片、內(nèi)引線及包封物組成。其中的內(nèi)引線可以是金屬箔、片、絲，材料為Al，Ag，Cu，Au或其合金，依具體情況而定。導(dǎo)熱載體為共地化半導(dǎo)體器件封裝件，選極晶體管管基，普通晶體管管基，模塊基板等。
為了降低焦耳熱，分散焦耳熱，耗散焦耳熱，達(dá)到直接降低芯片上鍵合點(diǎn)溫度的目的，本實(shí)用新型采取增加鍵合點(diǎn)，內(nèi)引線多根并連等技術(shù)手段來盡可能地增加內(nèi)引線的總表面積和總截面積，使內(nèi)引線同時(shí)具有最大的或較大的表面積和截面積。與此同時(shí)，在芯片的大電流電極附近的管基上予置導(dǎo)熱塊，平臺(tái)導(dǎo)熱塊可以是金屬，也可以是表面金屬化了并涂敷了的絕緣導(dǎo)熱片，使大電流內(nèi)引線就近焊結(jié)或就近有個(gè)落點(diǎn)，這樣可以等效地縮短內(nèi)引線長度，使內(nèi)引線為最短，同時(shí)由于導(dǎo)熱塊上表面溫度遠(yuǎn)低于芯片表面的溫度，導(dǎo)熱塊可以傳導(dǎo)引線的熱量而幫助散熱，因而能間接起到降低芯片上鍵合點(diǎn)溫度的作用。導(dǎo)熱塊平臺(tái)等于或略高于芯片上表面。
從平臺(tái)到引出電極可以是鍵合的引線，亦可是釬焊的金屬片，也可以是從管腿到導(dǎo)熱塊上表面為一體的單體連心線，也可以是向心線，復(fù)合引線，復(fù)合引線包括分段連接或拼接兩種方式。上述連心線或向心線的中心是指管座中心區(qū)域。在芯片上的焊點(diǎn)以一點(diǎn)兩線為佳。
本實(shí)用新型大電流半導(dǎo)體器件包括普通晶體管，選極晶體管，模塊等。芯片可以是雙極，場效應(yīng)(FET)晶體管及其混合或復(fù)合類型。
本設(shè)計(jì)從大電流散熱的角度出發(fā)，采用內(nèi)引線一點(diǎn)兩線、多根并用，增加內(nèi)引線表面積和截面積，通過予置導(dǎo)熱塊平臺(tái)來縮短內(nèi)引線長度，減輕了由于引線焦耳熱過于集中引起的引線－芯片熱疲勞現(xiàn)象，基本上消除了由此誘發(fā)的二次擊穿現(xiàn)象，使半導(dǎo)體器件的壽命大為提高，并提高了整機(jī)的可靠性及平均無故障工作時(shí)間。


圖1－圖8分別是本實(shí)用新型的八個(gè)實(shí)施例。圖中中心方塊為芯片，芯片附近的同心圓是絕緣子和管基電極，從管基電極引出的輻射線或散開線是內(nèi)引線。A極是發(fā)射極或源極，B極是基極或柵極。C極是集電極或漏極。
圖1是芯片上有普通壓焊方塊的半導(dǎo)體器件連線圖，其中，1－2是壓焊塊，壓焊塊1位于A極最近處。
圖2是芯片上有魚刺狀電極的半導(dǎo)體器件連線圖，其中，3是魚刺狀電極，魚刺狀電極3的首部位于A極最近處。
圖3是芯片旁帶有絕緣導(dǎo)熱平臺(tái)的半導(dǎo)體器件連線圖，其中，4、絕緣導(dǎo)熱平臺(tái)，平臺(tái)4上表面與芯片大電流電極之間連接多根內(nèi)引線，同時(shí)與A極電連通。
圖4是E殼選極晶體管連線圖，其中，C是集電極或漏極，5、導(dǎo)熱平臺(tái)，6、絕緣導(dǎo)熱片，7、芯片，平臺(tái)5上表面與芯片大電流電極之間連接多根內(nèi)引線，絕緣導(dǎo)熱片6上表面與C極電連通。
圖5是塑封晶體管連線圖，其中，C同上，壓焊塊1上的多根連線是折回式一點(diǎn)兩線連接。
圖6是功率晶體管模塊的大電流電極的連線圖，其中，壓焊塊1與A極多根連線是越過式一點(diǎn)兩線連接。
圖7是多焊點(diǎn)連線圖，其中，8、梳狀電極梳柄，9、梳狀電極梳齒。
圖8是金屬箔作為內(nèi)引線的半導(dǎo)體器件連線圖，其中，10、金屬箔，在一條金屬箔上多點(diǎn)焊接。
權(quán)利要求1.大電流半導(dǎo)體器件，由導(dǎo)熱載體、電極、芯片、內(nèi)引線及包封物組成，其特征是，所述內(nèi)引線是同時(shí)具有最大的或較大的表面積和截面積，且具有最短或較短的大電流電極內(nèi)引線。
2.如權(quán)利要求1所述的大電流半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述內(nèi)引線是多根并連引線。
3.如權(quán)利要求1所述的大電流半導(dǎo)體器件，其特征在于，芯片上的內(nèi)引線焊點(diǎn)是一點(diǎn)兩線式。
4.如權(quán)利要求1所述的大電流半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的內(nèi)引線為金屬箔、片、絲，材料為Al、Ag、Cu、Au或其合金。
5.如權(quán)利要求1所述的大電流半導(dǎo)體器件，其特征在于，芯片上的大電流電極位于管基相應(yīng)電極的最近處。
6.如權(quán)利要求1所述的大電流半導(dǎo)體器件，其特征在于，芯片附近的管基上有高度等于或略高于芯片上表面的導(dǎo)熱平臺(tái)，其上焊接內(nèi)引線。
7.如權(quán)利要求1或6所述的大電流半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述導(dǎo)熱平臺(tái)材料為金屬或表面金屬化了的絕緣導(dǎo)熱片。
8.如權(quán)利要求1或6所述的大電流半導(dǎo)體器件，其特征在于，導(dǎo)熱平臺(tái)到引出電極的引線是下列之一(1)鍵合引線，(2)單體連心線，(3)向心線，(4)復(fù)合引線。
9.如權(quán)利要求1所述的大電流半導(dǎo)體器件，其特征在于，導(dǎo)熱載體是下列之一(1)共地化半導(dǎo)體器件封裝件，(2)選極晶體管管基，(3)普通晶體管管基，(4)模塊基板。
10.如權(quán)利要求1所述的大電流半導(dǎo)體器件其特征在于，芯片可以是下列之一(1)雙極晶體管，(2)FET晶體管，(3)混合或復(fù)合類型晶體管。
專利摘要大電流半導(dǎo)體器件，屬于半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域。由導(dǎo)熱載體、電極、芯片、內(nèi)引線及包封物組成，內(nèi)引線具有最大的或較大的表面積和截面積，具有最短或較短的大電流電極內(nèi)引線。在芯片的大電流電極附近的管基上預(yù)置導(dǎo)熱塊平臺(tái)，以等效地縮短內(nèi)引線長度。本實(shí)用新型提供的大電流半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)合理，散熱好，使用壽命長。
文檔編號(hào)H01L23/48GK2147652SQ9224031
公開日1993年11月24日 申請(qǐng)日期1992年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月31日
發(fā)明者苗慶海, 張德駿, 王家儉, 張興華 申請(qǐng)人:山東大學(xué)