半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)半導(dǎo)體芯片是以導(dǎo)線架(LeadFrame)作為芯片承載件以形成一半導(dǎo)體封裝件。該導(dǎo)線架包括一芯片座及形成在該芯片座周?chē)亩鄺l管腳，待半導(dǎo)體芯片粘接至芯片座上并以焊線電性連接該芯片與管腳后，經(jīng)由一封裝樹(shù)脂包覆該芯片、芯片座、焊線以及管腳的內(nèi)段，從而形成該具導(dǎo)線架的半導(dǎo)體封裝件。
[0003]以導(dǎo)線架作為芯片承載件的半導(dǎo)體封件的形態(tài)及種類(lèi)繁多，如QFP半導(dǎo)體封裝件(Quad Flat Package)、QFN(Quad_Flat Non-leaded)半導(dǎo)體封裝件、SOP半導(dǎo)體封裝件(Small Outline Package)或DIP半導(dǎo)體封裝件(Dual in-line Package)等，為提高半導(dǎo)體封裝件的散熱效率與兼顧芯片尺寸封裝(Chip Scale Package，CSP)的小尺寸要求，目前多以芯片座底部外露的QFN半導(dǎo)體封裝件或露墊式(Exposed Pad)半導(dǎo)體封裝件為封裝主流。
[0004]然而以導(dǎo)線架封裝半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)，其封裝材料與導(dǎo)線架部分容易脫離使得封裝材料松動(dòng)，工藝可靠性較低，成本較高；另外，以導(dǎo)線架封裝的封裝結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)功能模塊化，集成度較低，很難用于微型器件中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法，其封裝結(jié)構(gòu)可靠性高、成本低，能夠?qū)崿F(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)的微型化。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
一種半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝結(jié)構(gòu)包括:
芯片單元，包括若干用于進(jìn)行整流的整流芯片；
導(dǎo)體單元，包括位于芯片單元下方且與芯片單元電性連接的第一線路層、位于芯片單元上方且與芯片單元電性連接的第二線路層、以及電性連接第一線路層和第二線路層的導(dǎo)電柱；
絕緣單元，包括包覆第一線路層的第一絕緣層、包覆第二線路層的第二絕緣層、以及填充于第一絕緣層和第二絕緣層之間未被芯片單元和導(dǎo)體單元占據(jù)的第三絕緣層。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述整流芯片為整流二極管。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，芯片單元還包括若干用于保護(hù)整流芯片的保護(hù)芯片。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述保護(hù)芯片包括輸入端雙向瞬態(tài)抑制管和/或輸出端雙向瞬態(tài)抑制管。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述封裝結(jié)構(gòu)包括多個(gè)陣列排布的導(dǎo)電柱，至少部分導(dǎo)電柱電性與第一線路層和第二線路層電性連接。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一線路層包括若干分離設(shè)置的第一線路，第二線路層包括若干分離設(shè)置的第二線路，每個(gè)第一線路與且僅與一個(gè)導(dǎo)電柱電性連接，每個(gè)第二線路與且僅與一個(gè)導(dǎo)電柱電性連接。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)電柱貫穿第一絕緣層和第二絕緣層設(shè)置，所述導(dǎo)體單元還包括設(shè)于第一絕緣層或第二絕緣層的表面且與導(dǎo)電柱電性連接的焊接部。
[0013]相應(yīng)地，一種半導(dǎo)體整流元件的封裝方法，所述封裝方法包括:
提供第一導(dǎo)電層，在第一導(dǎo)電層上焊接芯片單元，并在芯片單元上焊接第二導(dǎo)電層；
在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間灌膠，形成第三絕緣層；
對(duì)第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層分別進(jìn)行蝕刻，形成第一線路層和第二線路層；
在第一線路層和第二線路層表面分別封裝形成第一絕緣層和第二絕緣層；
制作貫穿第一絕緣層和第二絕緣層的通孔，并在通孔內(nèi)形成電性導(dǎo)通第一線路層和第二線路層的導(dǎo)電柱。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述封裝方法還包括:
在第一絕緣層或第二絕緣層表面制作與導(dǎo)電柱電性連接的焊接部。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一線路層和第二線路層為銅箔，芯片單元與第一線路層或第二線路層通過(guò)焊料進(jìn)行焊接。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
使用線路層替代傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)線架，封裝結(jié)構(gòu)可靠性高、成本低，且封裝方法簡(jiǎn)單，易于生廣制造；
封裝結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了器件功能模塊化，且能夠?qū)崿F(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)的微型化。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)的另一視角立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)的爆照結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)的另一視角爆照結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)中橋式整流電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0019]應(yīng)當(dāng)理解的是盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二等在本文中可以被用于描述各種元件或結(jié)構(gòu)，但是這些被描述對(duì)象不應(yīng)受到這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將這些描述對(duì)象彼此區(qū)分開(kāi)。例如，第一線路層可以被稱(chēng)為第二線路層，并且類(lèi)似地第二線路層也可以被稱(chēng)為第一線路層，這并不背離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]參圖1-圖3所示，在本發(fā)明的一【具體實(shí)施方式】中，半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)包括:
芯片單元10，包括若干用于進(jìn)行整流的整流芯片；
導(dǎo)體單元20，包括位于芯片單元10下方且與芯片單元10電性連接的第一線路層21、位于芯片單元10上方且與芯片單元10電性連接的第二線路層22、以及電性連接第一線路層21和第二線路層22的導(dǎo)電柱23;
絕緣單元30，包括包覆第一線路層21的第一絕緣層31、包覆第二線路層22的第二絕緣層32、以及填充于第一絕緣層31和第二絕緣層32之間未被芯片單元10和導(dǎo)體單元20占據(jù)的第三絕緣層33。
[0021]進(jìn)一步地，本實(shí)施方式中導(dǎo)電柱23貫穿第一絕緣層31和第二絕緣層32設(shè)置，導(dǎo)體單元20還包括設(shè)于第一絕緣層31表面且與導(dǎo)電柱23電性連接的焊接部24。
[0022]以下結(jié)合圖1-圖5，對(duì)本實(shí)施方式中半導(dǎo)體整流元件的封裝結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]本實(shí)施方式中封裝結(jié)構(gòu)為保護(hù)型橋式整流電路的封裝結(jié)構(gòu)，整流電路(rectifying circuit)為把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。參圖6所示，大多數(shù)橋式整流電路由變壓模塊A、橋式整流模塊B和濾波模塊C等組成，濾波模塊的終端連接終端負(fù)載D。這種電路，由一個(gè)交流電變壓器(包括原邊繞組、副邊繞組以及鐵芯)和兩個(gè)橋臂(包括兩對(duì)整流二極管)組成，可以實(shí)現(xiàn)全波整流，同時(shí)在一定程度上克服了半波整流的缺點(diǎn)。保護(hù)型橋式整流電路包括交流電變壓器、整流二極管01，02，03，04、輸入端雙向瞬態(tài)抑制管05、輸出端雙向瞬態(tài)抑制管D6及濾波元件(濾波器等)。
[0024]其中，交流輸入端包括輸入交流正極a和輸入交流負(fù)極b，直流輸出端包括輸出直流正極c和輸出直流負(fù)極d，整流二極管Dl，D2，D3，D4，設(shè)于交流輸入端與直流輸出端之間，輸入端雙向瞬態(tài)抑制管D5集成在輸入交流正極a和輸入交流負(fù)極b之間，輸出端雙向瞬態(tài)抑制管D6集成在輸出直流正極c和輸出直流負(fù)極d之間。
[0025]參圖4、圖5所示，對(duì)應(yīng)于上述保護(hù)型橋式整流電路，本實(shí)施方式中的芯片單元10包括第一整流芯片11、第二整流芯片12、第三整流芯片13、第四整流芯片14、第一保護(hù)芯片15及第二保護(hù)芯片16共6個(gè)芯片，其中，第一整流芯片11、第二整流芯片12、第三整流芯片13、第四整流芯片14為整流二極管，兩對(duì)整流二極管形成兩個(gè)橋臂，第一保護(hù)芯片15和第二保護(hù)芯片16分別為輸入端雙向瞬態(tài)抑制管D5和輸出端雙向瞬態(tài)抑制管D6。
[0026]對(duì)應(yīng)于上述芯片單元10的排列結(jié)構(gòu)，以下對(duì)本實(shí)施方式中的第一線路層21和第二線路層22進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]第一線路層21包括相互絕緣的第一線路211、第二線路212和第三線路213，第二線路22層包括相互絕緣的第四線路221、第五線路222和第六線路223，其中:
第一整流芯片11的下表面和上表面分別與第一線路211和第四線路221電性連接； 第二整流芯片12的下表面和上表面分別與第二線路212和第四線路221電性連接； 第三整流芯片13的下表面和上表面分別與第二線路212和第五線路222電性連接； 第四整流芯片14的下表面和上表面分別與第一線路211和第五線路222電性連接； 第一保護(hù)芯片15的下表面和上表面分別與第一線路211和第六線路223電性連接； 第二保護(hù)芯片16的下表面和上表面分別與第三線路213和第四線路221電性連接。
[0028]進(jìn)一步地，本實(shí)施方式中通過(guò)四個(gè)導(dǎo)電柱電性連接第一線路層21和第二線路層22，具體地，導(dǎo)電柱23包括:
第一導(dǎo)電柱231，與第一線路層21中的第一線路211電性連接；
第二導(dǎo)電柱232，與第一線路層21中的第二線路212和第二線路層22中的第六線路223