[發(fā)明專利]一種雙面散熱半導(dǎo)體元件的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611179082.6
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN106876342A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹周
• 申請（專利權(quán)）人: 杰群電子科技（東莞）有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/31
• 分類號(hào): H01L23/31;H01L23/367;H01L21/56
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 張海英,林波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙面散熱半導(dǎo)體元件的制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體元件技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體元件一直在往高性能的方向發(fā)展，高性能的半導(dǎo)體元件一般都意味著高功率和大電流，也意味著其工作時(shí)產(chǎn)生的熱量很大，散熱成了必須解決的問題，否則只能犧牲其部分性能。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體元件一般只是芯片下方的引線框架外露，芯片上方的銅橋框架一般被塑封在內(nèi)部，因此芯片的熱量一般只是通過引線框架單面散熱。雙面散熱半導(dǎo)體元件由于芯片上方的銅橋框架和芯片下方的引線框架皆外露，因此，芯片的熱量可以通過銅橋框架和引線框架雙面散發(fā)，其散熱性能方面比傳統(tǒng)封裝半導(dǎo)體元件有大幅度提升，能滿足高功率大電流的需求，越來越受到市場青睞。

半導(dǎo)體元件在被環(huán)氧樹脂等材料封裝前主體為疊合框架1′，如圖5-圖7所示，其包括依次層疊的引線框架11′(如圖1和圖2所示)、芯片12′和銅橋框架13′(如圖3和圖4所示)，疊合框架1′在注塑封裝時(shí)，注塑的模具在合模時(shí)會(huì)將產(chǎn)品牢固地壓緊，以防止塑膠從模具和產(chǎn)品之間漏出，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體元件的銅橋框架13′被塑膠包裹在內(nèi)部，模具可以直接壓在引線框架11′上，引線框架11′可以承受模具的壓力，而銅橋框架13′位于型腔中，在注塑時(shí)銅橋框架13′以及銅橋框架13′下方的芯片12′只需要承受注塑壓力即可，注塑壓力遠(yuǎn)小于模具合模的壓力，銅橋框架13′和芯片12′不會(huì)被壓壞。而雙面散熱的半導(dǎo)體元件的引線框架11′和銅橋框架13′均需要外露，不能被塑封包裹，如圖8所示，因此上模6′必須直接壓在銅橋框架13′的外表面，下模7′直接壓在引線框架11′的外表面，模具合模時(shí)對銅橋框架13′的力會(huì)直接壓向芯片12′，足以將芯片12′壓壞。為了避免芯片12′被壓壞，雙面散熱半導(dǎo)體元件目前的制造方法一般有兩種。一種方法如圖9所示：在銅橋框架13′的上表面和引線框架11′的下表面均設(shè)置一層特殊的緩沖硅膠膜8′，通過嚴(yán)格控制注塑模具合模的位置，上模6′和下模7′分別從上側(cè)和下側(cè)壓在兩側(cè)的緩沖硅膠膜5′上，再利用注塑模具形成普通塑封層5′，形成如圖10所示的雙面散熱半導(dǎo)體元件。由于既要保證密封性能，避免注塑時(shí)塑膠進(jìn)入緩沖硅膠膜8′和銅橋框架13′之間以及緩沖硅膠膜8′和引線框架11′之間，模具合模的位置必須控制非常精準(zhǔn)，且此種緩沖硅膠膜5′的性能也要非常優(yōu)異，價(jià)格昂貴，均使得制造成本很高。另一種方法如圖11所示：采用傳統(tǒng)的注塑封裝時(shí)，將銅橋框架13′的上面的普通塑封層5′的厚度盡量做薄，再通過研磨輪9′將銅橋框架13′上面的普通塑封層5′研磨去除，最終形成如圖12所示的雙面散熱半導(dǎo)體元件。此種方法在銅橋框架13′表面的普通塑封層5′的厚度要控制在很小的范圍，且研磨精度必須特別高，既要將銅橋框架13′上的普通塑封層5′去除干凈，又不能對銅橋框架13′本身造成損傷，加工難度非常大，設(shè)備的成本很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種雙面散熱半導(dǎo)體元件的制造方法，利用液態(tài)封裝材料固化封裝，不會(huì)對銅橋框架和芯片產(chǎn)生大的壓力，避免損壞芯片，且工藝和設(shè)備均簡單，降低了生產(chǎn)成本。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種雙面散熱半導(dǎo)體元件的制造方法，包括以下步驟：

S1：形成具有阻擋層的疊合框架，所述疊合框架包括依次向上層疊的引線框架、芯片和銅橋框架，所述引線框架上凸設(shè)有所述阻擋層，所述阻擋層環(huán)繞所述銅橋框架的外側(cè)連續(xù)設(shè)置；

S2：向所述阻擋層和所述銅橋框架之間填充液態(tài)封裝材料，所述液態(tài)封裝材料的上頂面不超過所述銅橋框架；

S3：將填充有液態(tài)封裝材料的疊合框架固化。

進(jìn)一步的，所述阻擋層的高度比所述銅橋框架的高度低0-0.1mm。

進(jìn)一步的，所述液態(tài)封裝材料為液態(tài)環(huán)氧樹脂或綠漆。

進(jìn)一步的，所述液態(tài)封裝材料通過印刷或者灌入的方式進(jìn)行填充。

進(jìn)一步的，所述阻擋層為塑膠，所述阻擋層通過注塑成型或涂覆的方式設(shè)置于所述引線框架。

進(jìn)一步的，所述阻擋層通過3D打印設(shè)置于所述引線框架。

進(jìn)一步的，所述阻擋層由金屬、高聚合物材料或陶瓷經(jīng)過3D打印形成。

進(jìn)一步的，所述步驟S1中，形成具有阻擋層的疊合框架，具體包括：

形成疊合框架，所述疊合框架包括依次層疊的引線框架、芯片和銅橋框架，在所述引線框架上環(huán)繞所述引線框架形成所述阻擋層；或

在引線框架上環(huán)繞銅橋框架的區(qū)域設(shè)置阻擋層，再將具有阻擋層的引線框架、芯片和銅橋框架形成具有阻擋層的疊合框架。