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1、(10)申请公布号 CN 102280427 A (43)申请公布日 2011.12.14 C N 1 0 2 2 8 0 4 2 7 A *CN102280427A* (21)申请号 201110185306.5 (22)申请日 2011.07.04 H01L 23/488(2006.01) H01L 23/367(2006.01) H01L 23/28(2006.01) H01L 21/60(2006.01) H01L 21/56(2006.01) (71)申请人启东市捷捷微电子有限公司 地址 226200 江苏省南通市启东市经济开发 区城北工业园兴龙路8号 (72)发明人王琳 吴家健 徐。
2、洋 (74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限 公司 32243 代理人卢海洋 (54) 发明名称 一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构 及其方法 (57) 摘要 本发明涉及一种金属与塑料混合封装的可控 硅封装结构及其方法，一种金属与塑料混合封装 的可控硅封装结构，包括散热底板、可控硅芯片、 门极引线片、阳极引线片和阴极引线片，所述散热 底板与可控硅芯片之间固定有氧化铝瓷片，氧化 铝瓷片外围的散热底板上固定有金属环，所述门 极引线片、阳极引线片和阴极引线片外围套有塑 料环；其方法，包括以下步骤:a、将金属环焊到金 属底板上；b、将瓷片装到焊膏上；c、在瓷片上点 焊膏；d、阳极引线片装配；e。
3、、可控硅芯片安装；f、 三个引线片的安装；g、进炉烧结；h、硅凝胶灌注； i、在塑料环中灌注。本发明的优点是：散热好；方 便了安装；提高了产品的可靠性；引线片方便、精 确、可靠地固定位置。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 9 页 CN 102280432 A 1/1页 2 1.一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构，包括散热底板、可控硅芯片、门极引线 片、阳极引线片和阴极引线片，其特征在于：所述散热底板与可控硅芯片之间固定有氧化铝 瓷片，氧化铝瓷片外围的散热底板上固定有金属环，所述门极引线片、阳极引线。
4、片和阴极引 线片底部分别与可控硅芯片的引线膜直接焊接固定，所述门极引线片、阳极引线片和阴极 引线片外围套有塑料环，所述塑料环套接固定于金属环上，所述门极引线片、阳极引线片和 阴极引线片底部与可控硅芯片的引线膜焊接点上覆有软胶体灌封料层，所述软胶体灌封料 层上面覆有环氧树脂灌封料层，所述环氧树脂灌封料层低于塑料环的上沿高度。 2.根据权利要求1所述的一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构，其特征在于： 所述散热底板为四角呈圆弧形过渡的菱形形状，所述散热底板为2mm厚的冷轧钢板表面镀 镍而成，所述散热底板中部设有固定氧化铝瓷片的方形压槽。 3.根据权利要求1或2所述的一种金属与塑料混合封装的可控硅。
5、封装结构，其特征在 于：所述氧化铝瓷片由质量浓度96%的Al 2 O 3 瓷片的两面刮印并烧渗钼锰浆料后电镀镍而 成。 4.根据权利要求1所述的一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构，其特征在于： 所述塑料环由阻燃ABS塑料制成，所述塑料环上设有与金属环紧密配合的台阶子口。 5.根据权利要求1所述的一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构，其特征在于： 所述软胶体灌封料层为硅凝胶层。 6.一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构的方法，其特征在于：包括以下步骤： a、首先将金属环用环焊机焊到散热底板上； b、将焊好金属环的散热底板放置到烧结用石墨舟的定位销上，用点胶头在散热底板上 点焊膏，将氧化铝。
6、瓷片装到散热底板的焊膏上； c、继续用对应的点胶头在氧化铝瓷片的镍表面上点焊膏； d、将定位板插放在烧结模的定位销上，进行阳极引线片的装配； e、取下定位板，在阳极引线片上继续点焊膏后完成可控硅芯片的安装； f、将定位板穿上阴极引线片和门极引线片然后穿入装配好的阳极引线片，再套入定位 销，完成三个引线片的安装； g、将装配好的产品连同烧结模和定位板一起进炉烧结，烧结温度330，烧结时间5-8 分钟，保护氮气流量为每分80L； h、进行双组份硅凝胶的灌注：用大号注射器将混合好的双组份硅凝胶注入金属环内的 可控硅芯片以及引线焊点的周围，待硅凝胶凝固后取下定位板； i、将塑料环插入金属环中，再在塑料。
7、环中进行环氧灌封料的灌注，灌注的高度低于塑 料环的上沿高度。 权 利 要 求 书CN 102280427 A CN 102280432 A 1/3页 3 一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构及其方法 技术领域 0001 本发明涉及半导体器件制造行业，尤其涉及一种金属与塑料混合封装的可控硅封 装结构。 0002 本发明涉及半导体器件制造行业，尤其涉及一种金属与塑料混合封装的可控硅封 装结构的方法。 背景技术 0003 目前可控硅产品的封装形式：大的芯片（100A以上）多采用压接式的平板式封装， 小的芯片（100A以下）多采用塑料封装，中间还有组合成模块的封装形式。在这一些封装形 式中，对于小芯。
8、片中尺寸偏大一点的产品在采用塑料封装时往往会出现由于热沉的面积偏 小而影响了产品的散热，从而使产品的负载功率受到较大的限制，所以在这一档产品上寻 求一种新的封装结构就显得十分必要。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构，这种封装 形式加大了散热底板的面积、减小了产品的热阻，从而提高了产品的使用功率。 0005 本发明的另一个目的是提供一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构的方法。 0006 本发明采用的技术方案是： 一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构，包括散热底板、可控硅芯片、门极引线 片、阳极引线片和阴极引线片，所述散热底板与可控硅芯片之间固定。
9、有氧化铝瓷片，氧化铝 瓷片外围的散热底板上固定有金属环，所述门极引线片、阳极引线片和阴极引线片底部分 别与可控硅芯片的引线膜直接焊接固定，所述门极引线片、阳极引线片和阴极引线片外围 套有塑料环，所述塑料环套接固定于金属环上，所述门极引线片、阳极引线片和阴极引线片 底部与可控硅芯片的引线膜焊接点上覆有软胶体灌封料层，所述软胶体灌封料层上面覆有 环氧树脂灌封料层，所述环氧树脂灌封料层低于塑料环的上沿高度。 0007 所述散热底板为四角呈圆弧形过渡的菱形形状，所述散热底板为2mm厚的冷轧钢 板表面镀镍而成，所述散热底板中部设有固定氧化铝瓷片的方形压槽。 0008 所述氧化铝瓷片由质量浓度96%的Al。
10、 2 O 3 瓷片的两面刮印并烧渗钼锰浆料后电镀 镍而成。 0009 所述塑料环由阻燃ABS塑料制成，所述塑料环上设有与金属环紧密配合的台阶子 口。 0010 所述软胶体灌封料层为硅凝胶层。 0011 一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构的方法，包括以下步骤： a、首先将金属环用环焊机焊到散热底板上； b、将焊好金属环的散热底板放置到烧结用石墨舟上的定位销上，用点胶头在散热底板 上点焊膏，将氧化铝瓷片装到散热底板的焊膏上； 说 明 书CN 102280427 A CN 102280432 A 2/3页 4 c、继续用对应的点胶头在氧化铝瓷片的镍表面上点焊膏； d、将定位板插放在烧结模的定位销。
11、上，进行阳极引线片的装配； e、取下定位板，在阳极引线片上继续点焊膏后完成可控硅芯片的安装； f、将定位板穿上阴极引线片和门极引线片然后穿入装配好的阳极引线片，再套入定位 销，完成三个引线片的安装； g、将装配好的产品连同烧结模和定位板一起进炉烧结，烧结温度330，烧结时间5-8 分钟，保护氮气流量为每分80L； h、进行双组份硅凝胶的灌注：用大号注射器将混合好的双组份硅凝胶注入金属环内的 可控硅芯片以及引线焊点的周围，待硅凝胶凝固后取下定位板； i、将塑料环插入金属环中，再在塑料环中进行环氧灌封料的灌注，灌注的高度低于塑 料环的上沿高度。 0012 本发明的优点是：散热底板的面积足够大，可以。
12、有利于产品的散热，提高产品的带 负载能力；采用绝缘式结构，方便了使用者对器件的安装；芯片使用软灌封料进行灌装，减 少了芯片的应力，提高了产品的可靠性；使用引线片的装配靠模，可以将三片引线片方便、 精确、可靠地固定位置。 附图说明 0013 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。 0014 图1是本发明的原理图。 0015 图2为本发明的俯视图。 0016 图3为本发明散热底板的结构示意图。 0017 图4为本发明氧化铝瓷片的结构示意图。 0018 图5为本发明氧化铝瓷片的侧视图。 0019 图6为本发明金属环的结构示意图。 0020 图7为本发明金属环的侧视图。 0021 图8为。
13、本发明塑料环的结构示意图。 0022 图9为本发明塑料环的侧视图。 0023 图10为本发明阴极引线片的结构示意图。 0024 图11为本发明阴极引线片的侧视图。 0025 图12为本发明阴极引线片的俯视图。 0026 图13为本发明阳极引线片的结构示意图。 0027 图14为本发明阳极引线片的侧视图。 0028 图15为本发明阳极引线片的俯视图。 0029 图16为本发明门极引线片的结构示意图。 0030 图17为本发明门极引线片的侧视图。 0031 图18为本发明门极引线片的俯视图。 0032 图19为本发明定位板的结构示意图。 0033 图20为本发明的装配过程图。 0034 其中：1、。
14、散热底板，2、可控硅片，3、方形压槽，4、氧化铝瓷片，5、金属环，6、门极引 说 明 书CN 102280427 A CN 102280432 A 3/3页 5 线片，7、阳极引线片，8、阴极引线片，9、塑料环，10、台阶口子，11、定位板，12、定位销，13、烧 结模具，14、引线膜，15、软胶体灌封料层，16、环氧树脂灌封料层。 具体实施方式 0035 如图1-20所示，本发明的一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构，包括散热 底板1、可控硅芯片2、门极引线片6、阳极引线片7和阴极引线片8，所述散热底板1与可控 硅芯片2之间固定有氧化铝瓷片4，氧化铝瓷片4外围的散热底板1上固定有金属环5，。
15、所 述门极引线片6、阳极引线片7和阴极引线片8底部分别与可控硅芯片2的引线膜14直接 焊接固定，所述门极引线片6、阳极引线片7和阴极引线片8外围套有塑料环9，所述塑料环 9套接固定于金属环5上，所述门极引线片6、阳极引线片7和阴极引线片8底部与可控硅 芯片2的引线膜14焊接点上覆有软胶体灌封料层15，所述软胶体灌封料层15上面覆有环 氧树脂灌封料层16，所述环氧树脂灌封料层16低于塑料环9的上沿高度，所述散热底板1 为四角呈圆弧形过渡的菱形形状，所述散热底板1为2mm厚的冷轧钢板表面镀镍而成，所述 散热底板1中部设有固定氧化铝瓷片4的方形压槽3，所述氧化铝瓷片4由质量浓度96%的 Al 2 O。
16、 3 瓷片的两面刮印并烧渗钼锰浆料后电镀镍而成，所述塑料环9由阻燃ABS塑料制成， 所述塑料环9上设有与金属环5紧密配合的台阶子口10，所述软胶体灌封料层15为硅凝胶 层。 0036 一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构的方法，包括以下步骤： a、首先将金属环5用环焊机焊到散热底板1上； b、将焊好金属环5的散热底板1放置到烧结用石墨舟上的定位销12上，用点胶头在散 热底板1上点焊膏，将氧化铝瓷片4装到散热底板1的焊膏上； c、继续用对应的点胶头在氧化铝瓷片4的镍表面上点焊膏； d、将定位板11插放在烧结模13的定位销12上，进行阳极引线片7的装配； e、取下定位板11，在阳极引线片7上继续。
17、点焊膏后完成可控硅芯片的安装； f、将定位板11穿上阴极引线片8和门极引线片6然后穿入装配好的阳极引线片7，再 套入定位销12，完成三个引线片的安装； g、将装配好的产品连同烧结模13和定位板11一起进炉烧结，烧结温度330，烧结时 间5-8分钟，保护氮气流量为每分80L； h、进行双组份硅凝胶的灌注：用大号注射器将混合好的双组份硅凝胶注入金属环9内 的可控硅芯片以及引线焊点的周围，待硅凝胶凝固后取下定位板11； i、将塑料环9插入金属环5中，再在塑料环9中进行环氧灌封料的灌注，灌注的高度低 于塑料环的上沿高度。 0037 散热底板1的面积足够大，可以有利于产品的散热，提高产品的带负载能力；采。
18、用 绝缘式结构，方便了使用者对器件的安装；芯片使用软灌封料进行灌装，减少了芯片的应 力，提高了产品的可靠性；使用引线片的装配靠模，可以将三片引线片方便、精确、可靠地固 定位置。 说 明 书CN 102280427 A CN 102280432 A 1/9页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102280427 A CN 102280432 A 2/9页 7 图2 说 明 书 附 图CN 102280427 A CN 102280432 A 3/9页 8 图3 说 明 书 附 图CN 102280427 A CN 102280432 A 4/9页 9 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102280427 A CN 102280432 A 5/9页 10 图6 图7 说 明 书 附 图CN 102280427 A CN 102280432 A 6/9页 11 图8 图9 图10 说 明 书 附 图CN 102280427 A CN 102280432 A 7/9页 12 图11 图12 图13 图14 图15 图16 说 明 书 附 图CN 102280427 A CN 102280432 A 8/9页 13 图17 图18 图19 说 明 书 附 图CN 102280427 A CN 102280432 A 9/9页 14 图20 说 明 书 附 图CN 102280427 A 。