本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片封裝，特別涉及一種芯片的dfn雙面散熱封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。

背景技術(shù)：

1、對(duì)于半導(dǎo)體功率芯片，通常會(huì)采用dfn雙面散熱封裝的方式將芯片進(jìn)行封裝，再安裝在pcb電路板上使用，再在器件正面或pcb背面安裝散熱器，現(xiàn)有的常規(guī)dfn雙面散熱封裝方式是將芯片正裝，也就是將芯片的正面朝上、背面朝下安裝，例如對(duì)于mos芯片而言（如圖1和圖2中所示），正裝即為將mos芯片上電極較多的一面朝上，也就是將設(shè)在mos芯片正面g極和s極朝上，將mos芯片上電極較少的一面朝下，也就是將設(shè)在mos芯片背面的d極朝下，由于這種正裝的方式使得器件正面散熱主要依靠正面s極上金屬片的導(dǎo)熱作用，由于芯片正面多個(gè)電極及終端的干擾，使得芯片正面與上方銅片的接觸區(qū)域（即圖1中①所示區(qū)域）小于芯片正面的表面積（即圖1中②所示區(qū)域），在芯片工作過(guò)程中發(fā)熱量較大的情況下，芯片的散熱性能會(huì)受限于其上表面有限的散熱面積而無(wú)法達(dá)到良好的散熱效果；另外，芯片正裝由于需要使芯片上的銅片和lead管腳連接，銅片的一部分需要埋設(shè)在外側(cè)的塑封料4中達(dá)到鎖模、防止水汽入侵的作用，使得露出封裝結(jié)構(gòu)上表面的銅片面積（即圖2中的s極散熱區(qū)6）進(jìn)一步受限并且銅片需制作形成為與芯片正面焊盤(pán)布局匹配的異形結(jié)構(gòu)，因此在受到以上兩個(gè)因素共同作用下，芯片正裝后封裝結(jié)構(gòu)上表面的散熱面積（即圖2中的s極散熱區(qū)6）在封裝結(jié)構(gòu)總的上表面積（即圖2中的s極散熱區(qū)6+塑封料4的區(qū)域）的占比較低，使得散熱效果不良，并且異形結(jié)構(gòu)的銅片的制造成本高、裝配效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中芯片正裝依靠芯片上表面的s極銅片散熱時(shí)，由于s極銅片需與lead管腳連接使得一部分埋設(shè)在塑封料中，且需避免對(duì)g極與芯片終端造成干擾使得散熱面積小于芯片上表面積進(jìn)而使得散熱效果不佳的技術(shù)問(wèn)題，提供一種芯片的dfn雙面散熱封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種芯片的dfn雙面散熱封裝結(jié)構(gòu)，包括引線框架和散熱基板組件，所述引線框架設(shè)有若干凸臺(tái)，所述若干凸臺(tái)能夠與所述芯片電極數(shù)較多的一面的電極對(duì)應(yīng)連接，所述引線框架還設(shè)有能夠與所述芯片的電極連接的管腳連接件，所述散熱基板組件安裝在所述引線框架設(shè)有所述凸臺(tái)的一側(cè)，所述芯片能夠安裝在所述散熱基板組件和引線框架之間并使所述芯片的背面與所述散熱基板組件貼合。

3、現(xiàn)有技術(shù)中將芯片正裝，也就是使芯片的正面（即電極較多的一面）朝上，例如對(duì)于mos芯片，由于芯片的正面同時(shí)設(shè)有s極和g極且g極幾乎無(wú)法散熱，正面散熱時(shí)只能依靠芯片正面的s極銅片散熱，另外s極銅片需與lead管腳連接使得一部分埋設(shè)在塑封料中并且需避免對(duì)g極與芯片終端造成干擾使得芯片正面的有效散熱面積始終小于芯片上表面積，而芯片背面只有d極，其散熱面積可等同于芯片的背面面積，由于芯片背面朝下，其下方為導(dǎo)熱性差的pcb電路板，通過(guò)pcb電路板散熱的效果不好。因此本技術(shù)通過(guò)將芯片倒裝的方式可以使芯片只有一個(gè)電極或沒(méi)有電極的一面（背面）朝上設(shè)置，將散熱基板組件直接貼合覆蓋在整個(gè)芯片的背面，也就是說(shuō)，本技術(shù)將整個(gè)芯片的背面的面積作為芯片的散熱面積進(jìn)行熱傳導(dǎo)，散熱面積相比正面的有效散熱面積更大，散熱方向避開(kāi)了導(dǎo)熱性差的pcb電路板，可有效提升散熱面積，增強(qiáng)散熱效果。

4、優(yōu)選地，所述管腳連接件的高度高于若干所述凸臺(tái)的高度，且所述管腳連接件與若干所述凸臺(tái)之間的高度差為所述芯片的厚度，所述散熱基板組件與所述管腳連接件貼合連接。

5、對(duì)于垂直器件芯片的封裝，例如si?mos、sic?mos、si?igbt、sicigbt等芯片，芯片的背面上有一個(gè)電極（如d極），芯片的正面上有兩個(gè)電極（如g極和s極），散熱基板組件的面積可大于芯片的面積，可將散熱基板組件同時(shí)貼合在芯片和管腳連接件（相當(dāng)于lead管腳）上，也就是說(shuō)，芯片的背面的高度與管腳連接件的上表面的高度一致，可通過(guò)將散熱基板組件的下表面將芯片與管腳連接件電連接，同時(shí)使散熱基板組件的上表面完全在封裝結(jié)構(gòu)的上部露出，避免了現(xiàn)有技術(shù)將銅片的側(cè)面與lead管腳電連接從而必須將銅片的一部分埋設(shè)在塑封料中導(dǎo)致散熱面積減小，可進(jìn)一步提升散熱面積和散熱效果。

6、優(yōu)選地，所述管腳連接件的高度與若干所述凸臺(tái)的高度一致，所述芯片電極較多的一面能夠同時(shí)與所述管腳連接件和若干所述凸臺(tái)貼合。

7、對(duì)于平面器件芯片的封裝，例如gan?hemt等芯片，芯片的三個(gè)電極（如d極、g極和s極）全部設(shè)置在芯片的正面，芯片的背面無(wú)電極，可將管腳連接件的上表面的高度與凸臺(tái)的高度設(shè)為同一高度，可將芯片的正面同時(shí)覆蓋貼合在管腳連接件和凸臺(tái)上，使芯片正面的三個(gè)電極分別與管腳連接件和凸臺(tái)電連接，也就是說(shuō)，芯片的背面不需要電導(dǎo)通，覆蓋在芯片背面的散熱基板組件也無(wú)需和lead管腳電連接，可使散熱基板組件的上表面完全在封裝結(jié)構(gòu)的上部露出，進(jìn)而可進(jìn)一步提升散熱面積和散熱效果。

8、優(yōu)選地，所述凸臺(tái)和管腳連接件的上表面均涂覆有焊料。

9、芯片和凸臺(tái)、芯片或散熱基板組件與管腳連接件的連接通常采用焊接的方式，在凸臺(tái)和管腳連接件上涂覆焊料可提升焊接性能以及封裝后整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

10、優(yōu)選地，所述散熱基板組件包括能夠與所述芯片的背面貼合的第一散熱基板，所述第一散熱基板為導(dǎo)體。

11、對(duì)于垂直器件芯片的封裝，芯片的背面上有一個(gè)電極，需要通過(guò)導(dǎo)體進(jìn)行電導(dǎo)通，因此需要第一散熱基板同時(shí)具有導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能；對(duì)于平面器件芯片的封裝，芯片的背面無(wú)電極，因此可選擇第一散熱基板僅具備導(dǎo)熱性能或同時(shí)具有導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。

12、優(yōu)選地，所述散熱基板組件還包括設(shè)置在所述第一散熱基板之上的第二散熱基板，所述第二散熱基板為絕緣材料。

13、為避免安裝在散熱基板組件上方的散熱器帶電，可在作為導(dǎo)體的第一散熱基板之上設(shè)置絕緣材料的第二散熱基板，可使第二散熱基板在導(dǎo)熱的同時(shí)不導(dǎo)電，可使散熱基板組件具備散熱性能的同時(shí)避免將電導(dǎo)通至上方的散熱器。

14、優(yōu)選地，所述第二散熱基板為陶瓷基板。

15、可將第二散熱基板優(yōu)選為陶瓷基板，使其具有良好的導(dǎo)熱及絕緣性能。

16、優(yōu)選地，所述散熱基板組件還包括設(shè)置在所述第二散熱基板之上的第三散熱基板，所述第三散熱基板為導(dǎo)體。

17、可在第二散熱基板之上設(shè)置作為導(dǎo)體的第三散熱基板，可使第三散熱基板作為散熱基板組件的最上層進(jìn)行封裝。

18、優(yōu)選地，所述引線框架的四周布設(shè)有若干管腳。

19、在引線框架的周?chē)O(shè)置管腳可將芯片與下方的pcb板進(jìn)行電連接，可實(shí)現(xiàn)芯片與pcb板的電導(dǎo)通。

20、在第二方面，本發(fā)明提供一種芯片的dfn封裝方法，采用如上所述的芯片的dfn雙面散熱封裝結(jié)構(gòu)，包括：s1：在凸臺(tái)上涂覆焊料，將所述芯片正面的電極與所述凸臺(tái)對(duì)應(yīng)貼合，將所述芯片焊接在所述凸臺(tái)上；s2：在所述芯片的背面涂覆焊料，將所述散熱基板組件貼合在所述芯片的背面，將所述散熱基板組件焊接在所述芯片和引線框架上。

21、采用基于上述封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法可將芯片倒裝，使芯片只有一個(gè)電極或沒(méi)有電極的一面朝上，可將散熱基板組件直接貼合覆蓋在整個(gè)芯片的背面，也就是說(shuō)，可以將整個(gè)芯片的背面的面積作為芯片的散熱面積進(jìn)行熱傳導(dǎo)，可有效提升散熱面積，增強(qiáng)散熱效果。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

23、本發(fā)明提供一種芯片的dfn雙面散熱封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法，采用將芯片倒裝的方式可以使芯片只有一個(gè)電極或沒(méi)有電極的一面朝上，可將散熱基板組件直接貼合覆蓋在整個(gè)芯片的背面，也就是說(shuō)，可以將整個(gè)芯片的背面的面積作為芯片的散熱面積進(jìn)行熱傳導(dǎo)，可有效提升散熱面積，增強(qiáng)散熱效果，散熱基板組件可制造形成為規(guī)則形狀，可降低制造成本，提升封裝效率。散熱基板可以采用電絕緣材質(zhì)，實(shí)現(xiàn)器件頂部散熱區(qū)域與外界電絕緣。