[发明专利]双面散热的MOSFET封装结构及其制造方法

说明书

涉及一种双面散热的MOSFET封装结构及其制造方法，结构包括芯片主体、第一散热载片、封装胶体及第二散热载片。芯片主体翻转并接合于第一散热载片上，芯片主体的源极垫与柵极垫分别导通到第一散热载片的源极岛与柵极岛;封装胶体形成在第一散热载片上;封装胶体开设有连通到漏极层的第一限位孔以及在漏极层以外的第二限位孔,连通到第一散热载片的漏极岛;第二散热载片翻转并贴合在封装胶体上，第二散热载片的第一漏极柱插接于第一限位孔，以导通漏极层与第二散热载片，第二漏极柱插接于第二限位孔，以导通第二散热载片与第一散热载片的漏极岛。本发明的双面散热MOSFET封装结构具有器件双面的热容量高、在瞬间大功率的冲击下温升低和芯片内晶体管不容易过热烧毁的效果。

本发明的优先权基础包括：申请号202110770519.8、申请日2021.07.07、专利名称为“双面散热的MOSFET封装结构及其制造方法”的发明申请案。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件的封装技术领域，尤其是涉及一种双面散热的MOSFET封装结构及其制造方法。

背景技术

MOSFET为金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor）的简称,是一种广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。MOSFET芯片的封装如同一般半导体封装的需求,希望封装体积越小越好,即芯片在封装尺寸中的面积占比越大越好,当芯片封装占比达到0.64以上(封装长宽各在芯片长宽的1.2倍以内)可称之为芯片尺寸封装(CSP)。当封装体积越小,则散热问题就是直面需要马上解决的,功率半导体器件的容易发热的问题更是需要时时考虑的要素。在已有的现有技术中,有人提出了双面散热的MOSFET封装结构或一些增强散热的设计方法。

中国发明专利公开号CN108288607A公开了一种增强散热的Power MOSFET及其设计方法。在MOSFET芯片封装的结构设计上,包括芯片和引线，引线从芯片中引出，PowerMOSFET的正面表面上设置有Source极的焊盘，Power MOSFET的底面设置有Drain极的焊盘，引线分别从芯片引出后电连接至Source极和Drain极的焊盘,即从Power MOSFET的芯片中引出引线连接至Source极焊盘。Power MOSFET正面Source极的焊盘面积与底面Drain极的焊盘面积大小相适配。然而现有技术若采用该专利相关技术中,引线是以打线工艺形成,打线的銲针只能接合在朝上一致方向的接点,当Power MOSFET的底面设置于Drain极的焊盘,位于Power MOSFET的正面表面上设置的Source极的焊盘上表面位于封装的顶面,Source极的焊盘下表面位于封装内侧且朝下面对MOSFET芯片,MOSFET芯片的打线焊盘与Source极的焊盘不是一致朝上,引线在打线接合上存在接合困难,目前封装工艺中并没有銲针接合时能180度转向銲针接合方向的设计;此外,引线是作为电讯号的传导,其过细的线径不利于导散热,故封装表面有双面散热的形态,封装内部却缺乏足够良好的导热机制,只能依靠原本导热能力有限的环氧树脂层进行封装内部的导热。进一步研究发现,打线(wire bond)形成引线的MOSFET芯片封装的电阻通常在0.3mR以上。