半導體封裝的製作方法
2023-09-21 22:32:10
專利名稱：半導體封裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體封裝。
背景技術：
由於全世界能源的使用量增長，為了能源的有效利用和環境的保護，家用或工業用的功率轉換設備(如逆變器)正在被越來越多地使用。如文檔I公開的，連同逆變器的使用的增長已經受到關注的智能功率模塊(IPM)是逆變器中執行直流整流和交流轉換的重要部件，並且智能功率模塊可被應用於如冰箱、洗衣機、空調等的家用電器，如工業電機的工業電器，以及如混合動力電動汽車(HEV)等的下一代電器中。一般來說，在功率轉換過程中產生大量的熱。如果所產生的熱沒有被有效地去除，那麼包括模塊的整個系統的整體性能可能被降低，並且這些模塊可能被損壞。另外，由於組成部件的多功能和小型化在IPM中近來也是必要的因素，所以在結構上對於多功能和緊湊的改進和由於這些產生的熱的有效發散也是重要的因素。文檔IJP 1993-226575 A 1993.9.
發明內容
本發明致力於提供一種半導體封裝，該半導體封裝能夠滿足封裝組件之間的隔離距離條件並且減小模塊的尺寸。根據本發明的一個優選實施方式，提供了一種半導體封裝，該半導體封裝包括:襯底，該襯底具有第一表面和第二表面；至少一個半導體器件，該至少一個半導體器件在所述襯底的所述第一表面上形成；第一引線框架，該第一引線框架在所述襯底的所述第一表面的兩側分別形成；以及第二引線框架，該第二引線框架在所述襯底的所述第二表面的兩側分別形成，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以隔離距離基數彼此隔開。第一引線框架和第二引線框架可以分別被布置成一排多個引線框架。第一引線框架排和第二引線框架排可以基於襯底的長度方向分別被彼此平行地形成，以及第一引線框架和第二引線框架可以被彼此交替地形成。第一引線框架和第二引線框架可以以預定的爬電距離基數彼此隔開。第一引線框架和第二引線框架可以以預定的間隙距離基數彼此隔開。半導體封裝還可以包括通道，該通道穿過襯底的第一表面到襯底的第二表面。
半導體封裝還可以包括散熱板，該散熱板在襯底的第二表面上形成，該散熱板以預定的隔離距離與第二引線框架隔開。
半導體器件可以是功率裝置或控制裝置。在半導體器件包括功率裝置的情況下，襯底可以是陶瓷襯底或陽極氧化金屬襯。在半導體裝置包括控制裝置的情況下，襯底可以是印刷電路板。半導體封裝還可以包括成型部件，該成型部件用來覆蓋包括半導體器件的襯底的上部，和襯底的兩個側表面。根據本發明的一個優選實施方式，提供了一種半導體封裝，該半導體封裝包括:襯底，該襯底具有第一表面和第二表面；至少一個半導體器件，該至少一個半導體器件在所述襯底的所述第一表面上形成；第一引線框架，該第一引線框架在所述襯底的所述第一表面的兩側分別形成；第二引線框架，該第二引線框架在所述襯底的所述第二表面的兩側分別形成；以及散熱板，該散熱板在所述襯底的所述第二表面上形成，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以隔離距離基數彼此隔開。散熱板可以以預定的隔離距離與第二引線框架隔開。第一引線框架和第二引線框架可以分別被布置成一排多個引線框架。第一引線框架排和第二引線框架排可以基於襯底的長度方向分別被彼此平行地形成，以及第一引線框架和第二引線框架可以被彼此交替地形成。第一引線框架和第二引線框架可以以預定的爬電距離基數彼此隔開。第一引線框架和第二引線框架可以以預定的間隙距離基數彼此隔開。半導體封裝還可以包括通道，該通道穿過襯底的第一表面到襯底的第二表面。
圖1為示出了根據本發明優選實施方式的半導體封裝的結構的橫截面圖；圖2為具體示出了根據本發明優選實施方式的引線框架的結構的視圖；圖3和圖4為示出了根據本發明優選實施方式的引線框架的形成方法的視圖；以及圖5為示出了根據本發明優選實施方式的其中在半導體封裝上形成了散熱板的結構的視圖。
具體實施例方式通過下面參考附圖對優選實施方式的描述，本發明的各種目的、優點和特徵將會變得顯而易見。本說明書及權利要求書中所使用的術語和詞語不應被解釋為局限於一般含義或字典定義，而是應基於發明人能夠適當地定義術語的概念來最合適地描述他/她知曉的實施本發明的最好方法的規則被解釋為具有與本發明技術範圍相關的含義或概念。通過下列結合附圖的詳細說明，本發明的上述和其它目的、特徵和優點將會更清楚地得到理解。在說明書中，對全部附圖的部件添加了附圖標記，需要注意的是，相同的附圖標記表示相同的部件，即使各部件顯示於不同的附圖中。另外，由於考慮到本發明相關的現有技術的詳細描述可能會使本發明的主旨模糊，所以對該部分的詳細描述在此省略。在說明書中使用的術語，「第一」，「第二」等，能夠被用來描述各種部件，但是這些部件不局限於被解釋為說明書中使用的術語。下文中，將參考附圖對本發明的優選實施方式進行詳細描述。半導體封裝圖1為示出了根據本發明優選實施方式的半導體封裝的結構的橫截面圖；圖2為具體示出了根據本發明優選實施方式的引線框架的結構的視圖；圖3和圖4為示出了根據本發明優選實施方式的引線框架的形成方法的視圖；以及圖5為示出了根據本發明優選實施方式的其中在半導體封裝上形成了散熱板的結構的視圖。如圖1所示，半導體封裝100可以包括襯底110，該襯底110具有第一表面和第二表面，在襯底110的第一表面上形成的半導體器件121和半導體器件122,在襯底110的第一表面的兩側分別形成的第一引線框架130，以及在襯底110的第二表面的兩側分別形成的第二引線框架140。這裡，半導體器件121和半導體器件122可以包括功率裝置或控制裝置。例如，功率裝置可以包括產生大熱量的裝置，如絕緣柵雙極電晶體(IGBT)，二極體等，而控制裝置可以包括產生小熱量的裝置，如集成電路(1C)。同時，如果半導體器件121和半導體器件122是功率裝置，考慮到散熱特性，襯底110可以是陶瓷襯底或陽極氧化金屬襯底(anodized metal substrate, AMS),但並不限於此。即使半導體半導體器件121和半導體半導體器件122既包括功率裝置又包括控制裝置，考慮到散熱特性，陶瓷襯底或陽極氧化金屬襯底可以被使用。另一方面，如果半導體半導體器件121和半導體半導體器件122是控制裝置，因為襯底110產生比功率裝置小的熱量，所以印刷電路板可以被使用，但並不限於此。第一引線框架130和第二引線框架140可以根據隔離距離基數彼此隔開。更具體地，如圖3所示，第一引線框架130和第二引線框架140可以被形成使得它們以預定的間隙距離基數A彼此隔開。此外，如圖4所示，第一引線框架130和第二引線框架140可以被形成使得它們以預定的爬電距離基數B彼此隔開。如圖2所示，第一引線框架130和第二引線框架140可以分別被布置成一排多個引線框架。這裡，如圖2所示，第一引線框架130排和第二引線框架140排每個基於襯底110的長度方向分別被彼此平行地形成。第一引線框架130和第二引線框架140可以被彼此交替地形成。也就是說，如圖2所示，第一引線框架130和第二引線框架140不是彼此相對地形成，而是基於襯底110的厚度方向彼此交替地形成。原因在於隔離距離被保持以防止在半導體封裝的高壓驅動期間第一引線框架130和第二引線框架140之間發生短路。同樣，如圖2所示，第二引線框架140還可以比第一引線框架130從襯底110的側表面伸出的更遠。第一引線框架130和第二引線框架140之間的隔離距離被考慮。半導體封裝100還可以包括通道(via) 111，該通道111穿過襯底110的第一表面到襯底110的第二表面。
這裡，通道111可以執行電功能，並且還可以起到將從半導體器件121和半導體器件122產生的熱快速傳遞到襯底110的下部的作用。此外，對於半導體器件和襯底間的電功能，半導體封裝100還可以包括導線123。此外，如圖5所示，半導體封裝100還可以包括散熱板160，該散熱板160在襯底110的第二表面上形成。這裡，散熱板160可以通過預定的隔離距離與第二引線框架140隔開。更具體地，如圖5所示，散熱板160可被分成第一板161和第二板163。第一板161可以與襯底110的第二表面相接觸。這裡，第一板161可以在襯底110的第二表面的中央部分形成使得第一板161與第二引線框架140形成的區域隔開，以保持與第二引線框架140的隔離距離。這裡，考慮到包括第二引線框架140的半導體封裝和第二板163之間的隔離距離基數，第一板161的厚度基於襯底110的厚度方向被確定。換句話說，原因在於第二板163能夠通過隔離距離與第二引線框架140隔開。散熱板160由具有良好的導熱係數的金屬製成。因此，在如功率裝置的裝置在高電壓下被操作的情況下，半導體封裝(包括使用功率裝置的半導體封裝)的引線框架和散熱板之間可能發生電短路。在本發明的優選實施方式中，為了防止第二引線框架140和散熱板160之間的電短路，在設計半導體封裝和散熱板時，考慮到如工作電壓、衝擊電壓等電壓的使用，如爬電距離、間隙距離等的隔離距離被確定。這裡，由於功率裝置的工作電壓增加，需要更大的爬電距離和更大的間隙距離。同時，半導體封裝100還可以包括成型部件(molding member) 150,該成型部件150用來覆蓋包括半導體器件121和半導體器件122的襯底110的上部，以及襯底110的兩個側表面。在半導體封裝使用功率裝置或控制裝置的情況下，由於引線框架間的隔離距離(例如，爬電距離和間隙距離)的限制條件，很難減小模塊的尺寸。在本優選實施方式中，由於引線框架形成在襯底的第一表面和第二表面上，上面引用的隔離距離條件能夠被滿足而且模塊的尺寸能夠被減小。根據本發明的半導體封裝，引線框架被形成在襯底的上表面和下表面上並且因此引線框架間的隔離距離條件能夠被滿足而且模塊的尺寸能夠被減小，從而提高了應用產品的競爭力並且給予了有競爭力的生產成本。另外，由於引線框架形成在根據本發明的半導體封裝中的襯底的上表面和下表面上，引線框架的排列空間能夠被擴大，並且因此電路設計自由度能夠被提高。儘管已出於說明的目的公開了本發明的優選實施方式，但是它們僅用於具體解釋本發明，因此根據本發明的半導體封裝並不局限於此，本領域技術人員可以理解，在不脫離所附權利要求中所公開的本發明範圍及精神的情況下，各種修改、增加以及替換均是可能的。因此，任何和所有的修改、變形以及等同替換都應當認為是落入本發明的範圍內，並且本發明的具體範圍將由所附權利要求公開。
權利要求
1.一種半導體封裝，該半導體封裝包括: 襯底，該襯底具有第一表面和第二表面； 至少一個半導體器件，該至少一個半導體器件在所述襯底的所述第一表面上形成； 第一引線框架，所述第一引線框架在所述襯底的所述第一表面的兩側分別形成；以及 第二引線框架，所述第二引線框架在所述襯底的所述第二表面的兩側分別形成， 其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以隔離距離基數彼此隔開。
2.根據權利要求1所述的半導體封裝，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架分別被布置成一排多個引線框架。
3.根據權利要求2所述的半導體封裝，其中，第一引線框架排和第二引線框架排基於所述襯底的長度方向分別被彼此平行地形成，並且所述第一引線框架和所述第二引線框架被彼此交替地形成。
4.根據權利I所述的半導體封裝，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以預定的爬電距離基數彼此隔開。
5.根據權利I所述的半導體封裝，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以預定的間隙距離基數彼此隔開。
6.根據權利I所述的半導體 封裝，該半導體封裝還包括通道，該通道穿過所述襯底的所述第一表面到所述襯底的所述第二表面。
7.根據權利I所述的半導體封裝，該半導體封裝還包括散熱板，該散熱板在所述襯底的所述第二表面上形成，該散熱板以預定的隔離距離與所述第二引線框架隔開。
8.根據權利要求1所述的半導體封裝，其中，所述半導體器件是功率裝置或者控制裝置。
9.根據權利要求1所述的半導體封裝，其中，在所述半導體器件包括所述功率裝置的情況下，所述襯底是陶瓷襯底或陽極氧化金屬襯底。
10.根據權利要求1所述的半導體封裝，其中，在所述半導體器件包括所述控制裝置的情況下，所述襯底是印刷電路板。
11.根據權利要求1所述的半導體封裝，該半導體封裝還包括成型部件，該成型部件覆蓋包括所述半導體器件的所述襯底的上部以及所述襯底的兩個側表面。
12.一種半導體封裝，該半導體封裝包括: 襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面； 至少一個半導體器件，該至少一個半導體器件在所述襯底的所述第一表面上形成； 第一引線框架，所述第一引線框架在所述襯底的所述第一表面的兩側分別形成； 第二引線框架，所述第二引線框架在所述襯底的所述第二表面的兩側分別形成；以及 散熱板，該散熱板在所述襯底的所述第二表面上形成， 其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以隔離距離基數彼此隔開。
13.根據權利要求12所述的半導體封裝，其中，所述散熱板以預定的隔離距離與所述第二引線框架隔開。
14.根據權利要求12所述的半導體封裝，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架分別被布置成一排多個引線框架。
15.根據權利要求14所述的半導體封裝，其中，第一引線框架排和第二引線框架排基於所述襯底的長度方向分別被彼此平行地形成，並且所述第一引線框架和所述第二引線框架被彼此交替地形成。
16.根據權利要求12所述的半導體封裝，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以預定的爬電距離基數彼此隔開。
17.根據權利要求12所述的半導體封裝，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以預定的間隙距離基數彼此隔開。
18.根據權利要求12所述的半導體封裝，該半導體封裝還包括通道，該通道穿過所述襯底的所述第一表面到所述 襯底的所述第二表面。
全文摘要
這裡公開了一種半導體封裝，該半導體封裝包括襯底，該襯底具有第一表面和第二表面；至少一個半導體器件，該半導體器件在所述襯底的所述第一表面上形成；第一引線框架，該第一引線框架在所述襯底的所述第一表面的兩側分別形成；以及第二引線框架，該第二引線框架在所述襯底的所述第二表面的兩側分別形成，其中，所述第一引線框架和所述第二引線框架以隔離距離基數彼此隔開。
文檔編號H01L23/495GK103094237SQ20111045562
公開日2013年5月8日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年10月28日
發明者林昶賢, 許暢宰, 李榮基, 樸成根 申請人:三星電機株式會社