功率器件及其制备方法与流程

1.本技术属于封装技术领域，具体涉及一种功率器件及其制备方法。


背景技术：

2.分立器件的封装技术已经发展多年，低导通损耗、良好的散热性能、良好的电性能和高可靠性一直是其发展的方向。在封装体内部互连工艺技术方面，分立器件中的电极一般采用粗铝线键合工艺实现电连接。
3.但是，在粗铝线键合过程中，需要对焊点施加超声与压力，容易造成分立器件损伤；且键合工序作为整个封装流程中最耗时间的工序，其严重影响了产品的封装效率。


技术实现要素：

4.本技术提供一种功率器件及其制备方法，以提高封装效率且提高功率器件的稳定性。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种功率器件，包括：基岛，包括承载面，所述承载面上设置有第一凹槽；第一分立器件，固定设置于所述承载面上，且所述第一分立器件在所述承载面上的正投影位于所述第一凹槽外部，所述第一分立器件背离所述承载面一侧包括第一电极；引线单元，包括第一引脚和第一支撑件；所述第一引脚位于所述第一分立器件背离所述承载面一侧，且所述第一引脚在所述第一分立器件上的正投影覆盖至少部分所述第一电极，所述第一引脚与对应位置处的所述第一电极通过焊料电连接；所述第一支撑件的一端插置于所述第一凹槽内，并与所述第一凹槽固定连接。
6.其中，所述基岛具有导电性，所述第一分立器件面向所述承载面一侧包括第二电极；其中，所述引线单元包括第二引脚，所述第二引脚形成所述第一支撑件，所述第二引脚通过所述基岛与所述第二电极电连接。
7.其中，所述第一支撑件包括依次相互连接的第一端子部、第一连接部和第一支撑部；所述第一端子部位于所述第一分立器件背离所述承载面一侧，所述第一支撑部插置于所述第一凹槽内；所述第一引脚包括依次相互连接的第二端子部和第二连接部，所述第二连接部与所述第一电极电连接；其中，所述第一端子部和所述第二端子部位于同一水平面上。
8.其中，所述第一分立器件背离所述承载面一侧还包括第三电极，所述引线单元还包括第三引脚，所述第三引脚通过导电线与所述第三电极电连接；其中，所述第一引脚、所述第二引脚和所述第三引脚并排设置，且所述第二引脚位于所述第一引脚和所述第三引脚之间。
9.其中，所述功率器件还包括：第二分立器件，固定设置于所述承载面上，且所述第二分立器件在所述承载面上的正投影位于所述第一凹槽外部，所述第二分立器件背离所述承载面一侧包括第四电极，所述第二分立器件面向所述承载面一侧包括第五电极；其中，所述第一引脚在所述第二分立器件上的正投影覆盖至少部分所述第四电极，所述第一引脚与
对应位置处的所述第四电极通过焊料电连接；所述第二引脚通过所述基岛与所述第五电极电连接。
10.其中，所述第一分立器件和所述第二分立器件之间具有间隙，所述第一引脚对应所述间隙的位置形成远离所述承载面的凸起。
11.其中，所述第一支撑件插置于所述第一凹槽内的端部上设置有至少一个第一通孔；和/或，所述第一引脚与所述第一电极和所述第四电极电连接的位置设置有至少一个第二通孔。
12.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种功率器件的制备方法，包括：提供设置有多个承载槽的底座，并将多个基岛分别设置于多个所述承载槽中；其中，所述基岛包括承载面，所述承载面背离所述承载槽的底面设置，且所述承载面上设置有第一凹槽；在多个所述基岛的所述承载面上分别贴装第一分立器件；其中，所述第一分立器件在所述承载面上的正投影位于所述第一凹槽外部，且所述第一分立器件背离所述承载面一侧包括第一电极；在所述多个基岛的所述承载面一侧设置引线框架；其中，所述引线框架包括多个引线单元，一个所述引线单元与一个所述基岛对应；每个所述引线单元包括第一引脚和第一支撑件；所述第一引脚在所述第一分立器件上的正投影覆盖至少部分所述第一电极，所述第一引脚与对应位置处的所述第一电极通过焊料电连接；所述第一支撑件的一端插置于所述第一凹槽内，并与所述第一凹槽固定连接；去除所述底座，并对所述引线框架进行切割，以获得包含单个所述引线单元和所述基岛的功率器件。
13.其中，所述在所述承载面一侧设置引线框架的步骤，包括：在所述第一凹槽内和所述第一电极背离所述承载面一侧设置焊料；将所述第一支撑件的一端插置于所述第一凹槽内，并使所述第一引脚与所述第一电极表面的焊料接触；向正投影位于所述第一分立器件外部的所述引线框架施压应力，并使所述焊料高温回流。
14.其中，所述基岛的所述承载面上还设置有至少一个第二凹槽，且所述第一凹槽和所述第二凹槽相对设置；所述引线单元对应所述第二凹槽的位置设置有第二支撑件，且所述第二支撑件的一端插置于所述第二凹槽内；所述对所述引线框架进行切割时，将所述第二凹槽和所述第二支撑件一并切割去除。
15.区别于现有技术情况，本技术的有益效果是：一方面，本技术所提供的功率器件中承载第一分立器件的基岛上设置有第一凹槽，引线单元中的第一支撑件的一端插置于第一凹槽内，并与第一凹槽固定连接。该设计方式可以使得封装过程中引线单元与第一分立器件的位置保持相对固定，引线单元中的第一引脚与第一分立器件表面的第一电极之间结合更为紧密，功率器件的电气稳定性更高；另一方面，本技术所提供的功率器件中第一引脚会延伸至第一电极位置处，并与第一电极之间直接通过焊料电连接，而无需采用铝线键合工艺实现电连接，其不仅可以有效降低封装的寄生参数，提高电流导通量；而且可以避免键合工艺对第一分立器件造成的损伤，避免键合工艺焊点脱落的问题；其还可以节约铝线键合的时间，有利于提升产品封装的单位小时产能，即提高封装效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
17.图1为本技术功率器件一实施方式的结构示意图；
18.图2为图1中功率器件一实施方式的俯视示意图；
19.图3a为图1中第一支撑件一实施方式的结构示意图；
20.图3b为图1中第一引脚一实施方式的结构示意图；
21.图4为本技术功率器件另一实施方式的结构示意图；
22.图5为本技术功率器件的制备方法一实施方式的流程示意图；
23.图6为图5中步骤s101对应的一实施方式的结构示意图；
24.图7a为图5中步骤s102对应的一实施方式的结构示意图；
25.图7b为基岛一实施方式的俯视示意图；
26.图8为图5中步骤s103对应的一实施方式的结构示意图；
27.图9a为引线框架一实施方式的结构示意图；
28.图9b为图5中步骤s104对应的一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
30.请参阅图1和图2，图1为本技术功率器件一实施方式的结构示意图，图2为图1中功率器件一实施方式的俯视示意图，该功率器件具体包括：基岛10、第一分立器件12和引线单元14。
31.具体地，基岛10包括承载面100，且承载面100上设置有第一凹槽1000(图2中未示意)，该第一凹槽1000非贯通基岛10。第一分立器件12固定设置于承载面100上，且第一分立器件12在承载面100上的正投影位于第一凹槽1000外部，第一分立器件12背离承载面100一侧包括第一电极(图未示)。可选地，第一分立器件12可以为三极管，其可包括源极、漏极和栅极，此时第一电极可以为源极。引线单元14包括第一引脚140和第一支撑件142；第一引脚140位于第一分立器件12背离承载面100一侧，且第一引脚140在第一分立器件12上的正投影覆盖至少部分第一电极，第一引脚140与对应位置处的第一电极通过焊料电连接。第一支撑件142的一端插置于第一凹槽1000内，并与第一凹槽1000固定连接。可选地，引线单元14整体的材质可以为铜等。
32.一方面，本技术所提供的功率器件中承载第一分立器件12的基岛10上设置有第一凹槽1000，引线单元14中的第一支撑件142的一端插置于第一凹槽1000内，并与第一凹槽1000固定连接。该设计方式可以使得封装过程中引线单元14与第一分立器件12的位置保持相对固定，引线单元14中的第一引脚140与第一分立器件12表面的第一电极之间结合更为紧密，功率器件的电气稳定性更高。另一方面，本技术所提供的功率器件中第一引脚140会延伸至第一电极位置处，并与第一电极之间直接通过焊料电连接，而无需采用铝线键合工艺实现电连接，其不仅可以有效降低封装的寄生参数，提高电流导通量；而且可以避免键合
工艺对第一分立器件12造成的损伤，避免键合工艺焊点脱落的问题；其还可以节约铝线键合的时间，有利于提升产品封装的单位小时产能，即提高封装效率。
33.在一个实施方式中，基岛10具有导电性；例如，该基岛10的材质为铜。第一分立器件12面向承载面100一侧包括第二电极(图未示)；其中，引线单元14包括第二引脚146，第二引脚146形成第一支撑件142，第二引脚146通过基岛10与第二电极电连接。即在本实施例中，第一支撑件142兼具导通第二电极的作用，以降低功率器件的封装体积。可选地，当第一分立器件12为三极管时，第二电极可以为漏极。
34.在又一个实施方式中，为了示意清楚，将图1中第一引脚和第一支撑件进行单独示意。请参阅图3a，图3a为图1中第一支撑件一实施方式的结构示意图。第一支撑件142包括依次相互连接的第一端子部1420、第一连接部1422和第一支撑部1424；第一端子部1420位于第一分立器件12背离承载面100一侧，第一支撑部1424插置于第一凹槽1000内。可选地，第一端子部1420和第一支撑部1424处于不同垂直高度但相互平行设置。此时通过直线型或弯曲型第一连接部1422可以将第一端子部1420和第一支撑部1424电连接。请参阅图3b，图3b为图1中第一引脚一实施方式的结构示意图。第一引脚140包括依次相互连接的第二端子部1400和第二连接部1402，第二连接部1402与第一分立器件12的第一电极电连接；其中，第一端子部1420和第二端子部1400可以位于同一水平面上。当该功率器件需要与外界电子装置电连接时，可以通过将第一端子部1420和第二端子部1400插置于外界电子装置相应的接口中实现。上述设计方式可以降低功率器件与外界电子装置电连接时的难度。
35.进一步，请再次参阅图2，当第一分立器件12为三极管时，第一分立器件12背离承载面100一侧还包括第三电极(未标示)，引线单元14还包括第三引脚144，第三引脚144通过导电线与第三电极电连接。可选地，该第三电极可以为栅极。该设计方式可以有效降低功率器件的封装体积。另一可选地，如图2所示，第一引脚140、第二引脚146和第三引脚144并排设置，且第二引脚146位于第一引脚140和第三引脚144之间。上述设计方式不仅可以降低功率器件与外界电子装置电连接时的难度，且由于第二引脚146兼具支撑固定作用，其位于第一引脚140和第三引脚144之间的设计方式可以提高功率器件的稳定性。较佳地，第三引脚144可以包括与第一端子部1420和第二端子部1400位于同一水平面上的第三端子部(未标示)。
36.一般而言，一个功率器件中可能包含不止一个分立器件，例如，如图1和图2中所示，功率器件还包括第二分立器件16，固定设置于承载面100上，且第二分立器件16在承载面100上的正投影位于第一凹槽1000外部，第二分立器件16背离承载面100一侧包括第四电极(图未示)，第二分立器件16面向承载面100一侧包括第五电极；其中，第一引脚140在第二分立器件16上的正投影覆盖至少部分第四电极，第一引脚140与对应位置处的第四电极通过焊料电连接；第二引脚146通过基岛10与第五电极电连接。即在本实施例中，第二分立器件16为二极管，第二分立器件16中的一个电极与第一分立器件12中的一个电极与同一第一引脚140电连接。上述功率器件中的电连接方式较为简单，且工艺易于实现。
37.可选地，如图1中所示，第一分立器件12和第二分立器件16之间具有间隙d，第一引脚140对应间隙d的位置形成远离承载面的凸起1404。在将引线单元14与第一分立器件12和第二分立器件16回流固定过程中，可以在凸起1404的位置施加一定的压力，以在不损伤第一分立器件12和第二分立器件16的前提下，使得引线单元14与第一分立器件12和第二分立
前进16之间的结合力增大。
38.另一可选地，如图2所示，第一支撑件142插置于第一凹槽内1000的端部上设置有至少一个第一通孔p1，该第一通孔p1有利于排气和增强结合力。可选地，该第一通孔p1可以为圆孔或其他形状的孔，本技术对此不作限定。与之类似的，第一引脚140与第一分立器件12的第一电极和第二分立器件16的第四电极电连接的位置设置有至少一个第二通孔p2。该第二通孔p2同样有利于排气和增强结合力。
39.此外，一般而言，为了保护功率器件内部的电连接结构，请参阅图4，图4为本技术功率器件另一实施方式的结构示意图。该功率器件在图1中基础上还可以包括塑封层18。塑封层18可以覆盖基岛10的承载面100上的第一分立器件12、第二分立器件16以及部分引线单元14。可选地，在本实施例中，除了图3a中提及的第一支撑件142的第一端子部1420、图3b中第一引脚140的第二端子部1400以及图2中第三引脚144的第三端子部外，其余引线单元14均位于塑封层18内。
40.下面从制备方法的角度对上述几个实施例中的功率器件作进一步说明。请参阅图5，图5为本技术功率器件的制备方法一实施方式的流程示意图，该制备方法包括：
41.s101：提供设置有多个承载槽200的底座20。
42.具体地，请参阅图6，图6为图5中步骤s101对应的一实施方式的结构示意图。该底座20的材质可以为金属或其他硬质材料，且承载槽200非贯通底座20。
43.s102：将多个基岛10分别设置于多个承载槽200中；其中，基岛10包括承载面100，承载面100背离承载槽200的底面设置，且承载面100上设置有第一凹槽1000。
44.具体地，请参阅图7a，图7a为图5中步骤s102对应的一实施方式的结构示意图，且图7a中仅示意画出一个承载槽200和对应的基岛10。可选地，承载槽200的形状可以与基岛10的形状匹配，承载槽200的深度与基岛10的厚度相同。该设计方式可以使得基岛10的承载面100可以与周围的底座20的表面齐平，以便于后续贴装第一分立器件和第二分立器件。
45.此外，请参阅图7b，图7b为基岛一实施方式的俯视示意图。基岛10的承载面100上除了设置有第一凹槽1000之外，还可设置有至少一个第二凹槽1002，且第一凹槽1000和第二凹槽1002相对设置。可选地，第二凹槽1002的个数为两个，且两个第二凹槽1002关于基岛10的中轴线l1呈轴对称设置，第一凹槽1000也可关于基岛10的中轴线l1呈对称设置。
46.s103：在多个基岛10的承载面100上分别贴装第一分立器件12；其中，第一分立器件12在承载面100上的正投影位于第一凹槽1000外部，且第一分立器件12背离承载面100一侧包括第一电极(未标示)。
47.具体地，请参阅图8，图8为图5中步骤s103对应的一实施方式的结构示意图。在本实施例中，基岛10的承载面100上除了可以贴装第一分立器件12之外，还可以贴装第二分立器件16。进一步，上述步骤s103的实现过程可以为：在多个基岛10的承载面100一侧设置钢网，钢网对应承载面100上需要贴装第一分立器件12和第二分立器件16的位置设置有开口；在开口内形成焊料(例如，锡膏等)；去除钢网；在焊料位置贴装第一分立器件12和第二分立器件16。即本技术中采用smt方式贴装第一分立器件12和第二分立器件16，可以有效控制贴片时焊料溢出问题，提高功率器件的可靠性。
48.s104：在多个基岛10的承载面100一侧设置引线框架22；其中，引线框架22包括多个引线单元14，一个引线单元14与一个基岛10对应；每个引线单元14包括第一引脚140和第
一支撑件142；第一引脚140在第一分立器件12上的正投影覆盖至少部分第一电极，第一引脚140与对应位置处的第一电极通过焊料电连接；第一支撑件142的一端插置于第一凹槽1000内，并与第一凹槽1000固定连接。
49.具体地，请参阅图9a和图9b，图9a为引线框架一实施方式的结构示意图，图9b为图5中步骤s104对应的一实施方式的结构示意图，且为了示意清楚，图9b中将各个元件的填充格式去除。
50.当基岛10的结构如图7b中所示时，引线单元14除了设置有第一支撑件142以外，还设置有第二支撑件148，第二支撑件148的位置与第二凹槽1002的位置对应，且经过步骤s104之后，如图9b所示，第二支撑件148的一端插置于第二凹槽1002内，以使得引线框架22与基岛10之间的结合力更强。此外，与第一引脚140类似的，第二支撑件148上设置有至少一个第三通孔(未标示)，以有利于排气和增强结合力。
51.可选地，上述步骤s104的具体实现过程可以为：
52.a、在第一凹槽1000内和第一分立器件12的第一电极背离承载面100一侧设置焊料。可选地，当基岛10上设置有第二凹槽1002和第二分立器件16时，在上述步骤a进行的同时，还可在第二凹槽1002和第二分立器件16背离承载面100一侧的第四电极上设置焊料。
53.b、将第一支撑件142的一端插置于第一凹槽1000内，并使第一引脚140与第一电极表面的焊料接触。可选地，当基岛10上设置有第二凹槽1002和第二分立器件16时，在上述步骤b进行的同时将第二支撑件148的一端插置于第二凹槽1002内，并使第一引脚140与第四电极表面的焊料接触。
54.c、向正投影位于第一分立器件12外部的引线框架22施压应力，并使焊料高温回流。可选地，如图1中所示，可以在第一引脚140的凸部1404处施加应力，以使得引线框架22上的第一支撑件142与第一凹槽1000的结合更为紧密、第二支撑件148与第二凹槽1002的结合更为紧密、第一分立器件12和第二分立器件16与第一引脚140的结合更为紧密。
55.s105：去除底座，并对引线框架22进行切割，以获得包含单个引线单元14和基岛10的功率器件。
56.具体地，在对引线框架22进行切割之前，还可以包括塑封、电镀、打印等常规流程；且在对引线框架22进行切割时，可以将第二凹槽1002和第二支撑件148一并切割去除，最终可以形成如图4中所示结构。
57.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。