一种功率芯片封装结构及其制备方法、印制电路板组件与流程

本发明涉及芯片封装，特别涉及一种功率芯片封装结构及其制备方法、印制电路板组件。

背景技术：

1、功率半导体器件是电子元器件的一种，特别设计用于处理高电压、大电流的电能转换和控制，是电力电子技术的核心部件。它们在现代电子系统中扮演着至关重要的角色，广泛应用于各种领域，包括但不限于工业控制、消费电子、新能源（如太阳能和风能）、电动汽车、牵引系统、电源管理和转换（如ac/dc、dc/dc转换器）、照明控制以及航空航天等。

2、现有技术中的功率器件的封装多采用引线键合的方式实现芯片互联，这种封装方式由于存在引线框架，使得功率器件的体积较大，集成度较低的同时，严重影响了功率器件的散热。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种功率芯片封装结构及其制备方法、印制电路板组件，以解决现有技术中的功率器件的封装由于存在引线框架，使得功率器件的体积较大，集成度较低同时严重影响功率器件的散热的问题。

2、第一方面，本发明提供一种功率芯片封装结构的制备方法，所述制备方法包括：

3、提供一带有第一贯通槽的金属板，在所述金属板上形成金属框架，所述金属框架包括框架导电部和预设形状的框架散热部；

4、在所述金属框架中固定功率芯片，得到固定好功率芯片的金属板；

5、在固定好功率芯片的金属板表面制备第一介质层，所述第一介质层使得所述框架导电部、所述框架散热部和所述功率芯片之间相互绝缘，得到制备好第一介质层的功率芯片封装结构；

6、在制备好第一介质层的功率芯片封装结构上制备共面的第一电极、第二电极和第三电极，所述共面的第一电极、第二电极和第三电极用于与所述功率芯片的电极电性连接，得到功率芯片封装结构。

7、在一实施方式中，提供一带有贯通槽的金属板，在所述金属板上形成金属框架，所述金属框架包括框架导电部和预设形状的框架散热部包括：

8、提供一金属板；

9、在所述金属板的第一预设位置开设第一贯通槽，得到开设好第一贯通槽的金属板；

10、在所述开设好第一贯通槽的金属板的四周分别制备第一预设深度的第一凹槽，得到制备好第一凹槽的金属板；

11、在所述制备好第一凹槽的金属板的顶部的一侧制备至少两个第二凹槽或者第二贯通槽，使的所述金属板的顶部的带所述第二凹槽或者所述第二贯通槽侧形成所述框架导电部，所述金属板的顶部的其他部分形成所述框架散热部。

12、在一实施方式中，在固定好功率芯片的金属板表面制备第一介质层，所述第一介质层使所述框架导电部、所述框架散热部和所述功率芯片之间相互绝缘，得到制备好第一介质层的功率芯片封装结构包括：包括：

13、在所述功率芯片与所述固定好功率芯片的金属板之间，所述功率芯片的表面，以及在所述固定好功率芯片的金属板的顶部表面和底部的上表面压合第一介质，使所述功率芯片分别与所述框架导电部和所述框架散热部之间相互绝缘，得到金属板的顶部具有介质层的功率芯片封装结构；

14、对所述金属板的顶部具有介质层的功率芯片封装结构的底部的第二预设位置进行蚀刻，使所述框架导电部、所述框架散热部和所述功率芯片之间相互绝缘，以及所述金属板的底部尺寸等于所述金属板的顶部的尺寸，得到蚀刻后的功率芯片封装结构；

15、在所述蚀刻后的功率芯片封装结构的所述金属板的底部的下表面压合第一介质，所述金属板的底部的下表面的介质层和顶部的介质层共同形成所述第一介质层。

16、在一实施方式中，在制备好第一介质层的功率芯片封装结构上制备共面的第一电极、第二电极和第三电极，所述共面的第一电极、第二电极和第三电极用于与所述功率芯片的电极电性连接，得到功率芯片封装结构包括：

17、在所述制备好第一介质层的功率芯片封装结构的第一介质层的第三预设区域制备第一盲孔，得到制备好第一盲孔的功率芯片封装结构；

18、对所述制备好第一盲孔的功率芯片封装结构进行填孔电镀以及图形制作，在所述第一介质层的表面形成共面的第一电极、第二电极和第三电极，使得所述第一电极与所述功率芯片的双电极侧的第一电极电性连接，所述第二电极与所述功率芯片的双电极侧的第二电极电性连接，所述第三电极通过所述框架导电部与所述功率芯片的单电极侧电性连接，得到制备好共面电极的功率芯片封装结构；

19、在所述制备好共面电极的功率芯片封装结构的非共面电极侧压合第一介质，形成所述功率芯片封装结构。

20、在一实施方式中，在制备好第一介质层的功率芯片封装结构上制备共面的第一电极、第二电极和第三电极，所述共面的第一电极、第二电极和第三电极用于与所述功率芯片的电极电性连接，得到功率芯片封装结构之后，所述制备方法还包括：

21、在所述功率芯片封装结构的非电极侧的第四预设区域制备第二盲孔，得到制备好第二盲孔的功率芯片封装结构；

22、对所述制备好第二盲孔的功率芯片封装结构进行填孔电镀，得到填孔电镀后的功率芯片封装结构；

23、在填孔电镀后的功率芯片封装结构的非电极侧制备散热金属层，所述散热金属层通过所述第二盲孔与所述框架散热部金属性连接，得到制备好散热金属层的功率芯片封装结构。

24、第二方面，本发明提供一种功率芯片封装结构，包括：功率芯片和绝缘框架，所述绝缘框架内嵌入所述功率芯片，所述绝缘框架的一侧设置有共面的第一电极、第二电极和第三电极，所述第一电极与所述功率芯片的双电极侧的第一电极电性连接，所述第二电极与所述功率芯片的双电极侧的第二电极电性连接，所述第三电极通过框架导电部与所述功率芯片的单电极侧的第三电极电性连接；

25、所述绝缘框架内还设置有框架散热部，所述框架散热部与所述功率芯片之间相互绝缘。

26、在一实施方式中，所述绝缘框架的另一侧设置散热金属层，所述散热金属层与所述框架散热部金属性连接。

27、在一实施方式中，所述功率芯片的单电极侧的第三电极通过盲孔互连结构与所述框架导电部电性连接，所述框架散热部通过散热互连结构与所述散热金属层金属性连接。

28、在一实施方式中，所述框架散热部包括：第一散热部、第二散热部和连通散热部，所述第一散热部与所述连通散热部相互垂直，所述第二散热部与所述连通散热部相互垂直。

29、第三方面，本发明提供一种印制电路板组件，所述印制电路板组件包括印制电路板，所述印制电路板埋设有如第二方面及其实施方式所述的功率芯片封装结构，所述功率芯片封装结构的非电极侧还固定有表面覆盖有金属层的绝缘介质板和/或散热器。

30、本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

31、本发明提供一种功率芯片封装结构的制备方法，本发明的功率芯片封装结构的制备方法先将功率芯片固定在具有框架导电部和框架散热部的金属框架中，并利用第一介质层将框架导电部、框架散热部和功率芯片之间相互绝缘，并将功率芯片封装结构的三个电极制备在功率芯片封装结构的同一侧，本发明的制备方法，将功率芯片的电极通过框架导电部引至共面电极侧与功率芯片封装结构的共面电极连接，无需额外引入引线对芯片进行键合，降低封装的寄生电感的同时，极大的减小了功率芯片封装结构的体积，同时，本发明的制备方法设置了用于功率芯片散热的框架散热部，显著提升了功率芯片封装结构的散热性能。