改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115881649A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202310145817.7G06F119/08(2020.01)(22)申请日2023.02.22G06F119/14(2020.01)(71)申请人广东气派科技有限公司地址523000广东省东莞市石排镇气派科技路气派大厦(72)发明人郑雪平曹周蔡择贤陈勇许龙贵黄炜源张怡豆保亮(74)专利代理机构广东柏权维知识产权代理有限公司44898专利代理师娄静丽(51)Int.Cl.H01L23/16(2006.01)H01L23/29(2006.01)H01L23/367(2006.01)G06F30/3308(2020.01)权利要求书2页说明书8页附图14页(54)发明名称改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构及方法(57)摘要本发明公开了一种改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构及方法，包括：散热板和板体，所述散热板上设有芯片和引脚，所述芯片和引脚的上方间隔设有板体，所述板体通过连接体与散热板连接，所述散热板、板体、芯片以及引脚的部分表面通过塑封体封装。通过建立封装结构的三维模型并对其进行热应力分析，板体的设置能够有效降低芯片表面的热应力，并且选用弹性模量和热膨胀系数合适的板体，改善了常规大功率高散热需求的GaN芯片塑料封装由于封装结构各组合材料热膨胀系数不匹配引起的分层问题，大大降低了GaN芯片两端的热应力，保证了器件使用的稳定性。CN115881649ACN115881649A权利要求书1/2页1.一种改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，包括：散热板（1）和板体，所述散热板（1）上设有芯片（2）和引脚（3），所述芯片（2）和引脚（3）的上方间隔设有板体，所述板体通过连接体与散热板（1）连接，所述散热板（1）、板体、芯片（2）以及引脚（3）的部分表面通过塑封体（4）封装。2.根据权利要求1所述的改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，所述散热板（1）上设有用于安装芯片（2）的芯片区域、用于安装引脚（3）的引脚区域以及用于安装连接体的连接区域。3.根据权利要求2所述的改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，所述板体为金属板（5），所述连接体设置在金属板（5）的下方且位于金属板（5）的边角处。4.根据权利要求3所述的改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，所述连接体包括：连接腿（6）和连接脚（7），所述连接腿（6）的一端与金属板（5）的边角处连接，其另一端与连接脚（7）连接；所述散热板（1）上的连接区域与连接脚（7）相对应，所述连接区域处设有与连接脚（7）连接的凹槽（110）。5.根据权利要求2所述的改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，所述板体为碳纤维复合材料板（8），所述连接体为支撑块（9），所述散热板（1）上用于安装支撑块（9）的连接区域设于散热板（1）的中心处，所述支撑块（9）的顶面和底面分别与碳纤维复合材料板（8）和散热板（1）连接。6.根据权利要求1所述的改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，所述板体上设有多个通孔（10）。7.根据权利要求4所述的改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，所述连接脚（7）的一侧面设有用于与凹槽（110）弹性抵接的弹性件（710），且相对的另一侧面设有凸起（720），所述凹槽（110）的侧面设有与凸起（720）对应的凹陷（111）；所述连接脚（7）的一侧面设有安装槽（701），所述安装槽（701）贯穿连接脚（7）的底面设置，所述安装槽（701）的两个相对的侧面设有卡槽（702），所述弹性件（710）的两端设置在卡槽（702）内。8.根据权利要求7所述的改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，所述弹性件（710）包括：两个固定部（711）和至少一个抵接部（712），所述抵接部（712）设置在两个固定部（711）之间，所述固定部（711）设置在卡槽（702）内，所述抵接部（712）凸出连接脚（7）的侧面设置。9.根据权利要求5所述的改善大功率GaN芯片塑料封装热应力的封装结构，其特征在于，所述散热板（1）上的连接区域处设有第一连接槽（120），所述第一连接槽（120）与支撑块（9）的底面之间形成第一腔（11），所述支撑块（9）的顶面设有第二连接槽（910），所述第二连接槽（910）与碳纤维复合材料板（8）的底面之间形成第二腔（12），所述支撑块（9）上设有两个用于连通第一腔（11）和第二腔（12）的连接孔（920），所述第一腔（11）、第二腔（12）以及两个连接孔（920）内填充有胶水。10.一种