專(zhuān)利名稱(chēng)：一種適用于汽車(chē)電子的功率mos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，特別涉及一種適用于汽車(chē)電子的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有汽車(chē)電子可用的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其結(jié)構(gòu)包含芯片、焊料、鋁線(xiàn)、塑封料、漏電極、源電極、柵電極和引線(xiàn)框架組成，其中引線(xiàn)框架包含漏電極、源電極、柵電極和散熱板組成。功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的整體結(jié)構(gòu)與一般塑封晶體管相同，即外層是塑封料， 源電極、柵電極通入晶體管內(nèi)部，芯片位于晶體管內(nèi)部引線(xiàn)框架散熱板上，芯片底部是一層焊料，漏電極在散熱板的上端，中間有塑封限位槽，芯片與源電極、柵電極通過(guò)鋁線(xiàn)連接起來(lái)，連接方法鍵合工藝。功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的芯片結(jié)構(gòu)一般為平面結(jié)構(gòu)，使用平面工藝將源和柵都制作在同一平面上，如圖3所示。制造功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管一般用的引線(xiàn)框架如圖5所示， 為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，即源電極引線(xiàn)的源電極鍵合區(qū)面積等于柵電極引線(xiàn)的柵電極鍵合區(qū)，且其上面的塑封限位槽偏低，使可裝片區(qū)偏小?，F(xiàn)有汽車(chē)電子常用的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，由于采用平面工藝技術(shù)制造，導(dǎo)致芯片面積大，通常在16 mm2以上，只能采用T0-220或T0-263等大體積封裝，不便于貼片式高效率生產(chǎn)汽車(chē)電子部件，也不利于小型化的發(fā)展需求。另外，現(xiàn)有的引線(xiàn)框架結(jié)構(gòu)，源電極鍵合區(qū)面積太小，不能鍵合2 3根粗鋁線(xiàn)，限制了產(chǎn)品電流容量，降低了產(chǎn)品的抗浪涌能力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服背景技術(shù)所述的的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)新穎，電參數(shù)先進(jìn)，封裝小型化、貼片化，電流容量大、抗浪涌能力強(qiáng)的適用于汽車(chē)電子的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。為了克服上述問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種適用于汽車(chē)電子的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了如下改進(jìn)首先，一種適用于汽車(chē)電子的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其結(jié)構(gòu)包含漏電極、芯片、 焊料、鋁線(xiàn)、塑封料、源電極、柵電極、散熱板，其中芯片是溝槽柵結(jié)構(gòu)，其柵極槽縱向剖面為 “U”形槽；所使用的引線(xiàn)框架為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)將芯片結(jié)構(gòu)。即芯片由一般的平面結(jié)構(gòu)改成溝槽柵結(jié)構(gòu)，其柵極槽縱向剖面結(jié)構(gòu)為“U”形槽，如圖2所示。而且利用微電子納米技術(shù)，提高集成度，提高芯片單位面積工作溝道幾何尺寸的寬/長(zhǎng)比，即提高芯片單位面積性?xún)r(jià)比。 使具有同樣性能的芯片從原來(lái)需要16 18mm2硅片，縮減到9. 88^13. 5mm2，即芯片的長(zhǎng)為 2. 6^3. 0 mm,寬為3. 8^4. 5mm，解決了功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管制造中存在的高性能與小型化的矛盾。另外，連接源電極和芯片的鋁線(xiàn)直徑可以達(dá)到380微米，連接?xùn)烹姌O和芯片的鋁線(xiàn)直徑可以是100 150微米。[0008][0007]其次，將引線(xiàn)框架設(shè)計(jì)為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，使得引線(xiàn)框架的源電極鍵合區(qū)面積加大，可鍵合2 3根直徑380微米鋁線(xiàn)，而一般的引線(xiàn)框架，只能鍵合1根小于380微米的鋁線(xiàn)，比一般同品種引線(xiàn)框架電流容量大，提高了產(chǎn)品的抗浪涌能力；同時(shí)，通過(guò)塑封限位槽的上移，把引線(xiàn)框架的裝片區(qū)加大，最大能裝3.0 X4. 5mm2的芯片，有利于采用較大面積芯片，滿(mǎn)足功率余量和減小溝道導(dǎo)通電阻的要求。另外，源電極、柵電極內(nèi)部鍵合區(qū)局部鍍有銀或鎳，有利于鍵合工藝。通過(guò)上述改進(jìn)，其有益效果在于產(chǎn)品封裝小型化、貼片化，有利于汽車(chē)部件標(biāo)準(zhǔn)化；產(chǎn)品性能提高，高耐壓、大電流、溝道導(dǎo)通電阻較小等優(yōu)點(diǎn)。具體參數(shù)如下(1)耐壓高V_SS=120V，足以承受汽車(chē)電子各種電源、各種負(fù)載的沖擊能量，業(yè)經(jīng)證明，既適合于14V電源發(fā)電機(jī)控制電路，又適合于^V電源發(fā)電機(jī)控制電路；(2)承受電流大最大額定漏極電流60A，足以承受汽車(chē)電子多種負(fù)載沖擊；(3)溝道導(dǎo)通電阻小工作溫升小，RDS(on)max=18mQ。還有，這種功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管可靠性好，在成品測(cè)試中增加了 100%測(cè)試雪崩耐量項(xiàng)目，保證產(chǎn)品單脈沖雪崩耐量不低于MOmJ。

圖1是本實(shí)用新型產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的芯片縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的平面工藝芯片縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的非對(duì)稱(chēng)引線(xiàn)框架結(jié)構(gòu)10示意圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)稱(chēng)引線(xiàn)框架結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖1至圖5的符號(hào)說(shuō)明如下1、漏電極，2、芯片，3、焊料，4、直徑380微米鋁線(xiàn)，5、塑封料，6、源電極，7、柵電極， 71、柵極槽，8、散熱板，9、直徑125微米鋁線(xiàn)，10、引線(xiàn)框架，101、漏電極板，106、源電極引線(xiàn)，1061、源電極鍵合區(qū)，107、柵電極引線(xiàn)，1071、柵電極鍵合區(qū)，1081、塑封限位槽。
具體實(shí)施方式
按照?qǐng)D1、圖2、圖4所示，分別是本實(shí)用新型產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)示意圖、芯片縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖、非對(duì)稱(chēng)引線(xiàn)框架結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型一種適用于汽車(chē)電子的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，采用T0-252封裝工藝，其裝配結(jié)構(gòu)包含漏電極1、芯片2、焊料3、直徑380微米鋁線(xiàn)4、塑封料5、源電極6、柵電極7、柵極槽71、散熱板8、直徑125微米鋁線(xiàn)9和引線(xiàn)框架10，其中引線(xiàn)框架10包含漏電極板101、源電極引線(xiàn)106、柵電極引線(xiàn)107、散熱板8。本實(shí)用新型外層是塑封料5，源電極 6、柵電極7通入晶體管內(nèi)部，芯片2位于晶體管內(nèi)部，裝于散熱板8上，芯片2底部是一層焊料3，散熱板8的上部是漏電極1，芯片2與源電極6通過(guò)直徑380微米鋁線(xiàn)4連接起來(lái)， 芯片2與柵電極7通過(guò)直徑125微米鋁線(xiàn)9連接起來(lái)，連接方法都是鍵合工藝，內(nèi)部器件整體都基于引線(xiàn)框架10上。將芯片2結(jié)構(gòu)由一般的平面結(jié)構(gòu)改成溝槽柵結(jié)構(gòu)，其柵極槽71縱向剖面結(jié)構(gòu)為 “U”形槽，由于利用納米技術(shù)，提高了芯片2單位面積工作溝道幾何尺寸的寬/長(zhǎng)比，即提高了芯片單位面積性?xún)r(jià)比。芯片2的寬為3. 0mm，長(zhǎng)為4. 5mm，面積為13. 5mm2，解決了功率 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管制造中存在的高性能與小型化的矛盾。將引線(xiàn)框架10設(shè)計(jì)為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，引線(xiàn)框架10的源電極引線(xiàn)106的源電極鍵合區(qū)1061面積大于柵電極引線(xiàn)107的柵電極鍵合區(qū)1071，且源電極鍵合區(qū)1061可鍵合2根直徑380微米鋁線(xiàn)，使電流容量大，提高了產(chǎn)品的抗浪涌能力；引線(xiàn)框架10的散熱板引線(xiàn) 108，其上面的塑封限位槽1081在原有基礎(chǔ)上上移，能使塑封限位槽108下方區(qū)域能裝3. 0 X 4. 5mm2的芯片2，有利于采用較大面積芯片2，滿(mǎn)足功率余量和減小溝道導(dǎo)通電阻的要求。另外，源電極6內(nèi)部鍵合區(qū)1061、柵電極7內(nèi)部鍵合區(qū)1071局部鍍有銀或鎳，有利
于鍵合工藝。
權(quán)利要求1.一種適用于汽車(chē)電子的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其結(jié)構(gòu)包含漏電極(1)、芯片(2)、焊料(3)、鋁線(xiàn)(4)、塑封料(5)、源電極(6)、柵電極(7)、散熱板(8)，其特征在于芯片(2)是溝槽柵結(jié)構(gòu)，其柵極槽(71)縱向剖面為“U”形槽；所使用的引線(xiàn)框架(10)為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于鋁線(xiàn)(4)的直徑為380微米，2^3根并聯(lián)，鋁線(xiàn)(9)的直徑為10(Γ150微米。
3.如權(quán)利要求1或2所述的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于芯片(2)的長(zhǎng)為 3. 8 4. 5mm,寬為 2. 6 3. 0 mm,面積為 9. 88 13. 5mm2。
4.如權(quán)利要求3所述的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于引線(xiàn)框架(10)的源電極引線(xiàn)(106)的源電極鍵合區(qū)(1061)面積大于柵電極引線(xiàn)(107)的柵電極鍵合區(qū)(1071)，且源電極鍵合區(qū)(1061)可鍵合2 3根直徑380微米鋁線(xiàn)。
5.如權(quán)利要求4所述的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于引線(xiàn)框架(10)的散熱板引線(xiàn)(108)，其上面的塑封限位槽(1081)位于散熱板引線(xiàn)(108)的上方，且能使塑封限位槽 (1081)下方區(qū)域能裝3.0 X 4. 5mm2的芯片。
6.如權(quán)利要求5所述的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于源電極(6)、柵電極(7)內(nèi)部鍵合區(qū)局部鍍有銀或鎳。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及了一種適用于汽車(chē)電子的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其結(jié)構(gòu)包含漏電極、芯片、焊料、直徑達(dá)380微米鋁線(xiàn)、塑封料、源電極、柵電極、柵極槽、散熱板、直徑100~150微米鋁線(xiàn)和引線(xiàn)框架，其中引線(xiàn)框架包含漏電極引線(xiàn)、源電極引線(xiàn)、柵電極引線(xiàn)、散熱板引線(xiàn)，芯片是溝槽柵結(jié)構(gòu)，其柵極槽縱向剖面結(jié)構(gòu)為“U”形結(jié)構(gòu)，引線(xiàn)框架為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，芯片面積為9.88~13.5mm2，源電極鍵合區(qū)面積大于柵電極鍵合區(qū)，塑封鍵槽位于散熱板引線(xiàn)的上方，源、柵電極內(nèi)部鍵合區(qū)局部鍍有銀或鎳。其有益效果在于可使產(chǎn)品的封裝小型化、貼片化，芯片裝片區(qū)面積大，電流容量大，提高了產(chǎn)品的抗浪涌能力，還有高耐壓、大電流、溝道導(dǎo)通電阻較小。
文檔編號(hào)H01L23/495GK202025763SQ20102066355
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者趙振華 申請(qǐng)人:無(wú)錫羅姆半導(dǎo)體科技有限公司, 趙振華