一种芯片封装结构

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，特别涉及一种芯片封装结构。

背景技术

随着战略新兴产业的崛起，电力电子器件及装置在风能、太阳能、热泵、水电、生物质能、绿色建筑、新能源设备等先进制造业中将发挥重要作用，在投资增量需求与节能需求的双重推动，及下游电力电子装置行业需求高速发展的拉动下，电力电子市场在高速发展。

而电力半导体，诸如电力MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)以及IGBT(绝缘栅双极型晶闸管)等器件作为电力电子器件市场的主力军，已趋于成熟，在未来为了更进一步提高系统的可靠性，电力电子技术会向高频化、小型化、模块化发展方向，但随着器件的高频化、小型化、模块化，器件的发热更加严重，散热面积也越来越小，相应的对器件或模块的散热要求也越来越高，而现有技术中的封装结构无法满足高散热需求。

发明内容

本发明提供了一种芯片封装结构，该芯片封装结构能够提高芯片封装后的散热效率，同时该芯片封装结构能够增加封装利用率。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种芯片封装结构，包括：

基座，所述基座形成有用于流经冷媒的通孔以使所述基座具有管状结构；

形成于所述基座外表面的导电电路层；

形成于所述导电电路层背离所述通孔一侧的至少一个芯片，每个所述芯片通过焊接部固定于所述导电电路层；

用于将支撑结构、导电电路层、芯片进行封装的封装层；

至少一个引脚，每一个所述引脚的一端伸入所述封装层内以与对应的芯片电性连接，另一端探出所述封装层。

上述芯片封装结构包括基座以及形成于基座外表面上且层叠设置的导电电路层、焊接部、芯片以及封装层，其中，基座形成有用于流经冷媒的通孔，封装层不覆盖上述通孔的开口，以保证冷媒可以在通孔内流通，从而实现芯片的散热；上述芯片封装结构中具有管状结构的基座的外表面设置芯片，从而可以实现多面封装，提高利用率，基座的通孔内有冷媒流经，从而可以实现对芯片更好的散热，该芯片封装结构可以达到高利用率以及高散热率，从而在满足高散热需求的同时实现小型化。

优选地，还包括用于将所述导电电路层划分为多个独立的区域以进行电性隔离的隔离槽。

优选地，所述芯片通过导电电路层与所述引脚电性连接；或者，所述芯片直接与所述引脚电性连接。

优选地，所述芯片通过焊线与所述导电电路层电性连接，所述导电电路层通过焊线与所述引脚电性连接；或者，所述芯片通过焊线与所述引脚电性连接。

优选地，所述基座为设置有通孔的多边形管状结构。

优选地，所述基座为设置有通孔的四边形管状结构，且所述四边形管状结构沿所述通孔的轴向包括两个相对的面积较大的侧壁以及两个相对的面积较小的侧壁，所述芯片形成于两个相对的面积较大的侧壁上。

优选地，所述基座形成的通孔中，垂直于所述中心轴的截面的形状为圆形；或者，所述基座形成的通孔中，垂直于所述中心轴的截面的形状为多边形。

优选地，所述基座形成的通孔中，垂直于所述中心轴的各个截面的尺寸相同；或者，所述基座形成的通孔中，垂直于所述中心轴的各个截面的尺寸不同。

优选地，所述基座采用绝缘且导热的材料。

优选地，所述基座的材料为氮化铝、氮化硅或者陶瓷。

优选地，所述导电电路层的材质为导电金属。

优选地，所述芯片为功率芯片和/或IC芯片。

附图说明

图1为本发明提供的一种芯片封装结构的主视图结构示意图；

图2为本发明提供的一种芯片封装结构的第一侧结构透视图示意图；

图3为本发明提供的一种芯片封装结构的第二侧结构透视图示意图；

图4为本发明提供的另一种芯片封装结构的主视图结构示意图。

图标：

1-基座；2-通孔；3-导电电路层；4-芯片；5-焊接部；6-封装层；7-引脚；8-隔离槽；9-焊线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1、图2图3和图4，本发明提供一种芯片封装结构，包括：

基座1，基座1形成有用于流经冷媒的通孔2以使基座1具有管状结构；

形成于基座1外表面的导电电路层3；

形成于导电电路层3背离通孔2一侧的至少一个芯片4，每个芯片4通过焊接部5固定于导电电路层3；

用于将支撑结构、导电电路层3、芯片4进行封装的封装层6；

至少一个引脚7，每一个引脚7的一端伸入封装层6内以与对应的芯片4电性连接，另一端探出封装层6。

上述芯片封装结构包括基座1以及形成于基座1外表面上且层叠设置的导电电路层3、焊接部5、芯片4以及封装层6，其中，基座1形成有用于流经冷媒的通孔2，封装层6不覆盖上述通孔2的开口，以保证冷媒可以在通孔2内流通，从而实现芯片4的散热；上述芯片封装结构中具有管状结构的基座1的外表面设置芯片4，从而可以实现多面封装，提高利用率，基座1的通孔2内有冷媒流经，从而可以实现对芯片4更好的散热，该芯片封装结构可以达到高利用率以及高散热率，从而在满足高散热需求的同时实现小型化。

上述设置于通孔2内以进行热交换的冷媒可以为气体也可以为液体，本发明不做特别限定。

上述芯片封装结构中，基座1上的通孔2的数量为一个或者多个，当设置为一个时，可以将散热面积尽可能做大，以实现更好的散热效果，当设置为多个时，可以在提高散热效率的同时提高芯片封装结构的稳定性。

如图1所示，为本发明提供的一种芯片封装结构的主视图结构示意图，在该芯片封装结构中，采用单列直插式引脚7，全部的引脚7设置于基座1的同一侧；如图4所示，为本发明提供的另一种芯片封装结构的主视图结构示意图，在该芯片封装结构中，采用双列贴片式引脚7，一部分引脚7设置于基座1的一侧、另一部分引脚7设置于基座1的另一侧，两部分引脚7相对设置；不同的引脚7设置方式与不同的线路引出方式相对应，可以根据实际需求进行选择。

具体地，如图2所示，还包括用于将导电电路层3划分为多个独立的区域以进行电性隔离的隔离槽8。

上述芯片封装结构中还包括隔离槽8，隔离槽8与导电电路层3同层设置以将导电电路层3划分为多个独立的区域，从而实现不同区域的电性隔离，防止发生信号干扰，以保证芯片封装结构的稳定。

具体地，如图2和图3所示，芯片4通过导电电路层3与引脚7电性连接；或者，芯片4直接与引脚7电性连接。

当芯片4通过导电电路层3与引脚7电性连接时，芯片4通过焊线9与导电电路层3电性连接，导电电路层3通过焊线9与引脚7电性连接，从而可以实现芯片4与引脚7的电性连接；当芯片4直接与引脚7电性连接时，可以直接通过焊线9实现芯片4与引脚7的电性连接；具体采用上述两种连接方式的哪一种取决于芯片4与引脚7之间的距离以及连接的方便性。

具体地，在一种实施方式中，基座1为设置有通孔2的多边形管状结构。

采用多边形管状结构以便将芯片4固定于多边形管状结构的任一侧壁的外表面上。

具体地，如图1和图4所示，基座1为设置有通孔2的四边形管状结构，且四边形管状结构沿通孔2的轴向包括两个相对的面积较大的侧壁以及两个相对的面积较小的侧壁，芯片4形成于两个相对的面积较大的侧壁上。

一种常见的实施方式中，基座1采用四边形管状结构，且四边形管状结构沿通孔2的轴向包括两个相对的面积较大的侧壁以及两个相对的面积较小的侧壁，即四边形管状结构沿垂直于其延伸方向的截面的形状为长方形，芯片4形成于两个相对的面积较大的侧壁上，这样使得设计有助于在实现高利用率及高散热率的同时减小该芯片封装结构的厚度，从而可以应用于要求超薄化的电子设备中。

具体地，基座1形成的通孔2中，垂直于中心轴的截面的形状为圆形；或者，如图1和图4所示，基座1形成的通孔2中，垂直于中心轴的截面的形状为多边形。

通孔2沿垂直于中心轴的截面的形状可以为圆形或多边形，通孔2的截面形状不是影响其散热效果的唯一因素，但是选用使通孔2侧壁面积大的截面形状有助于增加芯片4与冷媒的热交换面积，有助于提高该芯片封装结构的散热效率，对于通孔2沿垂直于中心轴的截面的形状本发明不做特别限定。

具体地，基座1形成的通孔2中，垂直于中心轴的各个截面的尺寸相同；或者，基座1形成的通孔2中，垂直于中心轴的各个截面的尺寸不同。

基座1形成的通孔2中，垂直于中心轴的各个截面的尺寸可以相同也可以不同，优选的，基座1形成的通孔2中，垂直于中心轴的各个截面的尺寸设置为相同，这样方便制作。

上述基座1的通孔2可以沿基座1的延伸方向延伸也可以沿基座1的延伸方向呈弯折结构，只需保证冷媒可以由该通孔2内流经即可，本发明不做限定。

具体地，基座1采用绝缘且导热的材料。

基座1采用绝缘的材料，防止不同芯片4之间相互干扰，基座1采用导热的材料，以便芯片4与通孔2内的冷媒进行热交换。

具体地，基座1的材料为氮化铝、氮化硅或者陶瓷。

通孔2的材料不限于此，以上只是列举常用的通孔2的材料，也可以为其他具有绝缘性和导热性的材料，本发明不做限定。

具体地，导电电路层3的材质为导电金属。

常见的作为导电电路层3的材质为铜，铜的导电性强且成本低。

具体地，芯片4为功率芯片4和/或IC芯片4。

本发明只是提供了一种芯片封装结构，并不局限于将功率芯片4和/或IC芯片4进行封装，可以根据需求将不同的芯片4或者不同组合的芯片4进行通过本发明提供的芯片封装结构进行封装，例如，可以封装成分立器件、功率模块(PM)、智能功率模块(IPM)等，本发明提供的芯片封装结构可以实现高利用率和高散热效率。

一种如图1所示的芯片封装结构的制备方式如下：

首先，制备形成有通孔2的管状结构的基座1；然后，在基座1的外表面形成一层导电电路层3；然后，在导电电路层3上形成用于固定芯片4的焊接部5，并将芯片4与焊接部5固定；最后，进行后续的固化、清洗、引线连接，电气连接，注塑成型、电镀、烘烤固化、切筋等，但会因引出形式不同，实施流程会有差异，在此不一一列举。

其中，上述焊接部5的材料为焊料、导电胶、绝缘胶等，芯片4与焊接部5的固定方式可以为焊接或者粘接固定等，本发明不做限定。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。