專利名稱：半導(dǎo)體元件的封殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件的封殼，特別涉及例如LDMOS晶體管等需要最高熱傳導(dǎo)性且可以表面焊接的高頻功率晶體管的封殼。
發(fā)明的背景用于例如移動電話的基站發(fā)射器或如數(shù)字無線電和模擬TV的地面發(fā)射器等高頻無線電發(fā)射器的功率級的高頻功率晶體管主要有兩種類型，即雙極和LDMOS型。雙極型晶體管必須安裝在電絕緣體上，而LDMOS型晶體管可以安裝在下層導(dǎo)電表面上。
一般可以利用包封晶體管的框架形式的陶瓷電絕緣體包封LDMOS晶體管。LDMOS晶體管安裝到所謂的導(dǎo)電法蘭上。在至少一個電路板和晶體管間用作導(dǎo)體的接點(diǎn)與電絕緣框架連接。陶瓷絕緣體可以由氧化鋁構(gòu)成，是由于熱流無法穿過陶瓷材料。
已有技術(shù)的一個問題是法蘭必須包括CuW(銅和鎢的復(fù)合體)，以便實現(xiàn)陶瓷和法蘭間線性膨脹的有效匹配。CuW法蘭較貴，而導(dǎo)電率僅是銅的一半。另一個問題是，由于框架和法蘭間的熱膨脹差，封殼制造期間，電絕緣框架會變脆，容易龜裂，所以造成了低成品率和非常昂貴的封殼。另外，不能表面焊接目前的功率晶體管封殼。
發(fā)明概述高頻晶體管已有封殼的一個問題是，它們包括在制造封殼期間容易龜裂的窄電絕緣陶瓷框架。
另一個問題是，所謂的法蘭需要特殊材料，例如CuW，以實現(xiàn)法蘭和陶瓷框架間線性膨脹的最佳匹配。
再一個問題是，CuW沒有令人滿意的導(dǎo)電性。
本發(fā)明通過用于至少一個高頻、大功率晶體管芯片的封殼介質(zhì)解決了上述問題，所說封殼介質(zhì)包括導(dǎo)電導(dǎo)熱法蘭、至少兩個電絕緣襯底、至少兩個電接點(diǎn)、和蓋件，其中大功率晶體管芯片和電絕緣襯底設(shè)置在法蘭上，電接點(diǎn)設(shè)置在電絕緣襯底上。電絕緣襯底設(shè)置成局部封閉芯片。
法蘭一般可以是銅制的。在優(yōu)選實施例中，當(dāng)本發(fā)明應(yīng)表面焊接時，電絕緣襯底設(shè)置在法蘭的至少兩個側(cè)緣上。所說襯底從其上側(cè)繞一個邊緣向下到下側(cè)被金屬化。
由于可以給出小尺寸襯底，所以法蘭材料和襯底材料間的線性膨脹間的差異可以很大，但沒有襯底龜裂的危險。
本發(fā)明的目的是提供一種具有較好的熱傳導(dǎo)性、比現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)部件便宜且能夠表面焊接的封殼。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是法蘭可以采用銅。
另一個優(yōu)點(diǎn)是電絕緣襯底硬焊到法蘭上后，沒有劈裂的危險。
下面結(jié)合例示實施例及附圖，更具體介紹本發(fā)明。
附圖簡介

圖1是去掉了其蓋件的已知封殼的側(cè)剖圖。
圖2示出了去掉了其蓋件的已知封殼的俯視圖。
圖3是另一實施例的去掉了其蓋件的封殼的側(cè)剖圖。
圖4是本發(fā)明另一實施例的去掉了其蓋件的封殼的側(cè)剖圖。
圖5是去掉了其蓋件的圖？或圖？的封殼的俯視圖。
圖6是去掉了其蓋件的圖？或圖？的封殼的俯視圖。
圖7是本發(fā)明另一實施例的去掉了其蓋件的封殼的側(cè)剖圖。
圖8是本發(fā)明再一實施例的去掉了其蓋件的封殼的側(cè)剖圖。
優(yōu)選實施例的具體介紹圖1是去掉了其蓋件的已知封殼的側(cè)剖圖。封殼1包括法蘭10、電絕緣襯底15、兩個電接點(diǎn)16、帶有關(guān)接點(diǎn)導(dǎo)體18的高頻晶體管芯片17。法蘭10由其線性膨脹系數(shù)適應(yīng)電絕緣襯底15的材料的導(dǎo)電材料制造。盡管未示出，但封殼還包括蓋件。
圖2是圖1所示已知封殼的俯視圖。從該透視圖可以看出，電絕緣襯底15按框架形結(jié)構(gòu)繞高頻晶體管芯片17設(shè)置，還可以看出，法蘭包括一對孔20，這些孔用于借助于一對螺釘或鉚釘連接法蘭10與冷卻器。
圖3是去掉了其蓋件的本發(fā)明封殼的側(cè)剖圖。該實施例中，電絕緣襯底15容納在法蘭10的側(cè)緣上的兩個凹槽內(nèi)。如圖3所示，襯底15可以具有與與之連接的法蘭10相同的高度。圖3所示實施例的電絕緣襯底配有從一個上側(cè)繞側(cè)緣并在底側(cè)上的金屬化形式的電接點(diǎn)16，以實現(xiàn)封殼上側(cè)與下側(cè)的低感應(yīng)電連接。
圖4是圖3所示實施例的側(cè)視圖。圖5從上部示出了圖3和4的實施例。從圖4和5可以看出，金屬化和法蘭10間留有間隙，所以避免了兩者間的接觸。電絕緣襯底可以通過按所屬領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式印刷？被金屬化，所以這里不再介紹所說的金屬化方式。
圖6從上部示出了去掉了蓋件的本發(fā)明封殼的另一實施例。該實施例中，電絕緣襯底沿法蘭的側(cè)緣的充分延伸部分設(shè)置，而不是設(shè)置于所說凹槽內(nèi)。如圖5所示，構(gòu)成襯底上的電接點(diǎn)的金屬化可以是不完全的，換言之，各表面不必被完全覆蓋。然而，金屬化可以不與法蘭10接觸。
圖7是去掉了蓋件的本發(fā)明封殼的另一實施例的側(cè)剖圖。該實施例中，為簡化制造，改進(jìn)了電絕緣襯底15和襯底將與之連接的法蘭的邊緣。在圖7所示實施例中，法蘭10與襯底15的連接面彼此間采用臺階狀結(jié)構(gòu)。法蘭與襯底的這種簡化結(jié)合允許底側(cè)是平坦的。
根據(jù)圖8，提高封殼性能的因素在于通過電絕緣襯底15設(shè)置所謂的通路25。這種通路將減小電接點(diǎn)中的串聯(lián)感應(yīng)。
法蘭可以包括用于安裝電路板或冷卻器的大量螺釘孔20或小孔。然而，或者法蘭可以焊接到電路板上，因此不需要螺釘孔。
每個電絕緣襯底可以包括一個或多個電接點(diǎn)16。
關(guān)于具有良好導(dǎo)熱性并適于用作法蘭材料的材料，例子有銅、銅-金剛石復(fù)合體、銅-鉬-銅復(fù)合體、銅-鎢-銅復(fù)合體。
應(yīng)理解，本發(fā)明不限于這里所介紹和例示的各實施例，可以做出改進(jìn)，而不脫離權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于至少一個高頻大功率晶體管芯片(17)的封殼，包括導(dǎo)電導(dǎo)熱法蘭(10)、至少兩個電絕緣襯底(15)、至少兩個電接點(diǎn)(16)和蓋件，其中大功率晶體管芯片(17)設(shè)置在法蘭(10)上，電接點(diǎn)(16)設(shè)置在電絕緣襯底(15)上，其特征在于，電絕緣襯底(15)設(shè)置為與法蘭(10)連接，并且是開口的，與大功率芯片(17)隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封殼，其特征在于，法蘭是銅制的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封殼，其特征在于，法蘭(10)由銅-鉬-銅復(fù)合體或銅-鎢-銅復(fù)合體或銅-金剛石復(fù)合體構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的封殼，其特征在于，電絕緣襯底(15)沿所說法蘭(10)的至少一個側(cè)緣上的凹槽設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的封殼，其特征在于，電絕緣襯底(15)沿所說法蘭(10)的側(cè)緣的充分延伸部設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封殼，其特征在于，電絕緣襯底(15)從上側(cè)繞側(cè)緣向下到下側(cè)被金屬化。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的封殼，其特征在于，電絕緣襯底(15)包括從電絕緣體(15)的上側(cè)延伸到下側(cè)的導(dǎo)電通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的封殼，其特征在于，將與法蘭(10)連接的電絕緣襯底(15)的側(cè)緣具有與法蘭(10)側(cè)緣的形狀和大小相適應(yīng)的幾何形狀，所以可以使法蘭的上下側(cè)和電絕緣襯底的上下側(cè)彼此容易相互成同一平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封殼，其特征在于，所說幾何結(jié)構(gòu)是臺階狀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于至少一個高頻大功率晶體管芯片(17)的封殼(1),包括導(dǎo)電導(dǎo)熱法蘭(10)、至少兩個電絕緣襯底(15)、至少兩個電接點(diǎn)(16)和蓋件,其中大功率晶體管芯片(17)設(shè)置在法蘭(10)上。大功率晶體管芯片(17)和電絕緣襯底(15)放置在法蘭(10)上。電接點(diǎn)(16)設(shè)置在電絕緣襯底(15)上,電絕緣襯底(15)與法蘭(10)連接,并且是開口的,與大功率晶體管芯片(17)隔開。
文檔編號H01L23/36GK1308773SQ9980833
公開日2001年8月15日 申請日期1999年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月8日
發(fā)明者L－A·烏洛夫松 申請人:艾利森電話股份有限公司