适用于大功率MOS的SOP封装结构、PCB板和整机的制作方法

适用于大功率mos的sop封装结构、pcb板和整机
技术领域
1.本实用新型涉及半导体器封装技术领域，具体来讲，涉及一种适用于大功率mos的sop封装结构、pcb板和整机。


背景技术：

2.sop是一种功率晶体管和稳压芯片的贴片式封装，是一种市场上应用较为广泛的电子元器件。随着技术的发展，sop向高频化、片式化、微型化、薄型化、低功耗、响应速率快、高分辨率、高精度、高功率、多功能、组件化、复合化、模块化和智能化等的发展趋势。同时，产品的安全性、一致性、稳定性、精度和成本因素，也是影响sop应用的范围的重要因素。
3.sop封装是直插式的封装，mos管芯片在制作完成之后，需要给mosfet芯片加上一个外壳，即mos管封装。mosfet芯片的外壳具有支撑、保护、冷却的作用，同时还为芯片提供电气连接和隔离，以便mosfet器件与其它元件构成完整的电路。按照安装在pcb方式来区分，mos管封装主要有两大类:插入式(through hole)和表面贴装式(surface mount)。插入式就是mosfet的管脚穿过pcb的安装孔焊接在pcb上。表面贴装则是mosfet的管脚及散热法兰焊接在pcb表面的焊盘上。现有sop封装存在以下问题：
4.1、现有sop封装做功率产品的时候，由于产品本身除管脚外，全部被塑封料包裹，而塑封料本身的散热性能较差，产品芯片发热不能及时有效的散出，有极大风险导致产品过热失效；
5.2、现有sop封装因全塑封的原因，产品热阻非常大，功率计算公式p＝(t
j-ta)/r
thjc
(其中r
thjc
为产品热阻，tj为产品结温，ta为环境温度)，热阻越大，功率就越小，即因封装的原因限制了产品功率，无法在此封装上做较大功率的产品，仅适合做3w及以下的小功率产品。
6.因此，有必要对现有sop的结构进行改进，解决现有sop封装结构散热差功率低的问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本实用新型的目的在于提供一种有效改善该封装的功率密度、集成度和产品热阻、降低产品成本和使用过程中的失效率的适用于大功率mos的sop封装结构。
8.为了实现上述目的，本实用新型的一方面提供了一种大功率mos的sop封装结构，所述封装结构包括金属框架、芯片和塑封体，其中，
9.所述金属框架包括载片台和与载片台连接的引脚；
10.所述芯片设置在所述载片台上；
11.所述塑封体将所述芯片和载片台包裹，且所述塑封体上还设置有散热窗口，所述散热窗口将所述载片台的背面与外界连通；
12.所述引脚具有n组管脚。
13.在本实用新型的一个示例性实施例中，载片台的材质可为高热导率材质。
14.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述封装结构的额定功率可为3～20w。
15.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述散热窗口为矩形或圆形，散热窗口的面积可为3.61～6.25mm2。
16.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述塑封体的宽度可为4.5～5.5mm、高度可为3.7～4.1mm、厚度可为1.65～1.85mm。
17.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述封装结构的产品热阻可为7.5～15℃/w，产品结温可达150～175℃。
18.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述n可为8、12或16。
19.在本实用新型的一个示例性实施例中，n组中所有的管脚的宽度可相同，相邻两个管脚之间的距离可相同。
20.本实用新型的另一方面提供了一种pcb板，所述pcb板可设置有如上所述的适用于大功率mos的sop封装结构。
21.本实用新型的再一方面提供了一种整机，所述整机可包括如上所述的pcb板。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果可包括以下内容中的至少一项：
23.(1)本实用新型的封装结构贴片封装，主要用于封装中低压mos产品，具有封装成本低，功率相对较大，热阻相对较低，体积小等优点；
24.(2)产品整体减少塑封体的使用，背面采用散热片外漏的方式，有效的改善产品散热性能；通过背部的铜片，芯片本身的发热可以快速的散出，从而增加产品本身的可靠性，有效降低产品可能因过热导致的失效；
25.(3)该封装可以做更大功率的产品(可以做到3～20w)，相比现有sop只能做3w以下的功率产品，大大拓宽了产品的应用范围；
26.(4)该封装结构降低了产品的尺寸规格，减少了塑封料的使用量，减低了成本，具有较好的经济效益。
附图说明
27.图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的适用于大功率mos的sop封装结构的结构示意图；
28.图2示出了图1中金属框架和芯片的结构示意图；
29.图3示出了图1沿a-a向的剖视示意图。
30.附图标记说明如下：
31.1-金属框架、11-引脚、12-载片台、2-塑封体、21-散热窗口、3-芯片。
具体实施方式
32.在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本实用新型的适用于大功率mos的sop封装结构、pcb板和整机。
33.总体来讲，封装或塑封是半导体芯片生产过程中的重要工序，半导体芯片的封装即将芯片固定在引线框架的载片台上，并利用焊线将芯片与金属框架的管脚接通以形成待塑封的芯片半成品，然后利用塑封材料将该芯片半成品的载片台和部分引脚包裹以得到半
导体芯片成品的过程。
34.图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的适用于大功率mos的sop封装结构的结构示意图(俯视图)；图2示出了图1中金属框架的结构示意图；图3示出了图1沿a-a向的剖视示意图。
35.在本实用新型的第一示例性实施例中，如图1～3中所示，大功率mos的sop封装结构主要包括金属框架1、芯片3和塑封体2。其中，
36.如图2中所示，金属框架1包括载片台12和与载片台12连接的引脚11。芯片3设置在金属框架1的载片台12上，芯片3通过焊线(图2中未示出)与引脚11相连。
37.在本实施例中，如图1和图3中所示，塑封体2将芯片3和载片台12包裹形成塑封。在塑封体2上还设置有散热窗口21，散热窗口21将载片台12的背面(即不与芯片接触的一面)与外界连通进行散热。这里，载片台的材质可为高热导率材质。例如，载片台的材质可以为铜。
38.在本实施例中，引脚具有n组管脚。这里，n组中所有的管脚的宽度可相同，相邻两个管脚之间的距离可相同。
39.在本示例性实施例中，所述封装结构的额定功率可为3～20w。
40.在本示例性实施例中，所述散热窗口可为矩形或圆形，散热窗口的面积可为3.61～6.25mm2。
41.在本示例性实施例中，所述塑封体的宽度可为4.5～5.5mm、高度可为3.7～4.1mm、厚度可为1.65～1.85mm。相比现有的sop封装结构，可减少塑封体原料用量。在本示例性实施例中，所述封装结构的产品热阻可为7.5-15℃/w，产品结温最高可为175℃。相比现有的sop封装结构，产品热阻下降了65～100％，产品结温下提高了10～25℃。
42.在本示例性实施例中，所述n可为8、12或16。
43.在本实用新型的第二示例性实施例中，所述pcb板可设置有所述第一示例性实施例所述的适用于大功率mos的sop封装结构。
44.在本实用新型的第三示例性实施例中，所述整机可包括所述第二示例性实施例所述的pcb板。这里，适用于大功率mos的sop封装结构可以用于不同规格的充电器/适配器等电源，比如用在qc18～30w的手机充电器中做同步整流；再比如用于12v2～3a的光猫电源中等整机中，当整机为qc18w的手机充电器时，mos封装结构可用作组成pwm电路。
45.综上所述，本实用新型的有益效果可包括以下内容中的至少一项：
46.(1)本实用新型的封装结构贴片封装，主要用于封装中低压mos产品，具有封装成本低，功率相对较大，热阻相对较低，体积小等优点；
47.(2)产品整体减少塑封体的使用，背面采用散热片外漏的方式，有效的改善产品散热性能；通过背部的铜片，芯片本身的发热可以快速的散出，从而增加产品本身的可靠性，有效降低产品可能因过热导致的失效；
48.(3)该封装可以做更大功率的产品(可以做到3～20w)，相比现有sop只能做3w以下的功率产品，大大拓宽了产品的应用范围；
49.(4)该封装结构降低了产品的尺寸规格，减少了塑封体原料的使用量，减低了成本，具有较好的经济效益。
50.尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术
人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。