專利名稱：一種大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)， 屬于半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
所謂“封裝技術(shù)”是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術(shù)。以CPU 為例，實(shí)際看到的體積和外觀并不是真正的CPU內(nèi)核的大小和面貌，而是CPU內(nèi)核等元件經(jīng)過封裝后的產(chǎn)品。對(duì)于芯片而言，封裝是必須的，也是至關(guān)重要的。一方面因?yàn)樾酒仨毰c外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降；另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸。由于封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的PCB (印制電路板)的設(shè)計(jì)和制造，因此它是至關(guān)重要的。封裝也可以說是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁—— 芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。因此，對(duì)于很多集成電路產(chǎn)品而言，封裝技術(shù)都是非常關(guān)鍵的一環(huán)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，芯片的功率每提高5%，電路的穩(wěn)定性提高17%，電路被靜電、浪涌損壞的幾率降低23%。顯然，隨著科技的不斷進(jìn)步，大功率、低功耗的芯片將會(huì)是未來芯片的發(fā)展趨勢(shì)，然而如何實(shí)現(xiàn)大功率芯片的封裝將是擺在每一個(gè)工程師面前的難題。目前，45nm 工藝的芯片已經(jīng)應(yīng)用于集成電路的生產(chǎn)制造中，通過增加芯片面積或者繼續(xù)減小線寬已經(jīng)無法大幅度的提高芯片的功率。因此，通過改進(jìn)芯片封裝結(jié)構(gòu)將是提高芯片功率的一個(gè)突破口。現(xiàn)有工業(yè)中常用的焊錫熔融溫度為380°C，目前市場(chǎng)上有一種)(650焊錫在360°C 的溫度下即可進(jìn)入熔融狀態(tài)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)，使得芯片在不改變外形尺寸的前提下，提供更大的功耗。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、芯片表面金屬層和引腳焊片，所述芯片和所述芯片表面金屬層通過歐姆接觸相連接，所述芯片表面金屬層通過低熔點(diǎn)焊錫與所述引腳焊片連接。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了如下有益效果歐姆接觸使得芯片和芯片表面金屬層之間不產(chǎn)生明顯的附加阻抗，而且不會(huì)使芯片內(nèi)部的平衡載流子濃度發(fā)生顯著的改變；焊接溫度越高，焊接時(shí)氣泡的產(chǎn)生率將會(huì)越高，低熔點(diǎn)焊錫降低了芯片封裝時(shí)的焊接溫度，減少了氣泡的產(chǎn)生幾率，從而使得芯片表面金屬層和引腳焊片之間的焊接更加牢固。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述低熔點(diǎn)合金可選用)(650焊錫?，F(xiàn)有工業(yè)中常用的焊錫熔融溫度為380°C，而)(650焊錫在360°C的溫度下即可進(jìn)入熔融狀態(tài)，本實(shí)用新型選用)(650焊錫，降低了芯片封裝時(shí)的焊接溫度，減少了氣泡的產(chǎn)生幾率，從而使得金屬層和引腳焊片焊接更加牢固可靠。所述焊錫的焊接厚度最好為6-lOum，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型降低了焊錫的焊接厚度，在保證金屬層與引腳焊片良好連接的情況下進(jìn)一步降低了氣泡的產(chǎn)生幾率。

圖1本實(shí)用新型一種新型封裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.芯片；2.芯片表面金屬層；3.引腳焊片；4.焊錫。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，一種大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片1、芯片表面金屬層2和引腳焊片3，芯片1和芯片表面金屬層2通過歐姆接觸相連接，芯片表面金屬層2通過低熔點(diǎn)焊錫 4與引腳焊片3連接。所謂歐姆接觸是指金屬與半導(dǎo)體的接觸，其接觸面的電阻值遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體本身的電阻，使得組件操作時(shí)，大部分的電壓降在活動(dòng)區(qū)而不在接觸面，因而這種接觸不會(huì)影響器件的電流-電壓特性。芯片在封裝過程中，焊錫中氣泡的出現(xiàn)在所難免。然而氣泡的出現(xiàn)，易造成流過芯片的電流不均勻，導(dǎo)致局部擊穿，局部放電等現(xiàn)象，大大降低了芯片的功率。為了提高芯片的使用功率，降低焊錫中氣泡出現(xiàn)的幾率將是行之有效的方法。工業(yè)常用的焊錫的熔融溫度為380°C，實(shí)驗(yàn)證明，焊接溫度越高，焊接時(shí)氣泡的產(chǎn)生率將會(huì)越高，因此本實(shí)用新型選用低熔點(diǎn)焊錫4作為芯片表面金屬層2與引腳焊片3之間的焊接材料，優(yōu)選X650焊錫。)(650焊錫的熔融溫度為360°C，與現(xiàn)有技術(shù)相比降低了焊接溫度，從另一個(gè)方面降低了氣泡出現(xiàn)的幾率。以PESDUC9D5VU為例，采用現(xiàn)有封裝結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的PESDUC9D5VU的氣泡密度為6107/mm3，采用本實(shí)用新型提供的大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的PESDUC9D5VU的氣泡密度為5190/mm3，氣泡密度降低15%，芯片功率提高12. 33%。此外，本實(shí)用新型在保證芯片表面金屬層2與引腳焊片3良好連接的情況下，通過減小焊錫4的厚度來降低焊錫4中的氣泡量。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，焊錫4的焊接厚度優(yōu)選6-10um。本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例，在本實(shí)用新型公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、芯片表面金屬層和引腳焊片，其特征在于， 所述芯片和所述芯片表面金屬層通過歐姆接觸相連接，所述芯片表面金屬層通過低熔點(diǎn)焊錫與所述引腳焊片連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述低熔點(diǎn)焊錫為 X650焊錫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述焊錫的焊接厚度為 6_10umo
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大功率芯片的封裝結(jié)構(gòu)，屬芯片封裝結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。它包括芯片、芯片表面金屬層和引腳焊片，所述芯片和所述芯片表面金屬層通過歐姆接觸相連接，所述芯片表面金屬層通過低熔點(diǎn)焊錫與所述引腳焊片連接。本實(shí)用新型通過歐姆接觸使得芯片和芯片表面金屬層之間不產(chǎn)生明顯的附加阻抗，而且不會(huì)使芯片內(nèi)部的平衡載流子濃度發(fā)生顯著的改變。采用低熔點(diǎn)焊錫降低了芯片封裝時(shí)的焊接溫度，減少了氣泡的產(chǎn)生幾率，從而使得芯片表面金屬層和引腳焊片之間的焊接更加牢固。本實(shí)用新型使得芯片在不改變外形尺寸的前提下，提供了更大的功耗。
文檔編號(hào)H01L23/488GK202178250SQ20112030843
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者黃素娟 申請(qǐng)人:揚(yáng)州江新電子有限公司