[發明專利]三維集成功率厚膜混合集成電路的集成方法

有效

• 申請號: 201210535356.6
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103107123A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 楊成剛;蘇貴東
• 申請（專利權）人: 貴州振華風光半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/70
• 分類號: H01L21/70
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 劉安寧

技術領域

本發明涉及混合集成電路，進一步來說，涉及厚膜混合集成電路，尤其涉及三維集成功率厚膜混合集成電路。?

背景技術

原有混合電路的集成技術中，在陶瓷基片的混合集成面采用二維平面集成技術或三維垂直堆疊芯片技術，將半導體芯片、其他片式元器件直接裝貼在厚膜基片上，再采用鍵合絲（金絲或硅鋁絲）進行引線鍵合，完成整個電器連接，最后在特定的氣氛中將管基和管帽進行密封而成。

原有技術存在的主要問題是：由于采用二維平面集成技術，半導體芯片、其他片式元器件以最大面方向貼裝到陶瓷基片上，芯片與基片的引線鍵合從一個焊點到另一個焊點之間需要一定的跨度，再加上基片上還需要根據具體電路的要求制作必要的厚膜電阻、厚膜電容、厚膜電感等，因此，基片表面的芯片貼裝數量有限，芯片集成效率受基片面積的影響，芯片集成度難以提高。若采用三維垂直堆疊芯片技術，則芯片工作時，產生熱量疊加，增加散熱的難度，限制混合集成電路功率的進一步提升。

中國專利數據庫中，與三維集成和混合集成電路相關的申請件有3件，即200710176933.6號《三維CMOS與分子開關器件的混合集成電路結構的制備方法》、200710176934.0號《三維CMOS與分子開關器件的混合集成電路結構》、200720046276.9號《雙束雙波長激光三維微熔覆制造混合集成電路基板的設備》。但這些專利與本發明并無關系，目前尚無三維集成功率厚膜混合集成電路的申請件。

發明內容

本發明的目的是提供三維集成功率厚膜混合集成電路的集成方法，將所有芯片或其他片式元器件的最大面與基片或底座進行裝貼，確保所有芯片或其他片式元器件與基片或底座進行最大面積的接觸，增大散熱面積、加快散熱速度，達到提升功率混合集成電路的最大使用功率。

為達到上述發明目的，發明人采用凸型陶瓷基片代替傳統的平面型陶瓷基片，在凸型陶瓷基片水平面及凸起部分兩側面同時進行芯片和片式元器件的集成；采用絲網印刷或描繪的方式，在凸型陶瓷基片上，按產品設計的圖形印刷或描繪所需的導帶漿料或阻帶漿料，經高溫燒結和激光調阻后，得到所需的基片，兩側面之間通過通孔、金屬化填充進行連接；再采用共晶焊接或漿料粘接的方式將基片裝貼在管基底座上；最后采用厚膜混合集成的方式，在凸型陶瓷基片上集成一個以上半導體芯片或其他片式元器件，并完成半導體芯片的引線鍵合。

上述絲網印刷是先在有機薄膜上印刷導帶漿料或阻帶漿料，然后再轉貼到凸型陶瓷基片的水平面和側面，實現圖形的轉移。

上述絲描繪是采用手工描繪或電腦描繪的方式，將導帶漿料或阻帶漿料，直接描繪到凸型陶瓷基片的水平面和側面，實現圖形的轉移。

上述凸型陶瓷基片有背面金屬化層。

上述通孔位于凸型陶瓷基片的凸起部分。

上述片式元器件不包括半導體芯片。

本發明方法有以下特點：①在凸型陶瓷基片的水平面及凸起部分的兩側面同時進行芯片或其他片式元器件，實現所有芯片或其他片式元器件與基片或底座進行最大面積的接觸，增大散熱面積、加快散熱速度，達到提升功率混合集成電路最大使用功率的目的；②在凸型陶瓷基片的水平面及凸起部分的兩側面同時進行芯片或其他片式元器件，實現高密度三維集成，大大提高混合集成電路的集成度；③可集成更多的半導體芯片、其他片式元器件，因而可集成更多的功能；④可減少整機應用系統使用電子元器件的數量，從而減小整機的體積，提高應用系統的可靠性；⑤采用高密度集成，大大縮短引線長度，可進一步提高混合集成電路的工作頻率和可靠性。

用本方法生產的此類器件廣泛應用于航天、航空、船舶、精密儀器、通訊、工業控制等領域，特別適用于裝備系統小型化、高可靠的領域，具有廣闊的市場前景和應用空間。

附圖說明

附圖用以比較本發明與原有技術的區別，并進一步說明本發明方法。

圖1為管基示意圖，圖2為原有集成技術示意圖，圖3為本發明的陶瓷基片放大示意圖，圖4?為本發明的陶瓷基片通孔、印刷導帶、阻帶及背面金屬化放大示意圖，圖5為本發明的集成技術示意圖。

圖中，1為管腳，2為底座，3為管基，4為內引線，5為阻帶，6為芯片，7為導帶/鍵合區，8為垂直堆疊芯片，9為片式元器件，10為陶瓷基片，11為凸型陶瓷基片，12為通孔，13為垂直集成部分，14為背面金屬化層。?

具體實施方式

以下實施例用以說明三維集成功率厚膜混合集成電路的生產方法。

實施例：

（1）?選取產品需求的管基、管帽；