[發明專利]高耐熱性粘接材料和使用它的半導體結構

無效

• 申請號: 201210570250.X
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103021968A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 包興坤
• 申請（專利權）人: 蘇州硅智源微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明總的來說涉及半導體器件及其結構，更特別的是本發明涉及的半導體結構中的半導體芯片具有更好的熱工作環境。

背景技術

半導體芯片一般安裝在一個密封包裝的空腔或塑料封裝包中。該芯片通過使用適當的粘合劑粘合到一個支持基板上。在功率器件上，相當數量的熱量由該芯片產生，且適當的熱量從芯片傳至基板和散熱所需的封裝上。然而，一些集成電路芯片不能產生足夠的熱量以達到通過封裝來散熱的目的。更重要的是，安裝通過整個芯片或在芯片之間的封裝需要一個均勻的溫度。因此，在芯片與基板和封裝之間提供均勻的、高耐熱阻力是必需的。

發明內容

本發明一個對象是提高了芯片和封裝之間熱阻力的封裝的半導體芯片。本發明的另一個對象是一種粘結材料，它用來將半導體芯片粘接到支持基板上，且在芯片和基板之間提供均勻的、高耐熱阻力。本發明的一個特征是，一種粘接材料包括粘合劑和耐高溫的材料分散其中。

本發明的技術解決方案

簡單地說，在根據發明制備粘結材料時，需要提供一個合適的粘結劑如環氧樹脂，硅樹脂或聚酰亞胺。高耐熱性材料如玻璃、陶瓷微珠和普遍統一大小的微球被添加到粘合劑中。該粘接材料之后被應用到半導體芯片和支持基板之間且被熱固化。在一個塑料封裝器件中，該固化粘接材料在塑料封裝之前封裝在半導體芯片上。所以本發明和對象及其特點將通過下面的詳細描述和根據繪圖敘述的權利要求更加明顯。

對比文獻，

發明專利：高性能芯片封裝及方法，申請號：99103943.2。

附圖說明

圖1是一個部分片段的側視圖，根據本發明的具體說明，使用粘接材料將半導體芯片安裝在密封包裝的基板上。

圖2是一個根據本發明的具體說明使用粘接材料的塑料封裝半導體芯片的部分片段的剖視圖。

具體實施方式

圖1是一個部分片段的側視圖，將半導體芯片10安裝在一個作為密封包裝的支持基板12上。芯片10在空間上從包裝上分離，除了其底部表面使用粘合劑(圖中顯示為14)連接到基板12上。如上所述，以促進半導體芯片傳熱至基板且達到封裝散熱的目的，這在功率器件中是可取的。然而，在許多集成電路中，更重要的在整個半導體芯片中和在同一封裝中的半導體芯片間保持一致的溫度。

根據本發明，粘合劑14包括一個粘合劑如環氧樹脂或聚酰亞胺，用16表示，里面的高耐熱性材料如玻璃微球18是分散的。玻璃微球增加粘合劑的熱阻，且玻璃微球的均勻分布促進半導體芯片10與基板12之間的統一熱電阻增大。

圖2是一個根據本發明的另一個塑料封裝芯片實現的剖視圖。在這鐘實現方式中芯片20根據之前的本發明的概括用粘接材料22嵌入并封裝在塑料包裝24之內。使用芯片粘接材料22將半導體芯片20涂層后，在粘接材料的固化之前，芯片20放置在一個芯片踏板26上。因此，半導體芯片粘結在芯片踏板26上，且在塑料封裝之前，使用粘接材料22完全封裝。

根據本發明的一個體現，在制造粘接材料的過程中，采用的是成分為聚酰亞胺的粘合劑。商用玻璃微球通過篩選以獲得統一大小的微球。微球有直徑3-4密耳，4-5密耳，和5-6密耳，已被用于不同的具體實現。聚酰亞胺在室溫下是固化液體，且當高耐熱性材料加入到粘結劑之后，粘接材料被應用到半導體芯片如上所述。此后，在固化粘接材料的過程中，半導體器件是溫度循環的。使用聚酰亞胺，將粘結材料和半導體裝置加熱到90℃約一個小時，150℃約一個小時，和300℃約一小時分別來影響效果。

其他粘合劑如環氧樹脂和有機硅粘合劑可以被使用，且其他高耐熱性材料如玻璃、陶瓷微珠和陶瓷泡沫都可以被使用。

根據本發明制作的粘接材料，已被證明在提高封裝集成電路芯片的工作溫度的一致性時是成功的。盡管本發明已經通過特定的實現被描述，但這種描述是闡述性質的而不應當被視為對本發明的限制。正如權利要求所聲明的，對于這種技術有深刻理解的相關研究人員在沒有背離本發明的本質精神與范疇的前提下有可能會提出各種修改和應用。