[發明專利]一種表貼半導體元件氣密封裝結構

有效

• 申請號: 201310010818.7
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103928432A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 劉立東
• 申請（專利權）人: 內蒙航天動力機械測試所
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子學領域，涉及半導體的封裝技術，并且更具體地涉到一種表貼(表面貼裝)半導體元件氣密封裝結構。

背景技術

半導體封裝是指將通過測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立芯片的過程。封裝技術的水平直接影響到半導體自身性能的發揮和與之連接的印制電路板的設計和制造，是半導體制造的重要技術之一。封裝不僅起著安裝、固定、密封等保護芯片及增強電熱性能等方面的作用，而且還通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印制電路板上的導線與其它器件相連接，從而實現內部芯片與外部電路的連接。

按封裝的外形、尺寸、結構分類可分為引腳插入型、表面貼裝型和高級密封。表面貼裝技術是當前電子組裝制造的主流。此種表貼氣密封裝結構適合于功率半導體芯片的封裝，結構簡單，成本低。

半導體按封裝密封性方式可分為氣密性封裝和樹脂封裝兩類。他們的目的都是將芯片與外部溫度、濕度、空氣等環境隔絕，起保護和電氣絕緣作用，同時還可實現對外散熱及緩和應力。氣密性封裝所用到的外殼可以是金屬、陶瓷，所使用保護性氣體可以是真空或惰性氣體(如氮氣、氦氣、或氮氦混合氣等)，此種封裝封好后，可長期阻止外界空氣、水汽、污染物等進入封裝內，不會對內部芯片、內部結構造成腐蝕或其它形式的損害，因此具備非常好的可靠性，主要用于航空航天、軍事領域。但是，現有的氣密性封裝價格高，制造工藝難度大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種表貼半導體元器件氣密封裝結構，使用金屬或陶瓷材料進行氣密性封裝，在保證氣密性封裝可靠性的基礎上，解決了現有金屬與陶瓷之間結合困難，成本較高的問題，并進一步提高了半導體的使用壽命。

為了實現上述目的，本發明提供一種表貼半導體元器件氣密封裝結構，包括基板、半導體芯片、金屬線、封蓋。表貼管腳金屬片、陶瓷底板共同組合成表貼氣密封裝的基板，其中表貼管腳金屬片焊接在陶瓷底板上。

優選地，陶瓷底板包括底面框形金屬膜、陶瓷基體、上面框形金屬膜、芯片安裝用貫通孔和金屬線用貫通孔，其中底面框形金屬膜、陶瓷基體、上面框形金屬膜通過高溫高壓方式結合為一體，底面框形金屬膜用于焊接表貼管腳金屬片，上面框形金屬膜用于焊接金屬封蓋。

優選地，底面框形金屬膜、芯片安裝用貫通孔和金屬線用貫通孔的形狀是方形、圓形或其它形狀。

優選地，通過焊錫片將表貼管腳金屬片焊接在陶瓷底板上。

優選地，半導體芯片通過焊錫片焊接在表貼管腳金屬片上。

優選地，所述表貼半導體元器件氣密封裝機構包括多個半導體芯片。

優選地，封蓋內部為凹腔，在保護內部結構的同時還能承受一定的外應力。

優選地，封蓋和基板之間通過焊錫片焊接。

本發明包括如下有益效果：1)基板采用陶瓷底板加表貼管腳金屬片焊接的方式進行連接，避免了直接成型造成的難度和成本問題，同時焊錫片焊接可以保證其良好的氣密性。2)封蓋內部為一凹腔，在保護內部結構的同時還能承受一定的外應力。本發明可以使用在要求較高的場合，滿足航空、航天、軍工領域的要求，半導體使用壽命超過30年，能夠達到歐美對航空航天及軍用半導體元件壽命的最高要求。

附圖說明

圖1為表貼半導體元件氣密封裝結構的外形圖。

圖2為表貼半導體元件氣密封裝結構的內部結構圖。

圖3為表貼半導體元件氣密封裝結構的陶瓷底板結構圖。

圖4為表貼半導體元件氣密封裝結構的金屬封蓋圖。

圖5為表貼半導體元件氣密封裝結構的底部裝配結構圖。

圖6為表貼半導體元件氣密封裝結構安裝金屬封蓋前的結構圖。

圖中所示標記如下：1、半導體元器件表貼管腳金屬片；2、焊錫片a；3、金屬線表貼管腳金屬片；4、焊錫片b；5、陶瓷底板；6、焊錫片c；7、半導體芯片；8、金屬線；9、框形焊錫片d；10、金屬封蓋。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實例對本發明進行詳細描述。

參見各附圖，附圖中類似的數字表示相同或相應的部件。需要注意的是，各附圖僅說明了本發明的具體實例，并不限定本發明的保護范圍。

圖1是表貼氣密封裝的外形圖。如圖1所示，半導體元器件表貼管腳金屬片1和金屬線表貼管腳金屬片3是表貼氣密封裝的外部管腳，形成導熱導電通路。金屬封蓋10用于形成氣密封裝外殼，保護內部芯片結構不受外部氣體、水汽及其它物質的入侵。陶瓷底板5構成表貼氣密封裝的支架并同時起到絕緣及隔絕各電路(極)的作用。