[發明專利]一種低成本的硅基模塊的封裝結構及其封裝方法有效

申請號：	201510570532.3	申請日：	2015-09-10
公開（公告）號：	CN105118817B	公開（公告）日：	2017-09-19
發明（設計）人：	張黎;龍欣江;賴志明;陳棟;陳錦輝	申請（專利權）人：	江陰長電先進封裝有限公司
主分類號：	H01L23/485	分類號：	H01L23/485;H01L23/488;H01L21/60
代理公司：	南京經緯專利商標代理有限公司32200	代理人：	趙華
地址：	214429 江蘇省無錫市江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種低成本模塊封裝結構及其方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種低成本的硅基模塊的封裝結構及其封裝方法，屬于半導體封裝技術領域。

背景技術

隨著電子工業的不斷發展，印刷電路板PCB上集成的器件越來越多，因此單個器件的小型化已經成為器件封裝工藝發展的必然趨勢。

發明內容

其中，MOSFET（金屬氧化物半導體場效應管）是利用電場效應來控制半導體的場效應晶體管。由于MOSFET 具有可實現低功耗電壓控制的特性，近年來受到越來越多的關注。MOSFET 芯片的源極（Source）和柵極（Gate）位于芯片的正面，其漏極(Drain) 通常設置在芯片的背面。

MOSFET芯片的封裝要求是大電流的承載能力、高效的導熱能力。通常的封裝方法是將漏極與引線框或基板直接連接，源極和柵極通過打線粗的金屬引線或寬的鋁帯與引線框或基板間接連接，但此種封裝形式的封裝結構往往較大，且只能實現單面的散熱，因散熱滿足不了需求而往往導致電流承載能力的下降。當然也有少數產品采用夾持Clip封裝結構進行封裝，可以實現雙面散熱，但其封裝結構繁雜且封裝良率偏低，生產成本偏高。因此，產業需要不斷尋找新的封裝結構技術，以在保證各項性能指標的同時降低封裝工藝難度，并降低生產成本。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種封裝結構簡潔、保證各項性能指標同時降低封裝工藝難度的低成本的硅基模塊的封裝結構及其封裝方法。

本發明是這樣實現的：

本發明一種低成本的硅基模塊的封裝結構，其包括硅基載體，所述硅基載體的上表面設置絕緣層，

還包括硅基芯片和金屬芯焊球，所述硅基芯片的正面設有若干個電極、背面設有金屬層，所述硅基芯片的正面覆蓋圖案化的鈍化層并開設露出電極的上表面的鈍化層開口，在所述鈍化層開口內設置金屬凸塊結構，所述金屬凸塊結構的頂端設置焊料層；

兩個或兩個以上的所述金屬芯焊球設置于硅基芯片的旁側，所述金屬芯焊球的內芯為金屬芯，其最外層包裹焊接層；

所述硅基載體的橫截面尺寸大于硅基芯片的橫截面尺寸，所述硅基載體承載金屬芯焊球和與之倒裝連接的硅基芯片，所述硅基載體的絕緣層上選擇性地設置再布線金屬層，所述金屬芯焊球通過其焊接層與再布線金屬層固連、硅基芯片的正面的電極通過金屬凸塊結構的焊料層與再布線金屬層固連，且所述再布線金屬層于彼此相鄰的兩個電極之間斷開絕緣，所述硅基芯片的背面金屬層的頂高和金屬芯焊球的頂高在同一平面。

進一步地，所述金屬凸塊結構包括鎳/金層，所述鎳/金層設置于鈍化層開口內。

進一步地，所述金屬凸塊結構包括鈦或鈦鎢金屬層、金屬柱及其頂部的焊料凸點，所述鈦或鈦鎢金屬層設置于呈陣列狀的鈍化層開口內，所述金屬柱設置于鈦或鈦鎢金屬層的表面。

進一步地，所述硅基芯片的背面金屬層的頂高和金屬芯焊球的頂高在同一水平面。

進一步地，所述金屬芯呈球狀，該金屬芯與焊接層之間設置金屬鎳層或鎳/金層。

進一步地，所述硅基芯片的電極包括源極和柵極，該硅基芯片的背面的金屬層為漏極。

進一步地，所述硅基芯片的背面的金屬層為鈦/鎳/金或鈦/鎳/銀的三層金屬結構。

進一步地，還包括填充劑，所述填充劑填充金屬芯焊球、硅基芯片、硅基載體彼此之間的空間。

本發明一種低成本的硅基模塊的封裝結構的封裝方法的工藝流程如下：

步驟一：取圓片Ⅰ，其電極露出鈍化層開口，清洗該圓片Ⅰ；

步驟二：在圓片Ⅰ的電極的上表面化學鍍鎳/金層或者在圓片Ⅰ的電極的上表面通過物理氣相沉積方法形成鈦或鈦鎢金屬層，在鈦或鈦鎢金屬層的表面形成金屬柱及其頂部的焊料凸點，再去除金屬柱周邊無效的鈦或鈦鎢金屬層；

步驟三：減薄圓片Ⅰ的背面厚度；

步驟四：在減薄后的圓片Ⅰ的背面通過電子束蒸發工藝形成金屬層；