[發明專利]用于芯片封裝的電極以及使用該電極的芯片封裝結構

在審

• 申請號: 201710059273.7
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106783787A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 付猛
• 申請（專利權）人: 東莞市阿甘半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/492
• 分類號: H01L23/492;H01L23/36;H01L23/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及封裝電極，特別是用于芯片封裝的電極以及使用該電極的芯片封裝結構。

背景技術

在功率芯片在應用時一方面需要良好的散熱，另一方面在溫度上升及下降循環或沖擊等熱疲勞測試時由于散熱電極的熱膨脹系數與芯片不匹配時將會使得芯片產生損傷而失效。

傳統的芯片封裝在芯片的兩邊焊接有兩個銅電極，整體再采用陶瓷或塑封而成。由于銅的散熱及導電均較好，但其熱膨脹系數較高，在溫度循環(-40℃-85℃)或溫度沖擊等熱疲勞測試時很容易將芯片拉扯損傷。采用銅作為電極其散熱與溫度循環或溫度沖擊等熱疲勞性能不能夠兼容。因此，需要開發一種芯片封裝電極，防止在溫度循環過程中芯片損傷而失效。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于芯片封裝的電極，以解決芯片在溫度循環或溫度沖擊等熱疲勞過程中被電極拉扯導致損傷的問題。

為實現以上目的，本發明提供一種用于芯片封裝的電極，該電極包括：

第一基體材料，該第一基體材料的熱膨脹系數范圍為0-12×10^-6/℃；以及

第二基體材料，該第二基體材料為導電材料且該第二基體材料的熱導率范圍為60-600W/m﹒k；

其中該第一基體材料與該第二基體材料混合形成復合材料，或者該第一基體材料和該第二基體材料中的一者嵌設于另一者的一個或多個部位形成電極。

進一步，該電極的第一表面露出該第一基體材料以及該第二基體材料。

進一步，第一基體材料的至少一部分具有多孔連孔結構，該第二基體材料填充于該多孔連孔結構的孔中；或者第二基體材料的至少一部分具有多孔連孔結構，該第一基體材料填充于該多孔連孔結構的孔中。

進一步，該第一基體材料設置有至少一個凹坑或通孔，該第二基體材料設置在該凹坑或通孔中。

進一步，該第二基體材料設置有至少一個凹坑或通孔，該第一基體材料設置在該凹坑或通孔中。

進一步，該第一基體材料為金屬材料或非金屬材料

優選地，該金屬材料為鉬、鎢、鐵鎳合金中的一種，或兩種或兩種以上形成的混合物。

優選地，該非金屬材料為石墨、三氧化二鋁陶瓷、氮化鋁、氧化鈹、碳化硅的一種，或兩種或兩種以上形成的混合物。

進一步，其特征在于該第二基體材料為銅、鋁、銀、金中的一種，或兩種或兩種以上形成的混合物，或為包括銅、鋁、銀、金中的一種或兩種以上的復合材料。

進一步，該電極還包括金屬層，該金屬層覆蓋該第一基體材料的外表面的至少一部分。

優選地,該金屬層的材料為銅、銀、金、鋁或鎳。

本發明還提供一種芯片封裝結構，包括：

芯片；以及

一個或多個與該芯片連接的如上面所述的電極，其中該第一基體材料和該第二基體材料通過焊接層或導電連接物與芯片連接。

本發明的用于芯片封裝的電極，采用熱膨脹系數范圍為0-12×10^-6/℃的第一基體材料以及熱導率范圍為60-600W/m﹒k的第二基體材料混合形成復合材料，或者該第一基體材料和該第二基體材料中的一者嵌設于另一者的一個或多個部位，通過上面的設置，第一基體材料和第二基體材料形成的電極整體表現出來的熱膨脹系數與芯片的熱膨脹系數接近，且具有較好的導電導熱性，可以作為電極材料并同時在溫度循環或溫度沖擊等熱疲勞過程中不會將芯片拉扯而導致芯片損傷。

附圖說明

圖1是本發明的某些實施例的電極的微觀圖。

圖2A是本發明的某些實施例的電極的俯視圖。

圖2B-D是本發明的某些實施例的多孔連孔結構的縱向剖面。

圖3是本發明的另一實施例的電極的剖面圖。

圖4是本發明的另一實施例的電極的剖面圖。

圖5是本發明的另一實施例的電極的剖面圖。

圖6是本發明的另一實施例的電極的剖面圖。

圖7是本發明的另一實施例的電極的剖面圖。

圖8是本發明的某些實施例的芯片封裝結構的剖面圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。