[發明專利]一種半導體芯片封裝件及其制造方法

在審

• 申請號: 201811076664.0
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN110911376A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 廖童佳;史波;江偉;馬浩華
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L21/52
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明提供了一種半導體芯片封裝件及其制造方法，該封裝件包括一個引線框架、設置在該引線框架上的一個芯片襯墊、設置在上述芯片襯墊上的一個半導體芯片，其中，該半導體芯片與引線框架通過芯片襯墊電連接。并且，上述芯片襯墊的熱膨脹系數大于半導體芯片的熱膨脹系數而小于引線框架的熱膨脹系數。通過在引線框架與半導體芯片之間設置一芯片襯墊，且該芯片襯墊的熱膨脹系數大于半導體芯片的熱膨脹系數而小于引線框架的熱膨脹系數，緩解半導體芯片內部應力較大問題，減緩半導體芯片內部晶胞損傷程度，改善半導體芯片翹曲出現能帶彎曲，提高半導體芯片封裝器件的可靠性能。

技術領域

本發明涉及半導體芯片封裝領域，尤其涉及到一種半導體芯片封裝件及其制造方法。

背景技術

隨著半導體芯片技術的發展，追求半導體芯片厚度薄、性能強成為發展趨勢。傳統的半導體芯片封裝技術是采用在半導體芯片和銅質引線框架之間直接焊接結合材，參考圖1，半導體芯片2通過結合材直接粘接在引線框架1上。但銅質引線框架的線膨脹系數約為17.7×10^-6/℃，半導體芯片2的線膨脹系數約為2.5×10^-6/℃，顯然銅質引線框架的線膨脹系數要比半導體芯片2的線膨脹系數要大很多。從而封裝好的半導體芯片器件會由于封裝應力不匹配從而出現分層翹曲現象，導致半導體芯片2內部晶胞損傷或半導體芯片翹曲出現能帶彎曲，最終導致半導體芯片封裝器件的失效。

發明內容

本發明提供了一種半導體芯片封裝件及其制造方法，用以解決半導體芯片封裝件在封裝或使用過程中的芯片翹曲或芯片內部晶胞損傷問題。

第一方面，本發明提供了一種半導體芯片封裝件，該封裝件包括一個引線框架、設置在該引線框架上的一個芯片襯墊、設置在上述芯片襯墊上的一個半導體芯片，其中，該半導體芯片與引線框架通過芯片襯墊電連接。并且，上述芯片襯墊的熱膨脹系數大于半導體芯片的熱膨脹系數而小于引線框架的熱膨脹系數。

在上述的技術方案中，通過在引線框架與半導體芯片之間設置一芯片襯墊，且該芯片襯墊的熱膨脹系數大于半導體芯片的熱膨脹系數而小于引線框架的熱膨脹系數，緩沖半導體芯片封裝件內部溫度變化所引起的引線框架與半導體芯片之間較大的形變差。從而緩解半導體芯片內部應力較大問題，減緩半導體芯片內部晶胞損傷程度，改善半導體芯片翹曲出現能帶彎曲，提高導致半導體芯片封裝器件的可靠性能。

上述的芯片襯墊的熱膨脹系數包括線膨脹系數α，該芯片襯墊的線膨脹系數α的取值范圍為4×10^-6/℃≤α≤12×10^-6/℃。該芯片襯墊包括芯片本體，該芯片襯墊本體可以由鋁碳化硅或陶瓷制成。

上述的芯片襯墊還包括設置在芯片襯墊本體上的導電層，半導體芯片與引線框架通過導電層電連接。通過設置的導電層可以增加半導體芯片與引線框架之間的導電率，改善芯片襯墊導電率較差的問題。上述導電層可以為由鎳、銀或者銀鎳合金制成。

在上述的方案中，該引線框架上設置一個芯片座，芯片襯墊粘接在該芯片座上。并且半導體芯片與該芯片座通過上述的芯片襯墊電連接。

上述的引線框架還設置有若干引腳。上述的半導體芯片包括若干芯片焊盤，該若干芯片焊盤與上述的若干引腳一一對應設置，并每個芯片焊盤和與之對應設置的引腳通過鍵合線電連接。

上述的半導體芯片封裝件還包括封裝層，該封裝層將上述的引線框架、半導體芯片、芯片襯墊以及鍵合線包裹密封，其中，上述的若干引腳的一端外露于上述的封裝層，使半導體芯片與外部實現電連接。該封裝層的材料可以為環氧樹脂、硅膠等。

上述的半導體芯片可以為功率芯片、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，絕緣柵雙極型晶體管)芯片、傳感器芯片等。