[發明專利]功率芯片預封裝、封裝方法及其結構、晶圓預封裝結構

有效

• 申請號: 201910467609.2
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN110246814B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 武偉;林仲康;王亮;賽朝陽;董建軍;吳軍民;潘艷;張朋;李現兵
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網山西省電力公司晉城供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/49;H01L21/56
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 林韻英

本發明公開了一種功率芯片預封裝、封裝方法及其結構、晶圓預封裝結構，用于晶圓，晶圓上陣列排布有多個功率芯片，功率芯片的第一電極位于晶圓的第一表面，功率芯片的第二電極位于晶圓的第二表面，該預封裝方法包括：將多個第一引出電極分別連接在功率芯片的第一電極上；利用封裝材料填充各個第一引出電極之間的空間，形成包圍第一引出電極的第一封裝層；將多個第二引出電極分別連接在功率芯片的第二電極上；利用封裝材料填充第二引出電極之間的空間，形成包圍第二引出電極的第二封裝層；對晶圓進行切割，形成預封裝功率芯片。通過實施本發明，避免了功率芯片終端受到污染的可能，提高了功率芯片終端耐壓的可靠性。

技術領域

本發明涉及功率器件技術領域，具體涉及一種功率芯片預封裝、封裝方法及其結構、晶圓預封裝結構。

背景技術

功率半導體器件通常是指通過電流為數十至數千安，承受電壓為數百伏以上的電力電子器件，主要用于電力設備的電能變換。功率半導體器件包括絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、碳化硅金屬－氧化物半導體場效應晶體管(SiC MOSFET)等器件，其中，IGBT屬于電壓控制型電力電子器件，具有輸入阻抗大、驅動功率小、控制電路簡單、開關損耗小、開關速度快、工作頻率高、元件容量大、無吸收電路等優點，已廣泛應用于工業變流、電力牽引等領域。

目前，現有的功率芯片封裝方法多采用先將晶圓進行劃片形成單顆的功率芯片，然后在對功率芯片進行后續封裝工藝。由于傳統的封裝方法首先要對晶圓劃片形成單顆芯片，這就造成功率芯片從劃片開始就要暴露在外部環境中，其終端勢必會受到一定的污染，尤其是對于高壓芯片，其終端對外部環境更加敏感，更容易受到污染，從而導致器件可靠性下降。此外，對劃片后芯片的存儲與取放也增加了封裝流程和成本，影響封裝效率。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種功率芯片預封裝、封裝方法及其結構、晶圓預封裝結構，以解決現有功率芯片封裝方法會污染芯片終端、器件可靠性低的問題。

本發明提出的技術方案如下：

本發明實施例第一方面提供一種功率芯片預封裝方法，用于晶圓，所述晶圓上陣列排布有多個功率芯片，所述功率芯片的第一電極位于所述晶圓的第一表面，所述功率芯片的第二電極位于所述晶圓的第二表面，該功率芯片預封裝方法包括：將多個第一引出電極分別連接在所述功率芯片的第一電極上；利用封裝材料填充各個第一引出電極之間的空間，形成包圍所述第一引出電極的第一封裝層；將多個第二引出電極分別連接在所述功率芯片的第二電極上；利用所述封裝材料填充所述第二引出電極之間的空間，形成包圍所述第二引出電極的第二封裝層；對所述晶圓進行切割，形成預封裝功率芯片。

可選地，將多個第一引出電極分別連接在所述功率芯片的第一電極上，包括：采用焊接或燒結工藝將多個第一引出電極分別連接在所述功率芯片的第一電極上。

可選地，將多個第二引出電極分別連接在所述功率芯片的第二電極上，包括：采用焊接或燒結工藝將多個第二引出電極分別連接在所述功率芯片的第二電極上。

本發明實施例第二方面提供一種功率芯片封裝方法，該功率芯片封裝方法包括：通過壓接封裝工藝封裝根據本發明實施例第一方面及第一方面任一項所述的功率芯片預封裝方法得到的預封裝功率芯片。

本發明實施例第三方面提供一種晶圓預封裝結構，該晶圓預封裝結構包括：晶圓，所述晶圓包括陣列排布的多個功率芯片，所述功率芯片的第一電極位于所述晶圓的第一表面，所述功率芯片的第二電極位于所述晶圓的第二表面；多個第一引出電極，分別連接在所述第一電極上；第一封裝層，填充各個第一引出電極之間的空間；多個第二引出電極，分別連接在所述第二電極上；第二封裝層，填充各個第二引出電極之間的空間，且附著在所述晶圓的第二表面。

可選地，所述第二引出電極的尺寸小于所述功率芯片的尺寸，且大于第一引出電極的尺寸。