[發明專利]一種半導體芯片封裝結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202010599081.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111933603A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 劉旭;葉懷宇;張國旗
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

1.一種半導體芯片封裝結構，其特征在于，包括用于芯片連接的連接結構，所述連接結構包括：順序依次設置的基板、連接材料、芯片、納米銅材料層和銅線；所述銅線通過引線鍵合工藝與所述納米銅材料層連接，所述納米銅材料層厚度為25μm-500μm。

2.如權利要求1所述的一種半導體芯片封裝結構，其特征在于，所述納米銅材料層為一整體結構，納米銅材料層原料厚度為50μm-1mm。

3.如權利要求1所述的一種半導體芯片封裝結構，其特征在于，所述納米銅材料層原材料選自納米銅膏或納米銅膜，所述納米銅膏或所述納米銅膜的厚度為5μm-1mm。

4.如權利要求1所述的一種半導體芯片封裝結構，其特征在于，在所述納米銅材料層上設置銅箔，所述銅箔厚度為1μm-475μm。

5.如權利要求1所述的一種半導體芯片封裝結構，其特征在于，所述納米銅材料層的原料包括：順序依次設置的第一納米銅連接層、第二納米銅連接層、第三納米銅連接層，每層納米銅連接層厚度范圍為5μm-1mm，所述第一納米銅連接層、所述第二納米銅連接層、所述第三納米銅連接層的致密度依次升高。

6.權利要求1所述的一種半導體芯片封裝結構，其特征在于，所述納米銅材料層原料為納米銅膏或納米銅膜，所述納米銅膏或納米銅膜中的納米銅顆粒直徑為10nm-20μm。

7.一種制備權利要求1-6任一半導體芯片封裝結構的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

S1.在基板上印刷或貼連接材料；

S2.所述連接材料上方放置芯片；

S3.所述芯片上方設置納米銅材料層，烘干，然后燒結；

S4.將銅線通過引線鍵合工藝連接燒結后的納米銅材料層。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述S3包括以下步驟：

S3.1.1:在所述芯片上方印刷或涂所述第一納米銅連接層，烘干；

S3.1.2:涂所述第二納米銅連接層，烘干；

S3.1.3:涂所述第三納米銅連接層，烘干，然后燒結；

所述烘干環境為：溫度：100-150℃，保溫時間：30s-30min，氣氛：空氣、氮氣、真空中的一種；所述燒結環境為：溫度：100℃-350℃，保溫時間：30s-30min，壓力輔助0MPa-30MPa，氣氛：氬氣、空氣、氮氣、5％氫氬混合氣、甲酸、真空中的一種。

9.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述S3包括以下步驟：

S3.2.1:在所述芯片上方印刷或涂所述第一納米銅連接層；

S3.2.2:涂所述第二納米銅連接層，烘干燒結；

S3.2.3:涂所述第三納米銅連接層，烘干燒結；

所述烘干環境為：溫度100-150℃，保溫時間：30s-30min，氣氛：空氣、氮氣、真空；所述燒結環境為：溫度：100℃-350℃，保溫時間：30s-30min，壓力輔助0MPa-30MPa，氣氛：氬氣、空氣、氮氣、5％氫氬混合氣、甲酸、真空中的一種。

10.一種制備權利要求1-6任一半導體芯片封裝結構的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

S5：在基板上印刷或貼連接材料；

S6：所述連接材料上方放置芯片；

S7：所述芯片上方設置納米銅材料層，烘干，在納米銅材料層上方設置納米銅箔，然后燒結；

S8：將銅線通過引線鍵合工藝連接到燒結后的銅箔上表面。