[發明專利]一種堆疊式集成電路芯片及其封裝方法

在審

• 申請號: 202110197294.1
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN113013113A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 黃明樂
• 申請（專利權）人: 合肥仙湖半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L25/07;H01L23/49;H01L21/56
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 李佼佼

本發明公開了一種堆疊式集成電路芯片及其封裝方法，本發明中：基板一側設有集電極；集電極引腳的兩側分別設有門極引腳和發射極引腳；第一芯片焊接固定在基板上表面；第一芯片的上表面焊接有金屬片；金屬片的一端與發射極引腳連接；金屬片的另一端與第一芯片頂部的引腳連接；第二芯片倒裝焊接在金屬片上表面上；頂層的上表面復合有一層頂部金屬層；底層的下表面復合有一層底部金屬層；第二芯片通過連接件與極板連接。本發明通過設置金屬片將第一芯片與基板進行連接，然后將第二芯片倒裝焊接在金屬片上，通過金屬片將芯片工作的熱量快速導出，解決了芯片的散熱的問題的同時，封裝工藝簡單，并且有效減少了IGBT或功率半導體的封裝體積，降低封裝費。

技術領域

本發明屬于電路芯片技術領域，特別是涉及一種堆疊式集成電路芯片及其封裝方法。

背景技術

隨著半導體和集成電路技術的發展，芯片的器件類型越來越豐富，集成度越來越高，在二維平面上，隨著半導體工藝發展到某個極致程度，無法進一步提高芯片的性能，因此，目前業內提出了一種三維堆疊的概念，將芯片從二維擴展到三維，即將不同功能的芯片模塊上下堆疊在一起進行封裝，從而提高芯片的整體性能和良率。

現有的堆疊式半導體芯片需要要做TVS通孔，加工工藝也是特別的復雜與麻煩，要求的設備也是特別昂貴，同時由于工藝復雜，特別容易導致良率很低，并且如果是做功率半導體芯片的堆疊，就沒有辦法解決散熱的問題。

現在本發明剛好利用了在IGBT的封裝中，需要建立電氣連接，需要將IGBT晶圓頂部的發射極引腳連接到銅框架的發射極引腳，采用銅片來做連接的載體，既解決了芯片散熱的問題，又解決了上層芯片在堆疊封裝時的立足地基的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種堆疊式集成電路芯片及其封裝方法，通過設置金屬片將第一芯片與基板進行連接，然后將第二芯片倒裝焊接在金屬片上，通過金屬片將芯片工作的熱量快速導出，解決了芯片的散熱的問題的同時，封裝工藝簡單，并且有效減少了IGBT或功率半導體的封裝體積，降低封裝費。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為一種堆疊式集成電路芯片及其封裝方法，包括：

基板，所述基板一側設有集電極；所述集電極引腳的兩側分別設有一門極引腳和一發射極引腳；

第一芯片，所述第一芯片焊接固定在基板上表面；所述第一芯片的上表面焊接有一金屬片；所述金屬片的一端與發射極引腳連接；所述金屬片的另一端與第一芯片頂部的引腳連接；通過設置金屬片的替代銅線或者鋁線，或者鋁帶，然后在金屬片上倒著焊接第二芯片，既解決了芯片散熱的問題，又解決了第二芯片在堆疊封裝時的立足地基的問題；

第二芯片，所述第二芯片倒裝焊接在金屬片上表面上；所述第二芯片由頂層和底層組成；所述頂層的上表面復合有一層頂部金屬層；所述底層的下表面復合有一層底部金屬層；所述第二芯片通過一連接件與極板連接。

進一步地，所述底部金屬層和頂部金屬層通過電鍍方式復合在第二芯片的表面。

進一步地，所述連接件為金屬條或金屬線。

一種堆疊式集成電路芯片的封裝方法，包括以下步驟：

步驟一：將第一芯片的下端焊接固定極板的上表面上；

步驟二：將金屬片焊接在第一芯片的上表面上，所述金屬片的一端與發射極引腳焊接固定；所述金屬片的另一端與第一芯片頂部的引腳焊接固定，建立電氣連接；

步驟三：將第二芯片倒裝焊接固定在金屬片的上表面上；所述第二芯片的頂部金屬層與金屬片焊接連接；

步驟四：采用連接件將第二芯片與基板連接建立電氣連接，所述連接件的一端與第二芯片通過焊接方式固定連接，所述連接件的另一端與基板通過焊接方式固定連接；從而完成堆疊式集成電路芯片的組裝。