本實用新型涉及芯片封裝的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種芯片封裝器件。

背景技術(shù)：

絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼具M(jìn)OS的高輸入阻抗和GTR(巨型晶體管)的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大，MOS驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低，非常適合應(yīng)用于直流電壓為600v及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中IGBT模塊的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述封裝結(jié)構(gòu)包括：鋁碳化硅散熱板1，依次位于所述鋁碳化硅散熱板1之上的第一焊料層2、第一銅層3、陶瓷層4以及第二銅層5，位于所述第二銅層5上彼此隔開的第二焊料層6與第三銅層7，以及位于所述第二焊料層6上的彼此隔開的二極管芯片8與IGBT 9。所述二極管芯片8、IGBT 9以及第三銅層7通過導(dǎo)線10相連接。

所述導(dǎo)線10一般為金線、鋁線或銅線，線連接的缺點是導(dǎo)線長，電阻大，電能轉(zhuǎn)換成不必要的熱能。功率器件的金屬線為保證低電阻率，和加強(qiáng)散熱，必須使用粗線，在0.1毫米以上，普通的只有0.25毫米。這樣就使芯片與襯底的互聯(lián)距離很大，芯片之間的互聯(lián)也要比普通芯片大，使得終端產(chǎn)品面積比較大。

因此，提供一種縮小芯片之間距離的封裝，減小終端產(chǎn)品面積是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的一個技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種芯片封裝器件，減小芯片之間的距離，最終減小終端產(chǎn)品的面積。

本實用新型的技術(shù)方案是一種芯片封裝器件，包括：

基板，形成于所述基板上的多個間隔排列的第二粘接層；

多個芯片，分別位于所述第二粘結(jié)層上，所述芯片與所述第二粘結(jié)層一一對應(yīng)；

位于所述基板上且包圍所述芯片四周的塑封層；

位于所述塑封層以及所述芯片上的絕緣層；

位于所述絕緣層內(nèi)的開孔，所述開孔延伸至所述芯片；

在所述開孔內(nèi)形成的金屬導(dǎo)體層以及芯片之間的互連電路。

進(jìn)一步的，相鄰所述芯片之間的距離大于等于50um。

進(jìn)一步的，所述塑封層的厚度等于所述芯片的厚度。

進(jìn)一步的，所述塑封層的厚度小于所述芯片的厚度，在靠近所述基板的一側(cè)所述塑封層表面比所述芯片的表面低2um～10um。

進(jìn)一步的，所述芯片的正面設(shè)置有電路，在所述芯片的背面設(shè)置有電極，所述芯片的正面設(shè)置于所述第二粘接層上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的芯片封裝器件，在基板上設(shè)置有多個間隔排列的第二粘接層，芯片設(shè)置于所述第二粘接層上，在芯片的四周設(shè)置有塑封層，在所述塑封層以及所述芯片上設(shè)置有絕緣層，在絕緣層內(nèi)設(shè)置有延伸至所述芯片的開孔，在開孔內(nèi)形成有金屬導(dǎo)體層以及芯片之間的互連電路，由此實現(xiàn)多個芯片之間的互連；本實用新型所提供的芯片封裝器件能夠減小芯片之間的距離，最終減小終端產(chǎn)品的面積，有利于實現(xiàn)終端產(chǎn)品的小型化。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中IGBT模塊的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型一實施例所提供的芯片封裝方法的流程圖。

圖3為本實用新型一實施例所提供的芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4～圖12為本實用新型一實施例所提供的芯片封裝方法的各步驟結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本實用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步說明。當(dāng)然本實用新型并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

其次，本實用新型利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本實用新型實例時，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)對此作為本實用新型的限定。

本實用新型提供的芯片封裝器件，在基板上設(shè)置有多個間隔排列的第二粘接層，芯片設(shè)置于所述第二粘接層上，在芯片的四周設(shè)置有塑封層，在所述塑封層以及所述芯片上設(shè)置有絕緣層，在絕緣層內(nèi)設(shè)置有延伸至所述芯片的開孔，在開孔內(nèi)形成有金屬導(dǎo)體層以及芯片之間的互連電路，由此實現(xiàn)多個芯片之間的互連；本實用新型所提供的芯片封裝器件能夠減小芯片之間的距離，最終減小終端產(chǎn)品的面積，有利于實現(xiàn)終端產(chǎn)品的小型化。

圖2為本實用新型一實施例所提供的芯片封裝方法的流程圖，如圖2所示，本實用新型提出一種芯片封裝方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一承載板，所述承載板上設(shè)置有第一粘接層；

步驟S02：將多個芯片間隔放置于所述第一粘接層上；

步驟S03：采用塑封工藝在所述承載板上形成塑封層，所述塑封層填滿多個所述芯片之間的間隙，形成塑封芯片；

步驟S04：移除所述承載板與第一粘接層；

步驟S05：在所述塑封芯片上形成絕緣層，在所述絕緣層上形成開孔，在所述開孔內(nèi)沉積金屬形成金屬導(dǎo)體層以及芯片之間的互連電路；

步驟S06：對所述封裝芯片進(jìn)行切割，形成多個模塊；

步驟S07：提供一基板，所述基板上形成有多個金屬墊結(jié)構(gòu)，所述金屬墊結(jié)構(gòu)與所述模塊內(nèi)的芯片一一對應(yīng)；

步驟S08：在所述金屬墊結(jié)構(gòu)上形成第二粘接層；

步驟S09：將所述模塊遠(yuǎn)離所述絕緣層的一側(cè)粘接至所述基板。

圖4～圖12為本實用新型一實施例所提供的芯片封裝方法的各步驟結(jié)構(gòu)示意圖，請參考圖2所示，并結(jié)合圖4～圖12，詳細(xì)說明本實用新型提出的芯片封裝方法：

在步驟S01中，提供一承載板201，所述承載板201上設(shè)置有第一粘接層202，如圖4所示。

在本實施例中，所述承載板201為圓形、正方形或長方形。所述第一粘結(jié)層202具有在高溫或光照條件下其粘結(jié)性降低的性能。

在步驟S02中，將多個芯片100間隔放置于所述第一粘接層202上，如圖5所示。相鄰所述芯片100之間的距離大于等于50um，例如相鄰所述芯片100之間的距離為50um、60um或70um。

所述芯片的正面設(shè)置有電路，所述芯片的背面設(shè)置有電極，所述芯片的背面放置于所述第一粘接層上，具體的，圖3為本實用新型一實施例所提供的芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，所述芯片100包括半導(dǎo)體沉底150，在所述半導(dǎo)體襯底150正面設(shè)置有絕緣層140，在所述絕緣層140內(nèi)形成有凹槽，在所述凹槽內(nèi)填充有金屬，形成所述芯片100的柵極120與發(fā)射極130，作為芯片的輸入端與輸出端，在所述半導(dǎo)體襯底150的背面設(shè)置有集電極110。所述半導(dǎo)體襯底150的背面放置于所述第一粘接層上?？梢岳斫獾氖牵霭雽?dǎo)體襯底150的正面與背面是相對而言的，在本實施例中，以圖5為例，以遠(yuǎn)離所述第一粘接層201的一面為半導(dǎo)體襯底150的正面，以靠近所述第一粘接層201的一面為半導(dǎo)體襯底150的背面。

在步驟S03中，采用塑封工藝在所述承載板201上形成塑封層203，所述塑封層203填滿多個所述芯片100之間的間隙，形成塑封芯片200，如圖6所示。

所述塑封工藝為壓力塑封工藝或注塑工藝，所述塑封層203的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。使用環(huán)氧樹脂，利用壓力塑封工藝或注塑工藝將環(huán)氧樹脂與芯片鑄成一體，形成塑封芯片。所述環(huán)氧樹脂形成塑封層203，所述塑封層203填滿多個所述芯片之間的間隙，即所述塑封層203包圍所述芯片100的四周，所述塑封層203與所述芯片100的上表面平齊。塑封芯片可以根據(jù)承載板101的形狀，設(shè)計成圓形、正方形或長方形。所述塑封層203的厚度等于所述芯片100的厚度，或者，所述塑封層203的厚度也可以小于所述芯片100的厚度，例如，所述塑封層203的厚度比所述芯片100的厚度小2um～10um，使得所述芯片100背面的集電極110比所述塑封層203高出2um～10um。所述環(huán)氧樹脂包含低熱膨脹系數(shù)高分子材料，所述低熱膨脹系數(shù)高分子材料的體積濃度為7ppm～9ppm，例如所述低熱膨脹系數(shù)高分子材料的體積濃度為7ppm、8ppm或9ppm。所述低熱膨脹系數(shù)高分子材料是指熱膨脹系數(shù)小于4×10/℃的高分子材料。

在步驟S04中，移除所述承載板201與第一粘接層202，形成塑封芯片300，如圖7所示。

對所述塑封芯片200進(jìn)行加熱，使所述第一粘結(jié)層202的粘結(jié)性降低，然后使用真空吸盤將所述塑封芯片200中的所述承載板201以及第一粘結(jié)層202移除，形成塑封芯片300。

在步驟S05中，在所述塑封芯片300上形成絕緣層301，在所述絕緣層301上形成開孔，在所述開孔內(nèi)沉積金屬形成金屬導(dǎo)體層302以及芯片之間的互連電路303，如圖8所示。

具體的，首先，在所述塑封芯片300上涂布第一層絕緣層301，絕緣層301中的絕緣材料為集成電路封裝常用的紫外光照相制版材料。經(jīng)過曝光，顯影工藝，在對應(yīng)于所述芯片100的柵極與發(fā)射極的位置處形成開孔，所述開孔延伸至所述芯片100的上表面。

然后，使用濺射法，在所述第一層絕緣層301上沉積金屬種子層，厚度為0.2um～0.5um，目的是電鍍金屬，形成導(dǎo)線。

然后，在所述金屬種子層上涂布光刻膠，進(jìn)行曝光與顯影，暴露出開孔的位置，對暴露出的所述金屬種子層進(jìn)行電鍍，然后去除光刻膠，用酸刻蝕去除未被電鍍的金屬種子層，形成金屬導(dǎo)體層302以及芯片之間的互連電路303。

還包括，在上述形成的器件表面涂布第二層絕緣層304，在特定位置開孔，形成絕緣層開孔305，作為與外部電路的接口。

在步驟S06中，對所述塑封芯片進(jìn)行切割，形成多個模塊400，如圖9所示。所述模塊400可以為單一芯片，也可以是多芯片的集成。在本實施例以兩個芯片為例進(jìn)行說明。

在步驟S07中，提供一基板500，所述基板500上形成有多個金屬墊結(jié)構(gòu)，所述金屬墊結(jié)構(gòu)與所述模塊內(nèi)的芯片一一對應(yīng)，如圖10所示。所述基板500的材質(zhì)為金屬，具備導(dǎo)電功能或散熱功能。所述金屬墊結(jié)構(gòu)(圖中未示出)在所述基板500上的位置與所述模塊內(nèi)的芯片一一對應(yīng)。也就是說，如果模塊內(nèi)包含兩個芯片，則所述基板上也設(shè)置有兩個金屬墊結(jié)構(gòu)，所述金屬墊結(jié)構(gòu)之間的距離與所述芯片之間的距離相等。

在步驟S08中，在所述金屬墊結(jié)構(gòu)上形成第二粘接層501，如圖11所示。所述第二粘接層501的材料為焊錫，或者低溫?zé)Y(jié)材料，或者導(dǎo)電膠，或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他材料。

在步驟S09中，將所述模塊400遠(yuǎn)離所述絕緣層的一側(cè)粘接至所述基板500，形成如圖12所示的結(jié)構(gòu)。首先，將所述模塊400用貼片機(jī)放置于所述基板500上，所述模塊400上遠(yuǎn)離所述絕緣層的一側(cè)放置于所述基板500上設(shè)置有第二粘結(jié)層501的一側(cè)上。然后，通過回流爐(所述第二粘接層501的材料為焊錫)或者燒結(jié)爐(所述第二粘接層501的材料為燒結(jié)材料)或者烘烤(所述第二粘接層501的材料為導(dǎo)電膠)，使所述模塊400粘結(jié)于所述基板500上，形成芯片封裝器件。

本實用新型通過將多個芯片100間隔放置于設(shè)置有第一粘結(jié)層202的承載板201上，然后采用塑封工藝在所述承載板201上形成塑封層203，所述塑封層203填滿多個所述芯片100之間的間隙，形成塑封芯片200，從而能夠減小芯片100之間的距離，最終減小終端產(chǎn)品的面積，有利于實現(xiàn)終端產(chǎn)品的小型化。并且，本實用新型通過在絕緣層的開孔內(nèi)濺射沉積金屬種子層，并通過對金屬種子層進(jìn)行電鍍形成金屬導(dǎo)體層302以及芯片之間的互聯(lián)電路303，金屬間互聯(lián)電阻比現(xiàn)有技術(shù)中的線連接的電阻小，從而降低了能量的損耗，提高了半導(dǎo)體器件的效率。

相應(yīng)的，本實用新型還提供一種芯片封裝器件，采用上述的芯片封裝方法進(jìn)行封裝。請參考圖12所示，所述芯片封裝器件包括：基板500，形成于所述基板500上的多個間隔排列的第二粘接層501；多個芯片100，分別位于所述第二粘結(jié)層501上，所述芯片100與所述第二粘結(jié)層501一一對應(yīng)；位于所述基板500及所述第二粘接層501上且包圍所述芯片100四周的塑封層203；位于所述塑封層203以及所述芯片100上的絕緣層301；位于所述絕緣層301內(nèi)的開孔，所述開孔延伸至所述芯片100；在所述開孔內(nèi)形成的金屬導(dǎo)體層302以及芯片之間的互連電路303。還包括：位于所述絕緣層301及互聯(lián)電路303之上的第二層絕緣層304，以及絕緣層開孔305。

本實用新型提供的芯片封裝器件，芯片100之間的距離最小可以達(dá)到50um，與現(xiàn)有技術(shù)中的500um相比，大大減小了芯片之間的距離，從而最終減小了終端產(chǎn)品的面積，有利于實現(xiàn)終端產(chǎn)品的小型化。并且，在本實用新型提供的芯片封裝器件中，采用金屬互聯(lián)代替了現(xiàn)有技術(shù)中的線連接，在很大程度上降低的連線的電阻，金屬間互聯(lián)電阻只有線連接電阻的30％～50％，從而降低了能量的損耗，提高了半導(dǎo)體器件的效率。

綜上所述，本實用新型提供的芯片封裝器件，通過將多個芯片間隔放置于設(shè)置有第一粘結(jié)層的承載板上，然后采用塑封工藝在所述承載板上形成塑封層，所述塑封層填滿多個所述芯片之間的間隙，形成塑封芯片，由此減小芯片之間的距離，最終減小終端產(chǎn)品的面積，有利于實現(xiàn)終端產(chǎn)品的小型化；本實用新型通過在絕緣層的開孔內(nèi)濺射沉積金屬種子層，并通過對金屬種子層進(jìn)行電鍍形成金屬導(dǎo)體層以及芯片之間的互聯(lián)電路，金屬間互聯(lián)電阻比現(xiàn)有技術(shù)中的線連接的電阻小，從而降低了能量的損耗，提高了半導(dǎo)體器件的效率。

上述描述僅是對本實用新型較佳實施例的描述，并非對本實用新型范圍的任何限定，本實用新型領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。