一种芯片封装结构的制作方法

本实用新型涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种芯片封装结构。

背景技术：

现有芯片封装中，打线为一种常见的封装工艺，即利用金线将芯片上的焊盘电连接至引线框架上的引脚。然而，金线一方面成本较高，另一方面较细，无法满足一些需大电流通过的场合，例如电源产品中的功率器件。

针对上述不足，行业内出现了铜夹。铜夹是采用铜片冲压成需要的形状，尺寸不受限制，在实现电连接时，可通过大电流。锡，由于熔点较低(231.89℃)，不易被氧化等优点，行业内被选为实现铜夹固定的一种常见焊接材料。然而，焊锡工艺在实际封装可靠性检查过程中，经常出现良率较低问题。

有鉴于此，本实用新型提供一种新的芯片封装结构，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是提供一种芯片封装结构，提升封装良率。

为实现上述目的，本实用新型提供一种芯片封装结构，包括：

引线框架，所述引线框架包括若干引脚；

芯片，所述芯片的正面暴露有若干焊盘；

若干连接夹，每一连接夹包括夹体以及位于所述夹体的两端的焊接层；两端焊接层分别通过焊料焊接于焊盘与对应引脚，以使焊盘通过所述夹体电连接于对应引脚；所述焊接层与所述焊料浸润，所述夹体不与所述焊料浸润。

可选地，所述夹体的材料为铝或铝合金，所述焊料的材料为锡，所述焊接层的材料为铜、铜合金、钛镍银合金、镍钯金或镍金，所述镍钯金包括镍层、钯层与金层，所述镍金包括镍层与金层。

可选地，当所述焊接层的材料为铜或铜合金时，所述焊接层的厚度大于2μm；当所述焊接层的材料为钛镍银合金时，所述焊接层的厚度范围为1μm～2μm；当所述焊接层的材料为镍钯金时，所述镍层的厚度范围为2μm～3μm，所述钯层的厚度范围为1.5μm～2.5μm，所述金层的厚度范围为0.03μm～0.08μm；当所述焊接层的材料为镍金时，所述镍层的厚度范围为2μm～3μm，所述金层的厚度范围为 0.03μm～0.08μm。

可选地，所述引脚与焊盘的材料为铜或铜合金，或铝基体上表面复合钛镍银合金、镍钯金、或复合镍金。

可选地，所述夹体的两端具有凸起与凹槽，所述焊接层位于所述凸起上。

可选地，所述夹体一端的焊接层的面积对应于所述焊盘的面积，另一端的焊接层的面积对应于所述引脚的面积。

可选地，所述夹体一端的焊接层具有一个或多个，对应于一个或多个焊盘。

可选地，所述夹体另一端的焊接层具有一个或多个，对应于一个或多个引脚。

可选地，所述焊接层采用电镀工艺形成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型通过改变连接夹的结构，将其设置为夹体以及位于夹体的两端的焊接层，两端焊接层分别适于对位焊盘与对应引脚；夹体选择不与焊料浸润的材料，焊接层选择与焊料浸润的材料；如此，在连接夹焊接过程中，焊料仅分布在焊接层，不会因为浸润夹体造成焊料在焊接层处流失，可以精确控制焊接区域面积，确保焊接牢固度，有助于提升封装结构的良率。

2)可选方案中，夹体的材料为铝或铝合金，焊料的材料为锡，焊接层的材料为铜、铜合金、钛镍银合金、或镍钯金。对于现有的锡焊料，铝或铝合金不与其浸润，可以制作夹体；铜、铜合金、钛镍银合金、或镍钯金由于与锡焊料浸润，由其制作焊接层可以提高连接夹与焊盘、引脚的焊接牢固度。

3)可选方案中，引脚与焊盘的材料为铜或铜合金，或铝基体上表面复合钛镍银合金、镍钯金、或复合镍金。引脚与焊盘中上述材料或复合层的设置，能提高锡焊料下层的浸润性能，从而提高连接夹与焊盘、引脚的焊接牢固度。

4)夹体的两端具有凸起与凹槽，焊接层位于凸起上。凹槽区域能使塑封料进入，使得芯片、连接夹以及引线框架固定牢固。

5)可选方案中，夹体一端的焊接层的面积对应于焊盘的面积，另一端的焊接层的面积对应于引脚的面积。上述方案在提高焊接效果同时能减少焊料使用量。

6)可选方案中，夹体一端的焊接层具有一个或多个，对应于一个或多个焊盘；和/或夹体另一端的焊接层具有一个或多个，对应于一个或多个引脚。本实用新型中的连接夹具有多种应用场合，可将一个焊盘连接至一个引脚，也可以将多个焊盘连接至同一个引脚，还可以将多个焊盘连接至一个引脚。

7)可选方案中，焊接层采用电镀工艺形成。本方案中，可以在夹体上制作图形化光刻胶，以夹体为阳极浸泡在电镀液中，在夹体上未被光刻胶覆盖的区域沉积电镀金属；之后灰化去除图形化的光刻胶。其它可选方案中，也可以在夹体上制作二氧化硅层，干法或湿法在二氧化硅层中形成暴露夹体的开口，在开口中利用溅射工艺填充金属；之后湿法去除二氧化硅层。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中的芯片封装结构的截面结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例中的芯片封装结构的截面结构示意图；

图3是本实用新型又一实施例中的芯片封装结构的截面结构示意图。

为方便理解本实用新型，以下列出本实用新型中出现的所有附图标记：

芯片封装结构1、2、3 引线框架11

引脚111 芯片12

正面12a 焊盘120

连接夹13 夹体131

焊接层132 焊料14

背面12b 基岛112

塑封料15 凸起131a

凹槽131b

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

图1是本实用新型一实施例中的芯片封装结构的截面结构示意图。

首先，参照图1所示，芯片封装结构1，包括：

引线框架11，引线框架11包括若干引脚111；

芯片12，芯片12的正面12a暴露有若干焊盘120；

若干连接夹13，每一连接夹13包括夹体131以及位于夹体131的两端的焊接层132；两端焊接层132分别通过焊料14焊接于焊盘120与对应引脚111，以使焊盘120通过夹体131电连接于对应引脚111；焊接层132与焊料14浸润，夹体131不与焊料14浸润。

仍参照图1所示，引线框架11除了包括若干引脚111，还包括基岛112。基岛112用于承载芯片12，具体为芯片12的背面12b；以及用于芯片12散热。引脚111用于芯片封装结构1对外电连接。

芯片12可以根据功能不同，可以包括若干MOS管、和/或电阻、和/或电容等器件。一个可选方案中，至少一个MOS管为功率MOS管。

焊盘120用于通过若干层金属互连结构电连接各个器件。

为提高对芯片12的散热效果，可以在基岛112与芯片12的背面12b之间设置导热层。导热层的材料例如可以为金属锡。

图1的连接夹13中，夹体131选择不与焊料14浸润的材料，焊接层132选择与焊料14浸润的材料。好处在于：在连接夹13焊接过程中，焊料14不会因为浸润夹体131造成漫延流失，能将焊料14仅限定在焊接层132上，因而可以精确控制焊接区域面积，确保焊接牢固度，有助于提升封装结构1的良率。

一个可选方案中，夹体131的材料可以为铝或铝合金，焊接层132的材料可以为铜、铜合金、钛镍银合金、或镍钯金，焊料14的材料可以为锡。镍钯金包括镍层、钯层与金层。对于现有的锡焊料，铝或铝合金不与其浸润，可以制作夹体131；铜、铜合金、钛镍银合金、或镍钯金由于与锡焊料14浸润，由其制作焊接层132可以提高连接夹13与焊盘120、引脚111的焊接牢固度。

一个可选方案中，焊接层132的材料为铜或铜合金，铜或铜合金层的厚度大于2μm。

另一个可选方案中，焊接层132的材料为钛镍银合金，钛镍银合层的厚度范围为1μm～2μm。

再一个可选方案中，焊接层132的材料为镍钯金，其中，镍层的厚度范围为 2μm～3μm，钯层的厚度范围为1.5μm～2.5μm，金层的厚度范围为0.03μm～0.08μm。

又一个可选方案中，焊接层132的材料为镍金，镍金包括镍层与金层，其中，镍层的厚度范围为2μm～3μm，金层的厚度范围为0.03μm～0.08μm。

进一步地，引脚111与焊盘120的材料可以为铜或铜合金或铝基体上表面复合钛镍银合金、镍钯金、或复合镍金。可以理解的是，相对于铝或铝合金制作的引脚111与焊盘120，锡焊料与前述材料的浸润性能佳，能提高连接夹13与前者的焊接牢固度。

一个可选方案中，焊接层132采用电镀工艺形成。本方案中，可以在夹体 131上制作图形化光刻胶，以夹体131为阳极浸泡在电镀液中，在夹体131上未被光刻胶覆盖的区域沉积电镀金属；之后灰化去除图形化的光刻胶。

另一个可选方案中，可以在夹体131上制作二氧化硅层，干法或湿法在二氧化硅层中形成暴露夹体131的开口，在开口中利用溅射工艺填充金属；之后湿法去除二氧化硅层。换言之，利用形成金属互连线的工艺形成焊接层132。

参照图1所示，引线框架11、连接夹13与芯片12之间还填充有塑封料15。塑封料15的材质可以为现有的塑封料材质，例如环氧树脂。

图2是本实用新型另一实施例中的芯片封装结构的截面结构示意图。参照图2与图1所示，图2中的芯片封装结构2与图1的中的芯片封装结构1大致相同，区别仅在于：图2的连接夹13中，夹体131的两端分别具有凸起131a与凹槽131b，焊接层132位于凸起131a上。凹槽131b能使塑封料15进入，使得芯片12、连接13夹以及引线框架11固定牢固。

优选地，夹体131一端的焊接层132的面积对应于焊盘120的面积，另一端的焊接层132的面积对应于引脚111的面积。可理解的是，上述方案在提高焊接效果同时能减少焊料14的使用量。

图3是本实用新型又一实施例中的芯片封装结构的截面结构示意图。参照图3与图2所示，图3中的芯片封装结构3与图2的中的芯片封装结构2大致相同，区别仅在于：夹体131一端的焊接层132并非具有一个，而是具有两个，对应于两个焊盘120。好处在于：可以将两个焊盘120连接至同一个引脚111。其它可选方案中，夹体131一端的焊接层132还可以具有三个及其以上，对应将三个及其以上数目的焊盘120连接至同一个引脚111。

其它可选方案中，夹体131另一端的焊接层132也可以并非具有一个，而是具有两个，对应于两个引脚111。好处在于：可以将一个焊盘120连接至两个个引脚111。其它可选方案中，夹体131另一端的焊接层132还可以具有三个及其以上，对应将同一个焊盘120连接至三个及其以上数目的引脚111。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。