一种分立器件的封装结构的制作方法

本实用新型涉及半导体封装领域，尤其涉及一种分立器件的封装结构及制备方法。

背景技术：

在半导体封装领域，芯片的封装可以提供从芯片到电气或电子产品的母板连接、防污染物的保护，提供机械支撑、散热，并且减少热机械应变。半导体封装内部的芯片和外部电极的连接起着建立芯片和外界之间的输入输出的重要作用，是封装过程中极其重要的步骤。

大部分分立器件内部是双面有源芯片，这种芯片双面均有电性功能，一般背面为单个电极且正面为多个电极。传统的封装形式是通过焊接及引线键合(wirebonding)将芯片两面电极同时引出，其剖面结构图请参阅图1。具体加工方式为芯片背面电极通过导电材料(锡膏、银浆等)引出到封装体外部；正面电极通过引线键合(wirebonding)引出，再通过塑封完成整体器件加工。这种封装形式的缺点在于：

一是芯片正面电极的引出为引线键合，且引线多为金、银等贵金属制造成本高。引线有一定的弯曲高度限制器件高度，且存在着焊盘出坑、尾丝不一致、引线弯曲疲劳、振动疲劳、断裂和脱键等问题；

二是芯片背面电极引出为锡膏或导电银浆焊接，同时背面电极是散热的关键部分，会因出现焊接空洞存在散热及可靠性的风险。

因此，期望存在一种更稳定更可靠成本更低的分立器件封装结构，能够有效高效连接内部芯片和外部管脚，同时兼顾可靠性、散热和高度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有分立器件中双面有源芯片的封装结构，芯片正面电极采用引线键合，成本高、限制器件高度，芯片背面电极采用锡膏、银浆焊接容易出现空洞存在散热及可靠性风险的问题，提供一种加工方式更加简单，能够有效高效连接内部芯片和外部管脚，同时兼顾可靠性、散热和高度的分立器件封装结构。其具体的解决方案如下：

一种分立器件的封装结构，包括塑封层、位于所述塑封层内部的双面有源芯片以及位于所述塑封层表面的多个第一金属焊盘，若干第一金属焊盘通过第一导电通路与所述芯片的正面电极相连，若干第一金属焊盘通过第二导电通路与所述芯片的背面电极连接；所述第一导电通路由连接所述第一金属焊盘与正面电极的第一导电连接柱及金属焊料构成，所述第二导电通路由连接所述第一金属焊盘与背面电极的导电闭合线路及第二导电连接柱构成。

所述双面有源芯片通过倒装形式生产，即所述芯片正面电极朝向所述第一金属焊盘所在的表面。

所述芯片的正面电极为可焊接的金属材质，为铜或者银或者金中的任一种；所述芯片背面电极可为铜或者银或者金或者锡中的任一种，其厚度范围1-5μm。

所述第一导电连接柱可以为直线型或者为微孔型，并且所述微孔在远离所述第一金属焊盘的一端的中部保持10-100μm的凹陷。

所述金属焊料可为电镀的导电材料，可为锡或锡铟合金中的一种，其厚度在3-15μm；所述金属焊料也可是填充的导电材料，可为银浆或者铜浆或者锡膏中的任一种，其高度需高出微孔表面5-40μm。

所述述导电闭合线路为平行于所述第一金属焊盘的水平通路，用于连接所述芯片背面电极及所述第二导电连接柱；所述导电闭合线路与所述第一金属焊盘的接触面积需控制在60％-100％。

所述第二导电连接柱可第一导电连接柱与导电闭合线路，也可连接第一金属焊盘与导电闭合线路。

所述同一第一金属焊盘可以连接多个正面电极。

本实用新型的优点在于：

(1)可以采用倒装形式进行生产，用芯片正面电极焊接代替传统的引线键合，具有更良好的导电性、更低的电阻、更稳定的可靠性且成本更低；

(2)可以采用芯片倒装焊接及地电极上直接金属化互联，可以在降低器件整体厚度的基础上同时保证芯片的散热及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统分立器件封装结构的一个示例图；

图2为本实用新型分立器件封装结构的第一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型分立器件封装结构的第二实施例的结构示意图；

图4为本实用新型分立器件封装结构的第三实施例的结构示意图；

图5为本实用新型分立器件封装结构的第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种分立器件的封装结构，用于解决现有双面有源芯片的高效引出并兼顾可靠性、散热和高度。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本方案中的全部附图，均为截面结构图，附图所示仅为帮助理解本方案的实用新型构思及结构原理，不等于实物产品。

实施例1

图2是本实用新型分立器件封装结构的第一实施例结构示意图。请参阅图2，所述分立器件封装结构包括第一金属焊盘101，在第一金属焊盘101表面设有第一导电连接柱102，第一导电连接柱102上设有金属焊料103接触芯片105的正面电极，第二导电连接柱106通过导电闭合线路107连接芯片105的背面电极和第一金属焊盘101。第一金属焊盘101、第一导电连接柱102、芯片105、第二导电连接柱106、导电闭合线路107之间设有第一塑封层104，导电闭合线路107之上设有第二塑封层108。

所述第一金属焊盘101可以为铜或者镍中的任一种，第一金属焊盘101的厚度控制在20-50μm，优选的在30-40μm。

所述第一导电连接柱102为金属柱，可为铜或镍中的任一种，金属柱的直径可在30-100μm、高度在30-50μm；

所述金属焊料103可以为锡或铟或锡铟合金中的任一种，金属焊料103的面积等于或者小于第一导电连接柱102的面积，其厚度范围3-15μm；金属焊料103主要通过电镀的方式形成。

所述芯片105在封装体为倒装形式生产，芯片105正面电极朝下与第一导电连接柱102上的金属焊料103进行焊接，芯片105的正面电极为可焊接的金属材质，为铜或者银或者金中的任一种，芯片背面电极可为铜或者银或者金或者锡中的任一种，其厚度范围1-5μm。

所述导电闭合线路107连接芯片105的背面电极及第二导电连接柱106，导线闭合线路107与芯片的整个背面电极直接通过物理方式接触，导电闭合线路的材质为铜，其厚度控制在10-100μm，具体根据芯片105的散热需求进行设定。

所述第二导电连接柱106连接导电闭合线路107和第一金属焊盘101，其可为机械钻孔或者镭射钻孔，在通过沉铜、电镀等方式完成孔金属化实现导电功能，其直径可控制在150-300μm。

实施例2

图3是本实用新型分立器件封装结构的第二实施例结构示意图。请参阅图3，所述分立器件封装结构包括第一金属焊盘201，在第一金属焊盘202表面设有第一导电连接柱203，第一导电连接柱203上的金属焊料204接触芯片205的正面电极，第二导电连接柱207通过导电闭合线路208连接芯片205的背面电极和第一金属焊盘201。第一金属焊盘201、第一导电连接柱203之间设有第一塑封层202，芯片205、第二导电连接柱207、导电闭合线路208之间设有第二塑封层206，导电闭合线路208之上设有第三塑封层209。

所述第一导电连接柱203为金属微孔，该金属微孔通过镭射加工露出第一金属焊盘201，其中微孔的尺寸可以控制在50-100μm，其中优选尺寸为55-75μm，再通过物理、化学完成孔金属化，微孔的凹陷度控制在10-100μm，优选的是10-30μm。

所述金属焊料204可以为锡膏或者银浆或者纳米铜浆中的任一种，金属焊料204高度高于微孔203孔口，其高度控制在10-100μm，优选的30-40μm。

所述第一塑封层202为绝缘材料，其厚度可以控制在10-100μm，其中优选的是55-75μm。

其余部分的内容与实施例1完全相同，不再赘述。

实施例3

本实用新型分立器件封装结构的第三实施例结构示意图。请参阅图5，所述分立器件封装结构包括第一金属焊盘301，在第一金属焊盘301表面设有第一导电连接柱302，第一导电连接柱302上的金属焊料303接触芯片305的正面电极，第二导电连接柱306通过导电闭合线路307连接芯片305的背面电极和第一导电连接柱302上的金属焊料303。第一金属焊盘301、第一导电连接柱302、芯片305、第二导电连接柱306之间设有第一塑封层304，导电闭合线路307表面设有第二塑封层308。

所述第二导电连接柱306为导电金属块，可以为铜或者镍中的任一种，金属铜块的一面与第一导电连接柱302上的金属焊料304连接，另一面与芯片305背面电极通过导电闭合线路307连接，金属铜块的厚度与芯片的厚度需保持一致。

其余部分的内容与实施例1完全相同，不再赘述。

实施例4:

本实用新型分立器件封装结构的第四实施例结构示意图。请参阅图5，所述分立器件封装结构包括第一金属焊盘401，在第一金属焊盘401表面设有第一导电连接柱402，第一导电连接柱402上的金属焊料403接触芯片405的正面电极，第二导电连接柱406通过导电闭合线路408、导电金属孔407连接芯片405的背面电极和第一导电连接柱402。第一金属焊盘401、第一导电连接柱402、金属焊料403、芯片405、第二导电连接柱406、导电金属孔407之间设有第一塑封层404，导电闭合线路407表面设有第二塑封层409。

所述第一塑封层404需完成包裹住芯片405，且其厚度略高于芯片405的表面，其高出厚度控制在10-100μm，其中优选40-70μm。

所述导电金属孔407为通过镭射加工，通过需露出芯片405的背面电极及第二导电连接柱406的表面，在通过化学方式在其表面沉积上金属材料。一般情况下，为保证芯片的散热，露出的芯片背面面积至少占芯片面积的60％以上，优选80％-90％。

所述第二导电连接柱406为金属铜块，其厚度可与芯片保持一致，也可与芯片不一致。

其余部分的内容与实施例3完全相同，不再赘述。

综上所述，本实用新型提供了一种分立器件的封装结构，解决了现有芯片地电极焊接易存在焊接空洞导致散热及可靠性的风险；通过芯片倒装焊接解决了芯片正面电极引线键合引出带来的焊盘出坑、尾丝不一致、引线弯曲疲劳、振动疲劳、断裂和脱键等问题。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。