一种半导体芯片的封装结构的制作方法

本实用新型涉及半导体芯片封装技术领域，具体为一种半导体芯片的封装结构。

背景技术：

在半导体封装领域，由于半导体产业的快速发展，各种电子元件的集成密度的不断提高，集成芯片越来越小，在采用圆片级封装工艺封装这些电子元件时，硅基晶圆上均设有横向和纵向交错的非功能性区域，叫做切割道，将硅基晶圆区隔为多个芯片单体，切割道的宽度为相邻两颗芯片有效区之间的距离，通常，切割道的宽度为80微米以上，在晶圆级封装中，在完成凸点后的晶圆在切割后，就形成了单个封装体，在这种封装结构中，有两个方面是产品质量所顾虑的，一方面是传统切割采用刀片沿切割道进行切割，会引入机械应力，从而造成切割后的芯片的边缘处破裂和崩边，从而影响封装单体的完整性和可靠性，另一方面，应对越来越高的封装可靠性要求，裸露硅结构的晶圆级芯片尺寸封装已经无法满足某些高可靠性应用场景需求，比如汽车电子、智能交通等，为了提升晶圆级封装结构的可靠性，对晶圆级封装结构的芯片进行包覆已经成为国际上技术发展的重要方向，其中重构晶圆方式形成带有保护包封结构的晶圆级芯片尺寸封装是当前的主要技术，但该封装技术由于在工艺中要重构晶圆，其工艺成本增加较多，导致在市场的推展过程中很不顺利。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种半导体芯片的封装结构，具备可靠性高，且最大程度上控制了工艺成本的优点，解决了芯片最终包覆的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种半导体芯片的封装结构，包括第一箱体，所述第一箱体的顶部固定连接有第二箱体，所述第一箱体内腔的底部固定连接有背面金属层，所述背面金属层的顶部固定连接有硅基本体，所述硅基本体顶部的两侧均固定连接有连接柱，所述连接柱的顶部贯穿至第二箱体的内腔并固定连接有芯片电极，所述芯片电极的顶部固定连接有金属柱，所述金属柱的顶部贯穿至第二箱体的顶部并固定连接有连接件。

优选的，所述金属柱包括金属导电层和金属凸块，所述金属导电层的底部与芯片电极固定连接，所述金属导电层的顶部与金属凸块固定连接。

优选的，所述第一箱体的底部开设有开口，且开口的内腔固定连接有导热块。

优选的，所述第一箱体的底部固定连接有散热扩散层，所述散热扩散层的顶部与导热块固定连接。

优选的，所述散热扩散层包括石墨烯层、导热粘附层和金属载体层，所述石墨烯层的底部与导热粘附层固定连接，所述导热粘附层的底部与金属载体层固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型通过第一箱体、第二箱体、背面金属层、硅基本体、连接柱、芯片电极、金属柱和连接件的配合使用，实现了可靠性高，且最大程度上控制了工艺成本的目的，解决了芯片最终的包覆问题，提高了芯片的实用性和使用性，进而能够更好的满足使用者的使用需求。

2、本实用新型通过设置开口，能够更好的对导热块进行安放，通过设置导热块，能够对背面金属层进行导热，更好的保证了装置的运行，通过设置散热扩散层，其中石墨烯层可以将热量扩散至石墨烯层的整个平面并与金属载体层进行热交换，从而增大了热交换的面积，解决了由于半导体芯片热源导致的导热粘附层散热不均匀的问题，减小了半导体芯片与金属载体层间的热阻，提高了半导体芯片的热导出效能。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型散热扩散层的剖视示意图；

图3为本实用新型结构俯视示意图。

图中：1、第一箱体；2、第二箱体；3、背面金属层；4、硅基本体；5、连接柱；6、芯片电极；7、金属柱；8、连接件；9、金属导电层；10、金属凸块；11、开口；12、导热块；13、散热扩散层；14、石墨烯层；15、导热粘附层；16、金属载体层。

具体实施方式

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做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。

请参阅图1-3，一种半导体芯片的封装结构，包括第一箱体1，第一箱体1的底部开设有开口11，通过设置开口11，能够更好的对导热块12进行安放，且开口11的内腔固定连接有导热块12，通过设置导热块12，能够对背面金属层3进行导热，更好的保证了装置的运行，第一箱体1的底部固定连接有散热扩散层13，散热扩散层13的顶部与导热块12固定连接，散热扩散层13包括石墨烯层14、导热粘附层15和金属载体层16，石墨烯层14的底部与导热粘附层15固定连接，导热粘附层15的底部与金属载体层16固定连接，通过设置散热扩散层13，其中石墨烯层14可以将热量扩散至石墨烯层14的整个平面并与金属载体层16进行热交换，从而增大了热交换的面积，解决了由于半导体芯片热源导致的导热粘附层15散热不均匀的问题，减小了半导体芯片与金属载体层16间的热阻，提高了半导体芯片的热导出效能，第一箱体1的顶部固定连接有第二箱体2，第一箱体1内腔的底部固定连接有背面金属层3，背面金属层3的顶部固定连接有硅基本体4，硅基本体4顶部的两侧均固定连接有连接柱5，连接柱5的顶部贯穿至第二箱体2的内腔并固定连接有芯片电极6，芯片电极6的顶部固定连接有金属柱7，金属柱7包括金属导电层9和金属凸块10，金属导电层9的底部与芯片电极6固定连接，金属导电层9的顶部与金属凸块10固定连接，金属柱7的顶部贯穿至第二箱体2的顶部并固定连接有连接件8，通过第一箱体1、第二箱体2、背面金属层3、硅基本体4、连接柱5、芯片电极6、金属柱7和连接件8的配合使用，实现了可靠性高，且最大程度上控制了工艺成本的目的，解决了芯片最终的包覆问题，提高了芯片的实用性和使用性，进而能够更好的满足使用者的使用需求。

使用时，通过开口11，能够更好的对导热块12进行安放，通过导热块12，能够对背面金属层3进行导热，通过散热扩散层13，其中石墨烯层14可以将热量扩散至石墨烯层14的整个平面并与金属载体层16进行热交换，从而增大了热交换的面积，解决了由于半导体芯片热源导致的导热粘附层15散热不均匀的问题，减小了半导体芯片与金属载体层16间的热阻，提高了半导体芯片的热导出效能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种半导体芯片的封装结构，包括第一箱体（1），其特征在于：所述第一箱体（1）的顶部固定连接有第二箱体（2），所述第一箱体（1）内腔的底部固定连接有背面金属层（3），所述背面金属层（3）的顶部固定连接有硅基本体（4），所述硅基本体（4）顶部的两侧均固定连接有连接柱（5），所述连接柱（5）的顶部贯穿至第二箱体（2）的内腔并固定连接有芯片电极（6），所述芯片电极（6）的顶部固定连接有金属柱（7），所述金属柱（7）的顶部贯穿至第二箱体（2）的顶部并固定连接有连接件（8）。

2.根据权利要求1所述的一种半导体芯片的封装结构，其特征在于：所述金属柱（7）包括金属导电层（9）和金属凸块（10），所述金属导电层（9）的底部与芯片电极（6）固定连接，所述金属导电层（9）的顶部与金属凸块（10）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种半导体芯片的封装结构，其特征在于：所述第一箱体（1）的底部开设有开口（11），且开口（11）的内腔固定连接有导热块（12）。

4.根据权利要求1所述的一种半导体芯片的封装结构，其特征在于：所述第一箱体（1）的底部固定连接有散热扩散层（13），所述散热扩散层（13）的顶部与导热块（12）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种半导体芯片的封装结构，其特征在于：所述散热扩散层（13）包括石墨烯层（14）、导热粘附层（15）和金属载体层（16），所述石墨烯层（14）的底部与导热粘附层（15）固定连接，所述导热粘附层（15）的底部与金属载体层（16）固定连接。

技术总结
本实用新型公开了一种半导体芯片的封装结构，包括第一箱体，所述第一箱体的顶部固定连接有第二箱体，所述第一箱体内腔的底部固定连接有背面金属层，所述背面金属层的顶部固定连接有硅基本体，所述硅基本体顶部的两侧均固定连接有连接柱，所述连接柱的顶部贯穿至第二箱体的内腔并固定连接有芯片电极，所述芯片电极的顶部固定连接有金属柱。本实用新型通过第一箱体、第二箱体、背面金属层、硅基本体、连接柱、芯片电极、金属柱和连接件的配合使用，实现了可靠性高，且最大程度上控制了工艺成本的目的，解决了芯片最终的包覆问题，提高了芯片的实用性和使用性，进而能够更好的满足使用者的使用需求。

技术研发人员：姚掌声
受保护的技术使用者：江苏欣龙微电子科技有限公司
技术研发日：2020.01.16
技术公布日：2020.07.28