封装基板及半导体封装结构的制作方法

本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种封装基板及半导体封装结构。

背景技术：

1、目前，模塑封装高功率模块的热通路通常包含芯片、焊料与封装基板三个部分。其中，封装基板，也可称为衬底，通常采用dbc(direct bonding copper，直接覆铜陶瓷)基板或amb(active metal bonding，活性金属钎焊陶瓷)基板等。

2、dbc基板和amb基板主要由上层金属层/陶瓷层/下层金属层三层结构构成。其中，陶瓷层的材料可以选自al2o3、aln、si3n4等。然而，对于现有的dbc基板而言，陶瓷层的厚度通常不能设置得太薄，否则极易发生断裂。此外，由于陶瓷层和两层金属层是在高温下贴合在一起的，而陶瓷材料与金属材料之间的热膨胀系数相差较大，因此为了避免金属层冷却收缩时造成陶瓷层断裂，通常需要将陶瓷层的厚度设置为大于金属层的厚度；并且需要将两层金属层设置为厚度相同，以使得陶瓷层在上下两侧受到的应力更加均衡，这也导致dbc基板整体的厚度无法被进一步减小，进而无法实现封装零件厚度的进一步减薄。对于现有的amb基板而言，虽然其中陶瓷层的厚度可以小于金属层的厚度，但其陶瓷层的厚度仍然较大，一般在250μm以上。厚度问题还会引起热阻较大，不利于芯片散热。不仅如此，由于陶瓷层与金属层之间的热膨胀系数相差较大，因此常会造成基板翘曲，影响产品的可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种封装基板及半导体封装结构。

2、为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

3、第一个方面，在本实施例中提供了一种封装基板，用于安装芯片，所述封装基板包括：

4、第一金属层，包括用于安装芯片的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；

5、绝缘层，设置在所述第一金属层的第二侧；所述绝缘层为掺杂有陶瓷粉末的有机硅胶层。

6、可选的，所述绝缘层的厚度小于或等于0.15mm。

7、可选的，所述陶瓷粉末包括氮化铝粉末和/或氧化铝粉末。

8、可选的，所述第一金属层的厚度在0.3mm到3mm之间。

9、可选的，所述绝缘层的厚度小于所述第一金属层的厚度。

10、可选的，封装基板还包括：第二金属层，设置在所述绝缘层的远离所述第一金属层的一侧；所述第二金属层的厚度小于或等于所述第一金属层的厚度。

11、可选的，所述第一金属层和/或所述第二金属层为铜层。

12、第二个方面，在本实施例中还提供了一种半导体封装结构，包括：如第一个方面中任意一项所述的封装基板；芯片，安装在所述封装基板中第一金属层的第一侧；封装材料层，设置在所述芯片的周围以形成对所述芯片的封装。

13、可选的，引线框架，与所述芯片导电连接；所述引线框架包括多个功率端子和多个信号端子；其中，所述多个功率端子分布在所述半导体封装结构的至少两侧；所述多个信号端子位于所述半导体封装结构的同一侧。

14、可选的，所述芯片包括功率开关元件。

15、本申请实施例所提供的封装基板及半导体封装结构，通过封装基板包括：第一金属层，包括用于安装芯片的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；绝缘层，设置在第一金属层的第二侧；绝缘层为掺杂有陶瓷粉末的有机硅胶层；如此，由于相比于陶瓷材料，有机硅胶的热膨胀系数与金属的热膨胀系数更为接近，因此采用有机硅胶层与金属层组合形成封装基板，有效降低了翘曲变形的风险；此外，有机硅胶的韧性较好，相比于陶瓷材料而言更不容易发生断裂，故而无需像陶瓷材料一样通过增加厚度的方式保证机械强度，使用有机硅胶层作为封装基板中的绝缘层，有利于减小封装基板的厚度，进而有利于促使整个半导体封装结构甚至使用该半导体封装结构的设备小型化；在此基础上，上述封装基板具有较低的热阻，更有利于芯片散热；在电性能方面，掺杂有陶瓷粉末的有机硅胶层，其绝缘性能够满足高功率模块的封装需求，保证了半导体封装结构的工作可靠性。

16、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种封装基板，用于安装芯片，其特征在于，所述封装基板包括：

2.根据权利要求1所述的封装基板，其特征在于，所述绝缘层的厚度小于或等于0.15mm。

3.根据权利要求1所述的封装基板，其特征在于，所述第一金属层的厚度在0.3mm到3mm之间。

4.根据权利要求1或3所述的封装基板，其特征在于，所述绝缘层的厚度小于所述第一金属层的厚度。

5.根据权利要求1所述的封装基板，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的封装基板，其特征在于，所述第一金属层和/或所述第二金属层为铜层。

7.一种半导体封装结构，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的半导体封装结构，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求7所述的半导体封装结构，其特征在于，所述芯片包括功率开关元件。

技术总结
本申请实施例涉及一种封装基板及半导体封装结构。封装基板包括：第一金属层，包括用于安装芯片的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；绝缘层，设置在第一金属层的第二侧；绝缘层为掺杂有陶瓷粉末的有机硅胶层；如此，有利于可以减小封装基板的厚度，进而有利于促使整个半导体封装结构甚至使用该半导体封装结构的设备小型化；在此基础上，上述封装基板具有较低的热阻，更有利于芯片散热热量的散出，进而有利于提高芯片的电性能；此外，掺杂有陶瓷粉末的有机硅胶层，保证了上述封装基板结构可靠性高，有效降低了断裂以及翘曲变形的风险，提高了半导体封装结构的工作可靠性。

技术研发人员：陈国炎
受保护的技术使用者：吉光半导体（绍兴）有限公司
技术研发日：20221215
技术公布日：2024/1/12