气腔封装件制造技术

气腔封装件包括由聚酰亚胺或液晶聚合物(LCP)形成的介电框架。使用聚酰亚胺粘合剂，将该介电框架与凸缘接合且与电引线接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用本申请要求2014年5月23日提交的美国临时申请No.62/002,336的优先权，该申请全文通过引用方式合并于本文。
本公开涉及气腔封装件及其制造方法。
技术介绍
气腔封装件典型地包括附接到底座/凸缘且由框架包围的一个或多个半导体晶片，电引线嵌入该框架中。晶片与引线电接合，并且然后用盖密封封装件。空气由于其介电常数低充当了电绝缘体。气腔封装件广泛地用于容纳高频器件(例如，射频晶片)。与用具有更高介电常数的材料(例如，诸如环氧树脂等成型用化合物)进行封装相比，用空气包围高频半导体芯片改善了晶片和相应的电引线的高频特性。RF器件制造商期望与气腔封装件相关联的材料和生产成本最少。制造商已经开发出金属化系统，金属化系统能够使用薄的金-锡(AuSn)焊料将硅(Si)和氮化镓/碳化硅(GaN/SiC)芯片钎焊到铜凸缘上。然而，难以将介电框架与铜凸缘键合并且难以与满足期望的循环特性(例如，在-50℃至+80℃的1,000次温度循环之后的附着性)的电引线键合。介电框架典型地由氧化铝制成，但是将氧化铝与铜键合会由于这些材料的热膨胀系数(CTE)之间的严重失配而出问题。特别地，铜的线性CTE在20℃是大约17ppm/℃，而氧化铝的线性CTE在20℃是大约8ppm/℃。胶粘到铜凸缘的氧化铝框架仅能承受保持在低于大约190℃的热漂移。一些制造商已经提供了液晶聚合物(LCP)制成的介电框架，液晶聚合物被包覆成型到铜引线上以形成框架。LCP具有与铜接近的CTE匹配。随后能够使用环氧树脂将框架/引线子组件键合到铜凸缘上(在芯片已经AuSn钎焊到凸缘上之后)。然而，由于LCP的极端化学惰性，LCP难以与环氧树脂键合。LCP部分的常见故障机理是LCP与金属之间的界面处的泄漏(例如，如在池中进行总泄漏测试期间所观察到的)。有时，凸缘必须经过喷砂从而实现凸缘与LCP框架之间的充分附着。另外，在晶片附接和引线键合之间必须进行诸如将LCP框架与凸缘键合的步骤。期望开发出能更简单和/或更廉价地生产的新的气腔封装件。还期望产生一种具有与塑料框架和电引线完全地装配且能够承受后续达到230℃的温度的装配操作(例如，AuSn晶片附接和盖附接)且能够承受温度循环(从-50℃至+85℃，一千次循环)的铜底座/凸缘的气腔封装件。
技术实现思路
本公开涉及气腔封装件，该气腔封装件包括介电框架，介电框架由聚酰亚胺或液晶聚合物(LCP)制成。该气腔封装件可以在温度循环期间非常稳定，因为全部材料共有几乎相同的热膨胀系数。在本文的各个实施例中公开了一种适于收容晶片的气腔封装件，包括：凸缘，所述凸缘具有上表面；以及介电框架，所述介电框架具有上表面和下表面，所述下表面附接到凸缘的上表面；其中所述介电框架由聚酰亚胺或液晶聚合物制成。所述气腔封装件还可以包括第一导电引线和第二导电引线，第一导电引线和第二导电引线附接到所述介电框架的上表面的相反两侧。第一导电引线和第二导电引线能够借助热塑性聚酰亚胺附接到介电框架的上表面。第一导电引线和第二导电引线可以由铜、镍、铜合金、镍钴铁合金或铁镍合金制成。铜合金可选自由CuW、CuMo、CuMoCu和CPC组成的组。所述凸缘由铜、铜合金、铝、铝合金、AlSiC、AlSi、Al/金刚石、Al/石墨、Cu/金刚石、Cu/石墨、Ag/金刚石、CuW、CuMo、Cu:Mo:Cu、Cu:CuMo:Cu(CPC)、Mo、W、金属化的BeO或金属化的AlN制成。在一些实施例中，凸缘是镀有一个或多个金属子层的衬底。一个或多个金属子层可以由镍(Ni)、金(Au)、钯(Pd)、铬(Cr)或银(Ag)制成。介电框架可以借助热塑性聚酰亚胺附接到所述表面。在一些实施例中，介电框架还包括填料。所述填料可以选自由陶瓷粉末、玻璃粉末和短切玻璃纤维组成的组。介电框架可以具有约3.0至约5.0的介电常数。还公开了一种形成气腔封装件的方法，包括：使用第一粘合剂组合物将介电框架的下表面与凸缘的上表面接合；使用第二粘合剂组合物将第一导电引线和第二引线与所述介电框架的上表面接合；以及单独地或者同时地将所述第一粘合剂组合物和所述第二粘合剂组合物固化；其中所述介电框架包括聚酰亚胺或液晶聚合物。第一粘合剂组合物和第二粘合剂组合物可以是热塑性聚酰亚胺。有时，第一粘合剂组合物和第二粘合剂组合物同时固化。所述固化可以以大约220℃的温度以及大约10psi的压力进行。凸缘可由镀金的铜衬底形成。有时，该方法还可以包括：将晶片附接到凸缘的上表面，其中介电框架围绕晶片。还公开了一种形成气腔封装件的方法，包括：接收在下表面和上表面上层压有导电材料的聚酰亚胺片材；以及将所述聚酰亚胺片材的上表面成形以在所述聚酰亚胺片材中的空腔的相反两侧形成电引线，在所述聚酰亚胺片材的下表面上的导电材料在所述空腔中是可见的。所述导电材料可以是铜。公开的这些以及其它非限制的特性更具体地公开于下文中。附图说明下面是附图的简要说明，提供这些附图是为了图示说明本文所公开的示例性实施例而不是为了对其进行限制。图1是根据本公开的示例性的气腔封装件的分解图。图2是图1的气腔封装件的侧视图。图3是图1的气腔封装件的俯视图。具体实施方式通过参考附图，能够获得在此公开的部件、处理和装置的更全面的理解。这些图仅仅是为了方便和易于展示本公开的示意性的图示，因此不旨在表明设备或其部件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例性实施例的范围。虽然为了清晰的目的在下面的说明书中使用了具体的术语，但是这些术语意在仅指代被选择用于在附图中进行图示的实施例的特定结构，而不意在限定或限制公开的范围。在附图以及下面的说明中，应当理解的是相似的附图标记指代相似功能的部件。除非上下文明确地规定，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包含复数指代物。如在说明书以及权利要求书中使用的，术语“包括”可以包含“由…构成”和“主要由…构成”的实施例。本文所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“设有”、“可以”、“含有”及其变化形式意在为要求所列举的部件/步骤存在且容许其它部件/步骤存在的开放式过渡性短语、术语或用语。然而，该说明应当解释为还将构成或过程描述为“由所枚举的部件/步骤的构成”和“主要由所枚举的部件/步骤构成”，其允许仅存在所列举的部件/步骤，以及任何可能由其得到的杂质，而排除了其它的部件/步骤。数值应当理解成包括当降至相同量的有效位时相同的数值以及与所陈述的值相差小于在本申请中描述以确定值的类型的常规的测量技术的实验误差的数值。本文所公开的全部范围包含了所记载的端点且是能独立组合的(例如，“从2克到10克”的范围包含了端点2克和10克，以及全部的中间值)。术语“基本上”和“大约”能够用来包含可以在不改变该值的基本功能的情况下改变的任意数值。当与范围一起使用时，“基本上”和“大约”还公开了由两个端点的绝对值所限定的范围，例如，“大约2至大约4”还公开了范围“从2至4”。术语“基本上”和“大约”可以是指所表示的数字的加或减10％。在本文所使用的一些术语是相对术语。特别地，术语“上”和“下”是位置上彼此相对的，即，上部件位于在给定方位上比下部件高的高度，但是如果部件翻转，则这些术语本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于收容晶片的气腔封装件，包括：凸缘，其具有上表面；以及介电框架，其具有上表面和下表面，所述下表面附接到所述凸缘的上表面；其中所述介电框架由聚酰亚胺或液晶聚合物制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.23 US 62/002,3361.一种适于收容晶片的气腔封装件，包括：凸缘，其具有上表面；以及介电框架，其具有上表面和下表面，所述下表面附接到所述凸缘的上表面；其中所述介电框架由聚酰亚胺或液晶聚合物制成。2.根据权利要求1所述的气腔封装件，还包括附接到所述介电框架的上表面的相反两侧的第一导电引线和第二导电引线。3.根据权利要求2所述的气腔封装件，其中所述第一导电引线和所述第二导电引线借助热塑性聚酰亚胺附接到所述介电框架的上表面。4.根据权利要求2所述的气腔封装件，其中所述第一导电引线和所述第二导电引线由铜、镍、铜合金、镍钴铁合金或铁镍合金制成。5.根据权利要求4所述的气腔封装件，其中所述铜合金选自由CuW、CuMo、CuMoCu和CPC组成的组。6.根据权利要求1所述的气腔封装件，其中所述凸缘由铜、铜合金、铝、铝合金、AlSiC、AlSi、Al/金刚石、Al/石墨、Cu/金刚石、Cu/石墨、Ag/金刚石、CuW、CuMo、Cu:Mo:Cu、Cu:CuMo:Cu(CPC)、Mo、W、金属化的BeO或金属化的AlN制成。7.根据权利要求1所述的气腔封装件，其中所述凸缘是镀有一个或多个金属子层的衬底。8.根据权利要求7所述的气腔封装件，其中所述一个或多个金属子层由镍(Ni)、金(Au)、钯(Pd)、铬(Cr)或银(Ag)制成。9.根据权利要求1所述的气腔封装件，其中所述介电框架借助热塑性聚酰亚胺附接...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·J·科巴，李志光，吴韦壮，若埃勒·吴，
申请(专利权)人：美题隆公司，
类型：发明
国别省市：美国;US