具有可焊接的电接触部的芯片嵌入封装体制造技术

一种封装体(100)包括：电子芯片(102)；至少部分地包封所述电子芯片(102)的层合型包封材料(104)；从所述电子芯片(102)延伸至接触焊盘(156)的布线结构(160)；以及完全电镀形成的可焊接的外部电接触部(106)，所述电接触部(106)通过布置在所述接触焊盘(156)之上而与所述电子芯片(102)电耦接。

【技术实现步骤摘要】
具有可焊接的电接触部的芯片嵌入封装体
本专利技术涉及封装体、一种布置结构、一种多个封装体的预成型件、和一种制造封装体的方法。
技术介绍
封装体可被表示为具有延伸出包封材料的并且安装到外围电子装置(例如安装在印刷电路板上)的电连接部的包封的电子芯片。封装体可通过焊接连接至印刷电路板。为此目的，可在封装体的外表面处提供将要连接至印刷电路板的焊接凸起。封装成本是对于行业来说重要的驱动因素。与此相关的是性能、尺寸和可靠性。不同的封装解决方案是多种多样的，并且必须满足应用的需求。有些应用需要高性能，有些其它应用，可靠性是最重要的，但都需要最低的可能成本。
技术实现思路
可能需要制造具有与外围电子装置的简单且可靠的焊接连接的封装体。根据一个示例性实施例，提供一种封装体，其包括电子芯片、至少部分地包封电子芯片的层合型包封材料、从电子芯片向上延伸到接触焊盘的布线结构、和完全地电镀形成的可焊接的外部电接触部，所述可焊接的外部电接触部通过布置(优选地，但不一定直接地)在接触焊盘之上与电子芯片电耦接。根据另一示例性实施例，提供了一种封装体，其包括电子芯片、至少部分地包封电子芯片的层合型包封材料、和与电子芯片电耦接的可焊接的外部电接触部，所述可焊接的外部电接触部包括直接地在第二电镀形成层之上的第一电镀形成层，并且具有大致平坦的外表面。根据另一示例性实施例，提供一种布置结构，其包括：具有上述特征的封装体和包括焊接焊盘的安装基底(例如印刷电路板，PCB)，其中，所述封装体通过在可焊接的外部电接触部与焊接焊盘之间的焊接连接而安装在安装基底之上。根据又一示例性实施例，提供多个封装体的整体式预成型件，其包括具有上述特征的多个整体连接的封装体和电连接结构，所述电连接结构电连接封装体中的至少两个(特别是所有)的电接触部，并且被布置成使得当将预成型件单个化成多个单独的封装体时，所述电连接结构被分成不同的断开部分。根据另一示例性实施例，提供一种制造封装体的方法，其中该方法包括通过包封材料(特别地且优选地层合型包封材料或模制型包封材料)至少部分地包封电子芯片，形成从电子芯片延伸到接触焊盘的布线结构，并且电镀形成作为可焊接的外部电接触部的层(例如单层或双层，即包括或由两个堆叠的电镀形成的层组成)，所述可焊接的外部电接触部通过被布置成与接触焊盘接触而与电子芯片电耦接。根据本专利技术的示例性实施例，通过电镀沉积，特别是仅通过电镀沉积，而形成具有层合型包封材料的封装体的可焊接的外部电接触部。与常规方法(其中，常规的焊接凸起的再熔化可形成不受控制的金属间层)相比，通过电镀沉积形成电接触部使得能够形成具有不同金属之间的一个或一个以上不同边界的多层电接触部。因此可抑制不确定阶段的不受控制的形成。这产生了通过电镀沉积形成的电接触部的高的重复性。可通常出现在层合型封装体的表面部分中(例如在阻焊结构表面中)的腔因此可用电镀沉积的金属材料或合金材料填充，使得可可靠地防止封装体的表面部分中的不期望的明显的形貌或表面轮廓或外形，而同时以低制造成本形成可焊接的外部电接触部。这种通常出现的表面形貌可引起可靠性问题。根据本专利技术的示例性实施例，通过防止这种表面形貌，可提高所制造的封装体的可控性和可靠性。此外，已经证实有利的是提供一种电连接结构，所述电连接结构电连接一批待同时制造的仍然整体连接的封装体的几个或优选所有的上述电接触部。在存在这种电连接的情况下，可非常高效地执行用于形成至少一部分的电接触部的电镀沉积过程，这是因为然后对所述几个或优选所有的电接触部施加单个公共电势足够用来在电镀池等中生长电镀形成的电接触部。形成为以下的可焊接的外部电接触部：即两个平行平坦的直接连接的电镀形成的层的双层，允许以少量工作和低成本制造电接触部。因此可避免电接触部的昂贵且化学上易损的材料。形成具有平坦的、基本上非弯曲的外表面的可焊接的外部电接触部提供了具有足够厚度的层形状的平坦可焊接的外部电接触部，这可用少量的所需材料生产，并且可用可合适获得且便宜的材料来制造。此外，具有平坦外表面的电接触部允许正确地监视和检查与安装基底的焊接连接的质量。另外的示例性实施例的描述下文中，将解释封装体、布置结构、预成型件和制造封装体的方法的另外的示例性实施例。在本申请的上下文中，术语“封装体”可特别地表示具有至少一个外部电接触部的至少一个至少部分地被包封的电子芯片。电子芯片可以是在其表面部分中具有至少一个集成电路元件(例如二极管或晶体管)的半导体芯片。电子芯片可以是裸芯片，或者可以是已经被封装或包封。在本申请的上下文中，术语“层合型包封材料”可特别地表示至少部分地包围(优选地密封地包围)半导体芯片等的基本上电绝缘且优选地导热的材料，以便提供机械保护、电气安装、以及可选地在运行期间有助于排热。这种层合型包封材料可由通过在升高的温度下施加压力而彼此连接的几个层组成。从而，所述层彼此互连，使得形成层合型包封材料。例如，层合型包封材料可包括特别是与纤维(例如FR4或预浸料)结合起来的树脂。在本申请的上下文中，术语“电镀形成”或“电镀沉积”或“电镀”可特别地表示沉积在至少部分导电的表面上(特别是在铜上)的导电材料(例如金属)的表面覆盖或涂层。电镀可特别地表示为使用电流以减少溶解的金属阳离子，使得它们在导电体上形成金属涂层的工艺。在电镀中使用的工艺是电镀沉积。对于金属的电镀，可使用含有将作为离子(即溶解的金属盐)沉积的金属的水基溶液(电解质)。阳极与作为阴极的工件之间的电场迫使带正电荷的金属离子移动到阴极，在所述阴极处它们放弃它们的电荷并且将其自身作为金属沉积在工件的表面上。根据将要沉积的材料，可使用不同的电解池溶液。在本申请的上下文中，术语“大致平坦的上表面”可特别地表示电接触部不显示出突显的轮廓或弯曲(例如常规的半球形凸起)。尽管上表面不一定需要完全平坦或均匀，但是其凸出或凹入的趋势显着低于半球形凸起的程度。在一个实施例中，电接触部的大致平坦的上表面可以是非弯曲的平坦的上表面。在一个实施例中，电镀形成电接触部的至少一部分、优选整个电接触部，包括电镀过程。因此，电接触部可部分地或完全地通过电镀形成。这使得得到可简单制造的并且可靠的封装体。在一个实施例中，电接触部包括(特别是仅包括)镍和锡。特别地，可焊接的外部电接触部可包括在镍层(例如具有1μm到8μm之间的范围内的厚度，例如5μm)上的锡层(例如具有在2μm到20μm之间的范围内的厚度，例如10μm)。特别地，锡层的厚度可大于镍层的厚度，使得双层足够薄，而同时又提供足够的可焊接材料的存储。锡具有非常有利的焊接性能，便宜且容易获得，并且可以足够的厚度电镀沉积。此外，镍可通过电镀沉积镀覆，镍廉价且容易获得，并且在化学上与锡和与铜(其是用于作为布线结构的端部的接触焊盘的优选材料，所述布线结构从嵌入的电子芯片朝封装体的表面延伸)均能适当地相容。因此，镍在化学上非常适合于在层合型包封材料的可焊接材料(例如锡)与接触焊盘材料(例如铜)之间的桥接。替代地，电接触部包括镍和铅锡合金的组合、或镍和金、镍和磷、锡和银的组合、仅锡、或仅镍。在所有的这一系列中，优选的是镍形成用于接触接触焊盘的掩埋结构(特别是层)，并且各其它材料形成电接触部的表面焊接结构(特别是层)。在一个实施例中，电接触部形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装体(100)，包括：·电子芯片(102)；·至少部分地包封所述电子芯片(102)的层合型包封材料(104)；·从所述电子芯片(102)延伸至接触焊盘(156)的布线结构(160)；·完全电镀形成的可焊接的外部电接触部(106)，所述电接触部(106)通过布置在所述接触焊盘(156)之上而与所述电子芯片(102)电耦接。

【技术特征摘要】
2016.02.29 DE 102016103585.81.一种封装体(100)，包括：·电子芯片(102)；·至少部分地包封所述电子芯片(102)的层合型包封材料(104)；·从所述电子芯片(102)延伸至接触焊盘(156)的布线结构(160)；·完全电镀形成的可焊接的外部电接触部(106)，所述电接触部(106)通过布置在所述接触焊盘(156)之上而与所述电子芯片(102)电耦接。2.根据权利要求1所述的封装体(100)，其中，所述电接触部(106)包括以下组中的一种或由以下组中的一种组成：镍和锡、镍和铅锡、镍和金、镍和磷、锡和银、仅锡、仅镍。3.根据权利要求1或2所述的封装体(100)，其中，所述电接触部(106)被形成为叠层，所述叠层至少由、特别是由内层(200)和外层(202)组成。4.根据权利要求3所述的封装体(100)，其中，所述外层(202)包括以下组中的一种或由以下组中的一种组成：锡、锡和铅、锡和银。5.根据权利要求3或4所述的封装体(100)，其中，所述内层(200)包括以下组中的一种或由以下组中的一种组成：镍、镍和磷。6.根据权利要求1至5中任一项所述的封装体(100)，其中，所述电接触部(106)具有1μm至30μm之间的厚度，特别是5μm至20μm之间的厚度。7.根据权利要求1至6中任一项所述的封装体(100)，其中，完全电镀形成的可焊接的外部电接触部(106)直接布置在所述接触焊盘(156)之上。8.一种封装体(100)，包括：·电子芯片(102)；·至少部分地包封所述电子芯片(102)的层合型包封材料(104)；·与所述电子芯片(102)电耦接的可焊接的外部电接触部(106)，所述电接触部(106)包括直接在第二电镀形成层(200)之上的第一电镀形成层(202)，并且具有大致平坦的外表面。9.根据权利要求8所述的封装体(100)，其中，所述第一电镀形成层(202)是电镀形成的锡层(202)。10.根据权利要求8或9所述的封装体(100)，其中，所述第二电镀形成层(200)是电镀形成的镍层(200)。11.根据权利要求8至10中任一项所述的封装体(100)，还包括在所述封装体(100)的外表面处的阻焊结构(206)，其中，所述电接触部(106)与所述外表面处的阻焊结构(206)齐平或者在竖直方向上延伸超过所述外表面处的阻焊结构(206)。12.一种布置结构(150)，包括：·根据权利要求1至11中任一项所述的封装体(100)；·包括焊接焊盘(158)的安装基底(108)；·其中，所述封装体(100)通过可焊接的外部电接触部(106)与所述焊接焊盘(158)之间的焊接连接而安装在所述安装基底(108)之上。13.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·沙夫，S·霍尔丹，T·齐格勒，W·舍贝尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE