利用导电性金属结构体的半导体封装制造技术

本实用新型专利技术涉及利用导电性金属结构体的半导体封装，尤其，涉及一种利用夹具或柱子形态的导电性金属结构体，使得半导体芯片与引线框架引线形成电性连接，并且，有效地改善半导体芯片与金属结构体结合的部分而提高生产性，并提高耐久性和电性连接特性的利用导电性金属结构体的半导体封装。即，本实用新型专利技术包括：半导体芯片；铝平板，形成于所述半导体芯片的上部；导电性金属结构体，通过焊料系列的第2粘接层与所述铝平板结合，并且，所述第2粘接层形成在与铝平板接近的部分的下部既定区域分布有金属间化合物(IMC)的形态。

Semiconductor packaging using conductive metal structure

【技术实现步骤摘要】
利用导电性金属结构体的半导体封装
本技术涉及利用导电性金属结构体的半导体封装，尤其，涉及一种利用夹具或柱子形态的导电性金属结构体，使得半导体芯片和引线框架引线电性连接，并且，有效地改善半导体芯片与金属结构体结合的部分而提高生产性，并提高耐久性和电性连接特性的利用导电性金属结构体的半导体封装。
技术介绍
一般而言，半导体封装由半导体芯片、引线框架(或基板)、封装主体构成，半导体芯片附着于引线框架的平板上，并且，将金属线焊接而与引线框架的引线电性连接。但，以往的利用金属线的堆叠封装是利用金属线进行电性的信号交换，因此，速度较慢，并使用较多数量的金属线，因此，各个芯片发生电特性劣化。并且，为了形成金属线，需要在基板上附加面积，而使得封装的大小增加，并且，在各个芯片的焊接平板上需要用于焊接金属线的间隙(Gap)，而使得封装的整体高度不必要地增大。从而，本专利技术人提供的专利第1208332号、技术第0482370号、专利第1669902号、专利第1631232号提供了一种利用金属的夹具(clip)结构体，而具有相比以往的利用金属线的半导体封装更优秀的电连接性能和容易热释放、热稳定性优秀、更有效的封装结构。尤其，公开专利第10-2017-0086828号(利用金属凸块的夹具焊接半导体芯片封装)公开了一种在半导体芯片的焊接平板上突出形成金属凸块，并在其上面结合夹具的构成。但，上述的先行技术，在焊接平板的上形成金属凸块时，需要执行金属线熔融、溅射、电镀、丝网印刷等工艺，因此，存在生产性降低的问题，并且，所述金属凸块的材质由容易焊接的铜(Cu)或金(Au)的材质形成，因此，金属凸块和焊接平板因相互不同的膨胀系数，使得结合力降低，电连接特性不良。
技术实现思路
技术要解决的技术问题本技术为了解决上述的问题而提出，提供一种利用导电性金属结构体的半导体封装，其无需使用以往的金属凸块等另外的金属材料，而在半导体芯片的上端的用于焊接的金属平板上直接焊接导电性金属结构体，从而，能够划时期地减少生产费用和制造工艺，并提高夹具与半导体芯片的结合力。解决问题的技术方案本技术为了实现上述目的，提供一种利用导电性金属结构体的半导体封装，包括：半导体芯片；铝平板，形成于所述半导体芯片的上部；导电性金属结构体，通过焊料系列的第2粘接层与所述铝平板结合，并且，所述第2粘接层形成在与铝平板接近的部分的下部既定区域分布有金属间化合物(IMC)的形态。所述第2粘接层的金属间化合物中含有铝(Al)，所述铝对于整体金属间化合物100重量份占有2至30重量份。所述第2粘接层的金属间化合物中含有铝(Al)，所述第2粘接层是对于整体金属间化合物100重量份含有80重量份以上的锡和10至20重量份的铝。所述金属间化合物以所述铝平板的境界面为基准在高度300um以内的区域散布。所述第2粘接层的金属间化合物中含有铝(Al)，所述第2粘接层对于整体金属间化合物100重量份含有80重量份以上的铅和2至20重量份的铝。所述金属间化合物是以所述铝平板的境界面为基准在高度20um以内的区域稠密地分布。如果通过所述第2粘接层粘接之前，铝平板的厚度(D)为M1≤D≤M2时，通过第2粘接层粘接后，铝平板的厚度(D1)为0≤D1≤(2/3)×M2。所述铝平板的厚度(D1)为0≤D1≤4um。所述导电性金属结构体是其一端与所述铝平板结合的夹具结构体。所述导电性金属结构体是一侧与所述铝平板结合的柱子结构体，所述柱子结构体的另一侧与基板连接。并且，本技术包括：引线框架，由平板和引线构成；半导体芯片，附着在所述引线框架的平板上部；铝平板，形成于所述半导体芯片的上部；夹具结构体，一侧与所述铝平板结合，另一侧与引线框架的引线结合；封装材料，通过模塑包裹所述半导体芯片和夹具结构体的形状形成，并且，在所述引线框架的结合部分通过焊料或环氧树脂系列的第1粘接层结合，在所述铝平与夹具结构体的结合部分借助于焊料系列的第2粘接层直接结合夹具结构体，并且，所述第2粘接层的与铝平板接近的部分的下部既定区域分布有金属化合物。并且，本技术包括：引线框架，由平板和引线构成；第1半导体芯片，附着在所述引线框架的平板上部；第1铝平板，形成于所述第1半导体芯片的上部；第1夹具结构体，一侧与所述第1铝平板结合，另一侧与引线框架的引线结合；第2半导体芯片，附着在所述第1夹具结构体上部；第2铝平板，形成于所述第2半导体芯片的上部；第2夹具结构体，一侧与所述第2铝平板结合，另一侧与引线框架的引线结合；封装材料，形成通过注塑包裹所述第1、2半导体芯片和第1、2夹具结构体的形态，并且，在所述引线框架的结合部分和第1夹具结构体与第2半导体芯片的结合部分，通过焊料或环氧树脂系列的第1粘接层结合，在所述第1、2铝平板和第1、2夹具结构体的结合部分通过焊料系列的第2粘接层直接结合第1、2夹具结构体，并且，所述第2粘接层形成在分别与第1、2铝平板接近的部分的下部既定区域分布有金属间化合物的形态。并且，本技术包括：下部基板及上部基板，分别在下部和上部分隔的位置以相对的形态形成有金属图案；半导体芯片，与所述下部基板的上部结合；铝平板，形成于所述半导体芯片的上部；第1柱子结构体，与所述铝平板结合，而与上部基板连接；第2柱子结构体，与所述下部基板的金属图案结合，而与上部基板的金属图案连接；封装材料，形成通过注塑包裹所述半导体芯片和第1、2柱子结构体的形态，并且，所述下部基板的结合部分通过焊料或环氧树脂系列的第1粘接层结合，在所述铝平板和第1柱子结构体的结合部分通过焊料系列的第2粘接层直接结合夹具结构体，所述第2粘接层形成在与铝平板接近的部分的下部既定区域分布金属间化合物的形态。技术的效果本技术具有如下效果：在半导体芯片上形成的铝平板上结合夹具或柱子形态的导电性金属结构体，并且，在铝平板表面上未形成如同以往的另外的金属凸块，而在铝平板上直接焊接的方式结合金属结构体，由此，减少制造工艺，提高生产性，解决了因使用金属凸块的结构性问题，提高了耐久性和电连接特性。附图说明图1为表示根据本技术的半导体封装的第1实施例的附图；图2为表示本技术的第2粘接层的构成的附图；图3a为本技术的第2粘接层以锡为主成分时，将金属之间的化合物分布的形态进行扩大表示的照片；图3b为本技术的第2粘接层以铅为主成分时，将金属间化合物分布的形态进行扩大表示的照片；图4为表示在本技术的夹具结构体的下部还形成有铝金属层的实施例的附图；图5为表示根据本技术的半导体封装的第2实施例的附图；图6为表示根据本技术的半导体封装的第3实施例的附图。附图标记说明100:引线框架110:平板120:引线150:下部基板160:上部基板200:半导体芯片210:第1半导体芯片220:第2半导体芯片3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用导电性金属结构体的半导体封装，其特征在于，包括：/n半导体芯片；/n铝平板，形成于所述半导体芯片的上部；/n导电性金属结构体，通过焊料系列的第2粘接层与所述铝平板结合，/n并且，所述第2粘接层形成在与铝平板接近的部分的下部既定区域分布有金属间化合物(IMC)的形态。/n

【技术特征摘要】
20180313 KR 10-2018-00291671.一种利用导电性金属结构体的半导体封装，其特征在于，包括：
半导体芯片；
铝平板，形成于所述半导体芯片的上部；
导电性金属结构体，通过焊料系列的第2粘接层与所述铝平板结合，
并且，所述第2粘接层形成在与铝平板接近的部分的下部既定区域分布有金属间化合物(IMC)的形态。


2.根据权利要求1所述的利用导电性金属结构体的半导体封装，其特征在于，
所述金属间化合物以所述铝平板的境界面为基准在高度300um以内的区域散布。


3.根据权利要求1所述的利用导电性金属结构体的半导体封装，其特征在于，
所述金属间化合物是以所述铝平板的境界面为基准在高度20um以内的区域稠密地分布。

【专利技术属性】
技术研发人员：崔伦华，崔淳性，
申请(专利权)人：JMJ韩国株式会社，
类型：新型
国别省市：韩国;KR