一种封装器件及封装方法技术

本发明专利技术公开了一种封装器件及封装方法，封装器件包括：封装外壳，采用陶瓷基板作为封装底板，所述陶瓷基板设有贯穿所述陶瓷基板正面和所述陶瓷基板背面的通孔，所述陶瓷基板的通孔内部填充金属，所述通孔内的金属记为金属柱；芯片，安装在所述封装外壳的内部，所述芯片的焊盘通过键合线与所述陶瓷基板上的金属柱连接；铜导热柱，设在所述陶瓷基板的背面，其中，至少存在预设数量的铜导热柱作为所述封装器件的输入输出引脚与所述金属柱连接。本发明专利技术通过在陶瓷基板的背面设置铜导热柱，且设有与金属柱相连的铜导热柱，铜导热柱作为封装器件的输入输出引脚，比传统的表贴型焊盘或焊球的导热率更高，提高了封装器件的散热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种封装器件及封装方法
本专利技术涉及芯片封装
，尤其涉及一种封装器件及封装方法。
技术介绍
陶瓷封装是一种常用的射频芯片封装方式。为降低封装热阻，陶瓷封装一般采用QFN(QuadFlatNo-leadPackage，方形扁平无引脚封装)表贴方式安装到PCB母版上。陶瓷封装和PCB安装母版之间存在较大的热失配，在安装时需要考虑器件的散热情况。现有的散热方法主要分两种，对于较小尺寸的表贴型陶瓷封装，为防止热应力导致封装开裂，控制封装尺寸小于10*10mm。对于较大尺寸的表贴型陶瓷封装，一般采用在陶瓷封装底面高温焊接金属缓冲垫片或者通过植焊球、焊柱来缓冲热应力。但是，现有的焊球、焊柱等方法仍无法满足大功率器件封装的散热需求，导致使用时大功率器件散热差，影响正常使用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种封装器件及封装方法，旨在解决目前封装器件的散热能力差的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种封装器件，包括：封装外壳，采用陶瓷基板作为封装底板，所述陶瓷基板设有贯穿所述陶瓷基板正面和所述陶瓷基板背面的通孔，所述陶瓷基板的通孔内部填充金属，所述通孔内的金属记为金属柱；芯片，安装在所述封装外壳的内部，所述芯片的焊盘通过键合线与所述陶瓷基板上的金属柱连接；铜导热柱，设在所述陶瓷基板的背面，其中，至少存在预设数量的铜导热柱作为所述封装器件的输入输出引脚与所述金属柱连接。在本申请的实施例中，所述封装外壳包括：金属围框，设置在所述陶瓷基板的正面；盖板，焊接在所述金属围框的上表面；所述陶瓷基板、所述金属围框和所述盖板形成容纳所述芯片的气密封装外壳。在本申请的实施例中，所述封装器件还包括：阻焊层，设置在所述陶瓷基板的背面、且位于所述铜导热柱的区域以外的其它区域。在本申请的实施例中，所述封装器件还包括：正面种子层，位于所述陶瓷基板的正面和所述陶瓷基板的通孔的内侧壁；其中，所述正面种子层的上表面的第一区域用于制备所述金属围框，所述正面种子层的上表面的第二区域用于设置芯片；相应的，制备了正面种子层的陶瓷基板的通孔内部填充有金属；背面种子层，位于所述陶瓷基板的背面；相应的，铜导热柱设在所述背面种子层的背面。在本申请的实施例中，所述封装器件还包括：正面导体层，设置在所述正面种子层上，其中，所述正面导体层的上表面的第一区域用于制备所述金属围框，所述正面导体层的上表面的第二区域用于设置芯片，所述正面导体层的第三区域用于加厚金属柱；背面导体层，设置在所述背面种子层的背面；相应的，铜导热柱设在所述背面导体层的背面。在本申请的实施例中，所述金属围框包括：金属外围墙；当芯片为至少两个，且所述芯片之间需要隔离时，所述金属围框还包括：隔离墙，需要隔离的多个芯片位于不同的气密空间中，气密空间之间通过所述隔离墙隔离。本专利技术实施例的第二方面提供了一种封装方法，包括：在陶瓷基板上制备通孔，其中，所述通孔贯穿所述陶瓷基板的正面和背面；在所述陶瓷基板的通孔内注入金属，形成贯穿所述陶瓷基板的上表面和下表面的金属柱；在所述陶瓷基板的背面预留铜导热柱的位置制备铜导热柱，其中，所述预留铜导热柱的位置包括：所述陶瓷基板的背面所述金属柱对应的位置；在所述陶瓷基板的正面预留金属围框的位置制备金属围框；将待封装的芯片安装在所述陶瓷基板上金属围框的内部，并将待封装的芯片的焊盘通过键合线与所述陶瓷基板上的金属柱连接；采用焊接的方式将盖板密封在所述金属围框的上表面，形成气密封装结构。在本申请的实施例中，在所述陶瓷基板的通孔内注入金属，形成贯穿所述陶瓷基板的正面和背面的金属柱之前，还包括：在所述陶瓷基板的正面和所述通孔的内侧壁通过沉积法制备正面种子层，其中，所述正面种子层的上表面的第一区域预留设置金属围框的位置；相应的，在所述陶瓷基板的通孔内注入金属，形成贯穿所述陶瓷基板的上表面和下表面的金属柱为：在沉积有正面种子层的所述陶瓷基板的通孔内注入金属，形成贯穿所述陶瓷基板的上表面和下表面的金属柱；相应的，在所述陶瓷基板的正面预留金属围框的位置制备金属围框为：在所述正面种子层的正面预留金属围框的位置制备金属围框；在所述陶瓷基板的背面通过沉积法制备背面种子层，其中，在所述背面种子层的下表面上预留设置铜导热柱的位置。在本申请的实施例中，在所述陶瓷基板的正面和所述通孔的内侧壁通过电化学沉积法制备正面种子层之后，还包括：在所述正面种子层上通过电化学沉积法制备正面导体层，其中，所述正面导体层的上表面的第一区域预留设置金属围框的位置；相应的，在所述正面种子层的正面预留金属围框的位置制备金属围框为：在所述正面导体层的正面预留金属围框的位置制备金属围框；所述在所述陶瓷基板的背面通过电化学沉积法制备背面种子层之后，还包括：在所述背面种子层下通过电化学沉积法制备背面导体层，其中，在所述背面导体层的下表面上预留设置导热柱的位置。在本申请的实施例中，在所述陶瓷基板的背面预留铜导热柱的位置制备铜导热柱之后，还包括：去除所述正面导体层的区域以为的正面种子层；去除所述背面导体层的区域以外的背面种子层；在所述陶瓷基板的背面，且在预留铜导热柱的位置以外的其它区域上制备阻焊层。本专利技术通过在陶瓷基板的背面设置铜导热柱，且设有与金属柱相连的铜导热柱，铜导热柱作为封装器件的输入输出引脚，比传统的表贴型焊盘或焊球的导热率更高，提高了封装器件的散热能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一个实施例提供的封装器件的在陶瓷基板上设置通孔断面结构示意图；图2为本专利技术的一个实施例提供的在陶瓷基板上设置通孔的俯视结构示意图；图3为本专利技术的一个实施例提供的沉积正面种子层和背面种子层后的断面结构示意图；图4为本专利技术的一个实施例提供的制作第二光阻层后的断面结构示意图；图5为本专利技术的一个实施例提供的制作正面导体层和背面导体层后的断面结构示意图；图6为本专利技术的一个实施例提供的制作第一光阻层后的断面结构示意图；图7为本专利技术的一个实施例提供的制作铜导热柱地方减薄第一光阻层后的断面结构示意图；图8为本专利技术的一个实施例提供的去除第一光阻层和第二光阻层后的断面结构示意图；图9为本专利技术的一个实施例提供的制作金属围框的断面结构示意图；图10为本专利技术的一个实施例提供的制作金属围框的俯视结构示意图；图11为本专利技术的一个实施例提供的制作盖板和安装芯片后的断面结构示意图；图12为本专利技术的一个实施例提供的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封装器件，其特征在于，包括：/n封装外壳，采用陶瓷基板作为封装底板，所述陶瓷基板设有贯穿所述陶瓷基板正面和所述陶瓷基板背面的通孔，所述陶瓷基板的通孔内部填充金属，所述通孔内的金属记为金属柱；/n芯片，安装在所述封装外壳的内部，所述芯片的焊盘通过键合线与所述陶瓷基板上的金属柱连接；/n铜导热柱，设在所述陶瓷基板的背面，其中，至少存在预设数量的铜导热柱作为所述封装器件的输入输出引脚与所述金属柱连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种封装器件，其特征在于，包括：
封装外壳，采用陶瓷基板作为封装底板，所述陶瓷基板设有贯穿所述陶瓷基板正面和所述陶瓷基板背面的通孔，所述陶瓷基板的通孔内部填充金属，所述通孔内的金属记为金属柱；
芯片，安装在所述封装外壳的内部，所述芯片的焊盘通过键合线与所述陶瓷基板上的金属柱连接；
铜导热柱，设在所述陶瓷基板的背面，其中，至少存在预设数量的铜导热柱作为所述封装器件的输入输出引脚与所述金属柱连接。


2.如权利要求1所述的封装器件，其特征在于，所述封装外壳包括：
金属围框，设置在所述陶瓷基板的正面；
盖板，焊接在所述金属围框的上表面；所述陶瓷基板、所述金属围框和所述盖板形成容纳所述芯片的气密封装外壳。


3.如权利要求1所述的封装器件，其特征在于，所述封装器件还包括：
阻焊层，设置在所述陶瓷基板的背面、且位于所述铜导热柱的区域以外的其它区域。


4.如权利要求2所述的封装器件，其特征在于，所述封装器件还包括：
正面种子层，位于所述陶瓷基板的正面和所述陶瓷基板的通孔的内侧壁；其中，所述正面种子层的上表面的第一区域用于制备所述金属围框，所述正面种子层的上表面的第二区域用于设置芯片；
相应的，制备了正面种子层的陶瓷基板的通孔内部填充金属；
背面种子层，位于所述陶瓷基板的背面；
相应的，铜导热柱设在所述背面种子层的背面。


5.如权利要求4所述的封装器件，其特征在于，所述封装器件还包括：
正面导体层，设置在所述正面种子层上，其中，所述正面导体层的上表面的第一区域用于制备所述金属围框，所述正面导体层的上表面的第二区域用于设置芯片，所述正面导体层的第三区域用于加厚金属柱；
背面导体层，设置在所述背面种子层的背面；
相应的，铜导热柱设在所述背面导体层的背面。


6.如权利要求2所述的封装器件，其特征在于，所述金属围框包括：金属外围墙；
当芯片为至少两个，且所述芯片之间需要隔离时，所述金属围框还包括：隔离墙，需要隔离的多个芯片位于不同的气密空间中，气密空间之间通过所述隔离墙隔离。


7.一种封装方法，其特征在于，包括：
在陶瓷基板上制备通孔，其中，所述通孔贯穿所述陶瓷基板的正面和背面；
在所述陶瓷基板的通孔内注入金属，形成贯穿所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仕俊，赵瑞华，常青松，徐达，杨阳阳，王志会，霍现荣，冯涛，高长征，马海阔，王会从，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13