一种金属气密芯片级封装方案及结构制造技术

本发明专利技术涉及集成电路封装领域，提供了一种集成电路芯片封装方案及结构，具体为一种金属气密芯片级封装(MH

【技术实现步骤摘要】
一种金属气密芯片级封装方案及结构


[0001]本专利技术涉及集成电路封装领域，具体为一种金属气密芯片级封装(MH
‑
CSP)方案及结构。

技术介绍

[0002]对于集成电路芯片的封装，不仅有使其内键合点与外部输出连接的作用，而且为集成电路芯片提供了稳定可靠的工作环境，对集成电路芯片起到保护作用，使集成电路芯片发挥正常的功能，保证其具有高稳定性和可靠性。因此，集成电路的芯片封装应该具有良好的电气性能、散热性能、稳定性以及可靠性。
[0003]集成电路芯片封装分为气密封装和非气密封装，高等级集成电路通常采用气密封装，多采用金属、陶瓷、玻璃封装，内部为空腔结构，充有高纯氮气或其它惰性气体，也含有少量其它气体。气密封装元器件可靠性要比非气密封装高一个数量级以上，气密封装元器件一般按军标、宇航标准严格控制设计、生产、测试、检验等多个环节，失效率低，多用于高可靠应用领域。气密封装器件散热性好，环境适应性更强。
[0004]军用、航天用器件的小型化、轻量化、高可靠、高导热、低成本、批量化需求越来越高，气密封装原材料贵，投入生产成本高，需要支架和焊脚，生产工艺复杂，产品可靠性低，并且有着封装器件尺寸的限制，集成度低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种金属气密芯片级封装方案及结构，以满足用户的立体散热、集成热沉、批量制作、高密度集成、气密封装、高可靠低成本需求。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：<br/>[0007]一种金属气密芯片级封装结构，包括：五面金属包封CSP封装体和双面铜互连陶瓷基板，所述五面金属包封CSP封装体实现本专利技术的上下面立体互连，同时实现金属盖帽的密封和散热功能；所述双面铜互连陶瓷基板为底座，实现本专利技术的气密、引脚互连、热沉等功能。
[0008]一种金属气密芯片级封装方案，所述五面金属包封CSP封装体和双面铜互连陶瓷基板采用气密性金锡焊接方式互连，确保密封性，隔离水汽等影响；所述方案采用焊接前真空烘烤加热，脉冲或超声焊接等，实现温度兼容性；最终实现集成电路芯片的芯片级气密封装。
[0009]所述五面金属包封CSP封装体是指使用封装金属包覆至少一芯片形成的封装体，所述芯片正面设有导电凸块，导电凸块上表面暴露在所述封装金属之外。
[0010]所述双面铜互连陶瓷基板是指正反两面覆有铜的陶瓷基板，并通过陶瓷基板中的预留孔径实现双面铜互连。
[0011]在一实施例中，所述五面金属包封CSP封装体芯片是指高可靠芯片等器件。
[0012]在一实施例中，所述五面金属包封CSP封装体金属封装是指铜镍金合金等封装金属。
[0013]在一实施例中，所述双面铜互连陶瓷基板是指氮化铝(AIN)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)等陶瓷基板。
[0014]作为本专利技术的进一步优选方案，所述五面金属包封CSP封装体封装金属与芯片之间填充有塑封料，对芯片起到加固保护作用。
[0015]作为本专利技术的进一步优选方案，所述双面铜互连陶瓷基板上表面设有预置金锡导体，方便后续金锡焊接。
[0016]作为本专利技术的进一步优选方案，所述双面铜互连陶瓷基板下表面设有外焊盘，方便后续焊接工艺及测试。
[0017]本专利技术一种金属气密芯片级封装方案及结构可以达到如下效果：
[0018]本专利技术一种金属气密芯片级封装方案及结构，通过利用五面金属包封CSP加双面铜互连陶瓷基板，以金锡共晶焊接方式封装，实现高可靠芯片级全金属气密封装，用来替代传统方式的全金属及金属陶瓷气密封装，达到高密度集成与立体散热功能，实现产品热阻下降，体积下降，成本下降，功率、效率以及集成度提升的总体目标；满足用户的立体散热、集成热沉、批量制作、高密度集成、气密封装、高可靠低成本等需求。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提出的一种金属气密芯片级封装结构示意图；
[0020]图2为本专利技术提出的一种五面金属包封CSP封装体结构示意图；
[0021]图3为本专利技术提出的一种双面铜互连陶瓷基板结构示意图；
[0022]图4为本专利技术提出的一种新型封装方法步骤示意图；
[0023]图5A～图5C为本专利技术提出的一种新型封装方法工艺流程图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或器件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]本专利技术涉及集成电路芯片的封装，具体为一种金属气密芯片级封装方案及结构。图1是本专利技术封装方案的结构示意图。请参阅图1，本专利技术一种金属气密芯片级封装结构，包括五面金属包封CSP封装体1、金锡焊料封装层2、气密封装空腔3、双面铜互连陶瓷基板4，其中：
[0027]所述五面金属包封CSP封装体1设在双面铜互连陶瓷基板4的上方，通过金锡焊料封装层2以金锡共晶焊方式封装，焊接间隙形成气密封装空腔3。
[0028]如图2所示，所述五面金属包封CSP封装体结构示意图，包括五面金属封装层5、芯片区6、填充区7、导电凸块8，其中：
[0029]所述五面金属封装层5包覆所述芯片区6，芯片塑封料填充包覆间隙形成填充区7，所述导电凸块8上表面暴露于所述填充区7之外。
[0030]在此需说明的是，如图1所示，所述五面金属包封CSP封装体1实为倒装结构，如图2所示，所述导电凸块8所在方位实为芯片正面，故上述导电凸块8上表面而不是下表面暴露于所述填充区7之外。
[0031]如图3所示，所述双面铜互连陶瓷基板结构示意图，包括预置金锡铜导体层9、陶瓷基板10、互连铜通道11、外焊盘12，其中:
[0032]所述预置金锡铜导体层9设于陶瓷基板10上表面，用于上述金锡焊料封装层2的共晶焊封装。
[0033]所述陶瓷基板10设于五面金属包封CSP封装体1下方，用于本专利技术一种金属气密芯片级封装方案的基板材料，为本专利技术一种金属气密芯片级封装结构提供气密性的密封保护，以达到优良的可靠度。
[0034]所述互连铜通道11连通所述陶瓷基板10和上述导电凸块8，在本专利技术一种金属气密芯片级封装结构中，用于链接其内键合点与外部输出。
[0035]所述外焊盘12设于所述陶瓷基板10下表面，方便于本专利技术封装方案后续的焊接工作。
[0036]本专利技术一种金属气密芯片级封装方案及结构，涉及到具体的一种封装方法，如图4所示，本专利技术一种金属气密芯片级封装方案及结构的封装方法步骤示意图。请参阅图4，本专利技术具体封装方法包括如下步骤：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属气密芯片级封装结构，包括：五面金属包封CSP封装体和双面铜互连陶瓷基板，所述五面金属包封CSP封装体实现本发明的上下面立体互连，同时实现金属盖帽的密封和散热功能；所述双面铜互连陶瓷基板为底座，实现本发明的气密、引脚互连、热沉等功能。2.一种金属气密芯片级封装方案，所述五面金属包封CSP封装体和双面铜互连陶瓷基板采用气密性金锡焊接方式互连，所述方案采用焊接前真空烘烤加热，脉冲或超声焊接等。3.根据权利1要求所述的封装结构，其特征在于，所述双面铜互连陶瓷基板正面方向上，所述五面金属包封CSP封装体在所述双面铜互连陶瓷基板上方，所述五面金属包封CSP封装体的正面朝向所述双面铜互连陶瓷基板的正面。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雨生，徐浩，耿国豪，吴碧华，
申请(专利权)人：合肥市晶结科技有限公司朱雨生，
类型：发明
国别省市：