半导体芯片封装体及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体芯片封装体及其制造方法，半导体芯片封装体包括基板、盖板、半导体芯片、内环密封层以及外环焊接层；盖板配合在基板的第一表面上；内环密封层设置在基板和盖板之间，并使所述盖板和基板之间的空间形成密封腔室；外环焊接层设置在基板和盖板之间并位于内环密封层的外侧，将盖板固定连接在基板上。本发明专利技术的半导体芯片封装体，采用外环焊接层把盖板与基板连接在一起，连接强度高、防水防潮防湿且密封不透气；采用内环密封层隔设在外环焊接层的内侧，使助焊剂挥发物不会进入到盖板和基板之间的腔室中，避免腔室内壁和半导体芯片被沾染，保证产品的性能和可靠性。保证产品的性能和可靠性。保证产品的性能和可靠性。

Semiconductor chip package and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
半导体芯片封装体及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种半导体芯片封装体。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的发展，对半导体芯片封装技术提出了越来越高的要求。
[0003]现有的一种常见的半导体芯片封装体结构如图1所示，其包括基板11、设置在基板11上的半导体芯片12、芯片正极13a和芯片负极13b、正极焊盘14a和负极焊盘14b、上盖板15、粘接层16、贯穿基板11的导电通道17、与外界导电连接用的正极焊垫17a和负极焊垫17b以及通气小孔18。
[0004]由图1所示结构可知，上盖板15是通过粘接层16设置在基板11上。工作时，半导体芯片12会产生热量，特别是大功率芯片，其发热量可使基板11的温度上升至100℃
‑
150℃，上盖板15与基板11形成的空腔中所存的空气会因为发热而膨胀。为防止空气的热胀冷缩导致上盖板15脱落，通常在上盖板15与基板11之间留有通气小孔18。由于通气小孔18的存在，就无法防水防潮防湿气，使其应用范围和条件受到很大局限。
[0005]另一种常见的半导体芯片封装体，结构参考图1，相比于图1所示结构，为了防水防潮防湿气，去除了通气小孔18，使得整个由上盖板15与基板11形成的空腔处于密封状态，传统的粘接方式就无法保证上盖板15不因其热胀冷缩而脱落。为此，通常采用金属焊接的方式把上盖板15焊接在基板11上。然而在焊接方式中，如回流焊和共晶焊，在焊接过程中都会产生大量助焊剂挥发，当上盖板15与基板15合拢后，挥发出来的助焊剂就会残留在空腔内，不仅沾染内腔内壁，还会沾染半导体芯片12表面，导致其性能与可靠性下降。如果采用没有助焊剂的焊料，不仅焊接品质差，效率低，装备昂贵，而且材料成本也很高，无法满足大批量生产的要求。
[0006]因此，上述现有的半导体芯片封装体结构存在本质的缺陷和不足，无法解决连接强度，防水防潮防湿和助焊剂沾染与品质，可靠性和成本之间的矛盾。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种连接强度高且防水防潮的半导体芯片封装体及其制造方法。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种半导体芯片封装体，包括基板、盖板、至少一个半导体芯片、至少一个弹性的内环密封层以及至少一个外环焊接层；
[0009]所述基板具有相对的第一表面和第二表面，所述盖板配合在所述基板的第一表面上；所述内环密封层设置在所述基板和盖板之间，并使所述盖板和基板之间的空间形成密封腔室；所述外环焊接层设置在所述基板和盖板之间并位于所述内环密封层的外侧，将所述盖板固定连接在所述基板上；
[0010]所述半导体芯片设置在所述基板的第一表面上并位于所述密封腔室内。
[0011]优选地，所述内环密封层采用硅胶、围坝胶及橡胶中的一种或多种形成。
[0012]优选地，所述外环焊接层采用金属或合金形成。
[0013]优选地，所述基板的第一表面上设有环形的第一连接面，所述盖板朝向所述基板的表面设有与所述第一连接面配合的第二连接面；
[0014]所述内环密封层和所述外环焊接层均设置在所述第一连接面和第二连接面之间。
[0015]优选地，所述第一连接面和/或所述第二连接面上设有金属层，所述外环焊接层位于所述金属层上。
[0016]优选地，所述基板的第一表面上设有至少一个凹槽，所述盖板覆盖在所述凹槽上方，所述密封腔室形成在所述盖板和所述凹槽之间；和/或，
[0017]所述盖板朝向所述基板的表面设有至少一个凹槽，所述密封腔室形成在所述凹槽和基板之间。
[0018]优选地，所述基板的第一表面设有反射层。
[0019]优选地，所述半导体芯片封装体还包括设置在所述基板的第一表面上并且导电连接的导电电路和焊盘组件；所述半导体芯片与所述焊盘组件导电连接。
[0020]优选地，所述半导体芯片封装体还包括焊垫组件；所述焊垫组件设置在所述基板的第一表面和/或第二表面上，并且与所述焊盘组件导电连接。
[0021]优选地，所述焊垫组件设置在所述基板的第二表面上，通过贯穿所述基板的导电通道与所述焊盘组件导电连接。
[0022]优选地，所述半导体芯片封装体还包括设置在所述基板的第二表面上的导热焊垫。
[0023]本专利技术还提供一种半导体芯片封装体的制造方法，包括以下步骤：
[0024]S1、将半导体芯片设置在基板的第一表面上；
[0025]S2、在所述基板的第一表面和/或盖板的表面上设置密封材料，所述密封材料对应在所述半导体芯片的外围，固化后形成具有弹性的内环密封层；
[0026]S3、在所述基板的第一表面和/或盖板的表面上设置焊接材料，所述焊接材料对应在所述内环密封层的外围，并且所述内环密封层的高度大于所述焊接材料的高度；
[0027]S4、将所述盖板配合在所述基板的第一表面上，并对所述盖板施压，使所述内环密封层密封在所述盖板和基板之间，并且在所述基板和盖板之间界定出密封腔室；
[0028]所述半导体芯片位于所述盖板和基板之间形成的密封腔室内；
[0029]S5、对所述盖板再施压并加热，使所述焊接材料熔化，熔化的所述焊接材料位于所述基板和盖板之间；
[0030]S6、冷却后，所述焊接材料形成外环焊接层并把所述盖板固定连接在所述基板上。
[0031]优选地，所述基板的第一表面上设有环形的第一连接面，所述盖朝向所述基板的表面设有环形的第二连接面；
[0032]步骤S2中，所述密封材料设置在所述第一连接面和/或所述第二连接面上；
[0033]步骤S3中，所述焊接材料设置在所述第一连接面和/或所述第二连接面上。
[0034]优选地，所述第一连接面和/或所述第二连接面上设有金属层；所述焊接材料设置在所述金属层上。
[0035]优选地，步骤S4
‑
步骤S6在真空环境或在设定气体的气氛下进行；所述设定气体包括氢气、氮气、氩气中的一种或多种。
[0036]优选地，步骤S1中，所述基板的第一表面设有凹槽，所述半导体芯片设置在所述凹槽内；和/或，
[0037]所述盖板的表面上设有凹槽，步骤S4中，所述盖板配合在所述基板的第一表面上后，所述凹槽对应在所述半导体芯片上方。
[0038]本专利技术的半导体芯片封装体，一方面采用外环焊接层把盖板与基板连接在一起，连接强度高、防水防潮防湿且密封不透气，另一方面采用具有弹性的内环密封层隔设在外环焊接层的内侧，使焊接过程中产生的助焊剂挥发物不会进入到盖板和基板之间的腔室中，避免腔室内壁和其中的半导体芯片被助焊剂沾染，保证产品的性能和可靠性。
[0039]本专利技术的结构与制造方法简单，成本低，性能好，满足大批量生产的要求。
附图说明
[0040]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0041]图1是现有的一种半导体芯片封装体的剖面结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体芯片封装体，其特征在于，包括基板、盖板、至少一个半导体芯片、至少一个弹性的内环密封层以及至少一个外环焊接层；所述基板具有相对的第一表面和第二表面，所述盖板配合在所述基板的第一表面上；所述内环密封层设置在所述基板和盖板之间，并使所述盖板和基板之间的空间形成密封腔室；所述外环焊接层设置在所述基板和盖板之间并位于所述内环密封层的外侧，将所述盖板固定连接在所述基板上；所述半导体芯片设置在所述基板的第一表面上并位于所述密封腔室内。2.根据权利要求1所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述内环密封层采用硅胶、围坝胶及橡胶中的一种或多种形成。3.根据权利要求1所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述外环焊接层采用金属或合金形成。4.根据权利要求1所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述基板的第一表面上设有环形的第一连接面，所述盖板朝向所述基板的表面设有与所述第一连接面配合的第二连接面；所述内环密封层和所述外环焊接层均设置在所述第一连接面和第二连接面之间。5.根据权利要求4所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述第一连接面和/或所述第二连接面上设有金属层；所述外环焊接层位于所述金属层上。6.根据权利要求1所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述基板的第一表面上设有至少一个凹槽，所述盖板覆盖在所述凹槽上方，所述密封腔室形成在所述盖板和所述凹槽之间；和/或，所述盖板朝向所述基板的表面设有至少一个凹槽，所述密封腔室形成在所述凹槽和基板之间。7.根据权利要求1所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述基板的第一表面设有反射层。8.根据权利要求1
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7任一项所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述半导体芯片封装体还包括设置在所述基板的第一表面上并且导电连接的导电电路和焊盘组件；所述半导体芯片与所述焊盘组件导电连接。9.根据权利要求8所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述半导体芯片封装体还包括焊垫组件；所述焊垫组件设置在所述基板的第一表面和/或第二表面上，并且与所述焊盘组件导电连接。10.根据权利要求9所述的半导体芯片封装体，其特征在于，所述焊垫组件设置在所述基板的第二表面上，通过贯穿所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，钟伟荣，
申请(专利权)人：深圳大道半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：