半导体器件封装结构制造技术

一种半导体器件封装结构，包括二极管芯片外侧依次具有应力缓冲层、散热层和金属电极，焊接面和散热层之间设置有应力缓冲层，由于没有将二极管芯片表面直接与散热层连接，而是通过应力缓冲层连接，使得在烧结或者发热使得散热层所出现的内应力不直接作用在二极管芯片上，而是作用在应力缓冲层上，这样一方面使得在制造二极管器件的烧结过程中不至于造成芯片碎裂，提高了器件制造的一致性，另一方面避免在使用过程中器件的发热散热导致损坏芯片的情况，提高使用过程中器件的可靠性和稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件封装结构


[0001]本申请属于半导体器件领域，具体涉及一种半导体器件封装结构。

技术介绍

[0002]电子产品的覆盖面越发广泛，其中电力电子二极管作为一种半导体器件在提高电子产品的发展中占有重要角色。二极管是用半导体材料(硅、砷、锗等)制成的一种电子器件。封装的功能在于给半导体芯片提供足够的保护，防止芯片在空气中长期暴露或机械损伤而失效，以提高芯片的稳定性，保护芯片的安全。对于电力电子二极管器件的封装，还需要具有良好的散热性，好的封装可以让二极管器件具备更好的散热环境，进而提升二极管器件的寿命。因此，半导体芯片的封装对于半导体器件的可靠性和安全性极为重要，特别是在未来物联网和5G技术的发展中，对电子产品的可靠性和安全性提出了更高的要求，对于高能量、高可靠性、高性能和低成本的半导体封装也更为紧迫。
[0003]二极管芯片在封装时，需要将二极管芯片与金属连接以外接电路，连接过程中往往使得芯片开裂失效，二极管产品的一致性和可靠性较差。
[0004]因此，为提高产品的一致性和可靠性，需要提供一种新的半导体器件封装结构，以保障二极管产品的可靠性和安全性。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种半导体器件封装结构，能够保障二极管器件的一致性和可靠性。
[0006]根据本申请的一方面，一种实施例中提供一种半导体器件封装结构,包括：
[0007]二极管芯片，所述二极管芯片具有第一焊接面和与所述第一焊接面相对的第二焊接面，所述第一焊接面和所述第二焊接面能够与外部形成导电连接；<br/>[0008]第一应力缓冲层和第二应力缓冲层，所述第一应力缓冲层与所述第一焊接面形成导电连接，所述第二应力缓冲层与所述第二焊接面形成导电连接；
[0009]第一散热层和第二散热层，所述第一散热层与所述第一应力缓冲层的表面形成导电连接，所述第二散热层与所述第二应力缓冲层的表面形成导电连接，所述第一散热层和所述第二散热层为导热金属材料，所述第一应力缓冲层用于缓解第一焊接面与所述第一散热层之间的应力，所述第二应力缓冲层用于缓解第二焊接面与所述第二散热层之间的应力；
[0010]第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极焊接在所述第一散热层的表面，所述第二金属电极焊接在所述第二散热层的表面。
[0011]一种实施例中，所述第一焊接面与所述第一应力缓冲层之间设有第一焊接片，所述第二焊接面与所述第二应力缓冲层之间设有第二焊接片连接，所述第一散热层与所述第一应力缓冲层之间设有第三焊接片，所述第二散热层与所述第二应力缓冲层之间设有第四焊接片，所述第一焊接片、第二焊接片、第三焊接片、第四焊接片为锡、铅、银或者其合金。
[0012]一种实施例中，所述第一应力缓冲层和所述第二应力缓冲层的材料与所述二极管
芯片的材料相同。
[0013]一种实施例中，所述二极管芯片的材料为硅、砷或锗，所述第一应力缓冲层或第二应力缓冲层的材料为硅、砷或锗。
[0014]一种实施例中，第一应力缓冲层或第二应力缓冲层厚度为200μm
‑
350μm。
[0015]一种实施例中，所述第一散热层或所述第二散热层的材质为铜。
[0016]一种实施例中，所述第一散热层和所述第二散热层的厚度为1nm
‑
100nm。
[0017]一种实施例中，所述第一金属电极平行于所述第一散热层设置，所述第二金属电极平行于所述第二散热层设置。
[0018]一种实施例中，所述第一金属电极垂直所述第一散热层设置，所述第二金属电极垂直所述第二散热层设置。
[0019]一种实施例中，还包括环氧包封层，所述环氧包封层包覆在半导体器件的外表面，露出部分所述第一金属电极或第二金属电极的端部。
[0020]依据上述实施例的半导体器件封装结构，包括二极管芯片外侧依次具有应力缓冲层、散热层和金属电极，焊接面和散热层之间设置有应力缓冲层，也就是所述二极管芯片具有第一焊接面和与所述第一焊接面相对的第二焊接面，所述第一焊接面外部具有第一应力缓冲层，第一应力缓冲层外侧表面再设置第一散热层和第一金属电极，所述第二焊接面外部具有第二应力缓冲层，第二应力缓冲层外侧表面再设置第二散热层和第二金属电极，由于没有将二极管芯片表面直接与散热层连接，而是通过应力缓冲层连接，使得在烧结或者发热使得散热层所出现的内应力不直接作用在二极管芯片上，而是作用在应力缓冲层上，这样一方面使得在制造二极管器件的烧结过程中不至于造成芯片碎裂，提高了器件制造的一致性，另一方面避免在使用过程中器件的发热散热导致损坏芯片的情况，提高使用过程中器件的可靠性和稳定性。
附图说明
[0021]图1为现有技术中的一种半导体器件封装结构示意图；
[0022]图2为本技术一实施例中提供的半导体器件封装结构示意图；
[0023]图3为本技术一实施例中提供的半导体器件封装结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0025]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是
必须的组成和/或顺序。
[0026]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
[0027]经分析可知，在电力电子二极管器件制造过程中，二极管芯片在封装时需要散热，往往是将二极管芯片的两个连接面分别直接与散热金属连接，例如参考图1中，芯片1两面直接焊接有散热金属2，然后电极3接在散热金属2上。经研究发现，由于散热金属的材料与二极管芯片之间的热膨胀系数差异较大，无论是在焊接烧结还是在客户使用过程中时浪涌冲击所产生的高温，会使得散热金属材料的膨胀尺寸远远大于二极管硅芯片的膨胀尺寸，这会导致散热金属与二极管芯片产生应力不均，特别是散热金属膨胀大于二极管芯片的膨胀，使得散热金属会对二极管芯片施加应力，在持续作用下硅芯片开裂失效。并且，由于散热金属在加工过程中会残留内应力，而金属材料存在应力松弛和蠕变效应，散热金属在内应力和时间的作用下发生非弹性变形，非弹性变形产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件封装结构,其特征在于，包括：二极管芯片，所述二极管芯片具有第一焊接面和与所述第一焊接面相对的第二焊接面，所述第一焊接面和所述第二焊接面能够与外部形成导电连接；第一应力缓冲层和第二应力缓冲层，所述第一应力缓冲层与所述第一焊接面形成导电连接，所述第二应力缓冲层与所述第二焊接面形成导电连接；第一散热层和第二散热层，所述第一散热层与所述第一应力缓冲层的表面形成导电连接，所述第二散热层与所述第二应力缓冲层的表面形成导电连接，所述第一散热层和所述第二散热层为导热金属材料，所述第一应力缓冲层用于缓解第一焊接面与所述第一散热层之间的应力，所述第二应力缓冲层用于缓解第二焊接面与所述第二散热层之间的应力；第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极焊接在所述第一散热层的表面，所述第二金属电极焊接在所述第二散热层的表面。2.如权利要求1所述的半导体器件封装结构，其特征在于，所述第一焊接面与所述第一应力缓冲层之间设有第一焊接片，所述第二焊接面与所述第二应力缓冲层之间设有第二焊接片连接，所述第一散热层与所述第一应力缓冲层之间设有第三焊接片，所述第二散热层与所述第二应力缓冲层之间设有第四焊接片，所述第一焊接片、第二焊接片、第三焊接片、第四焊接片为锡、铅、银或者其合金。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓锋，招景丰，
申请(专利权)人：浙江里阳半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：