金属柱、包含其的半导体封装及半导体封装制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体封装，包括：第一基板(110)，形成特定图案(111)，以能够进行电连接；第二基板(120)，与第一基板(110)相对分隔形成，形成特定图案(121)，以能够进行电连接；一个以上半导体芯片(130)，与第一基板(110)接合；一个以上金属柱(140)，为了分散直接来自第二基板(120)的CTE压力，在第一基板(110)和第二基板(120)之间形成为非垂直结构，一侧与一个以上半导体芯片(130)上接合；一个以上终端引线(150)，与第一基板(110)或第二基板(120)电连接；封装外壳(160)，包裹第一基板(110)和第二基板(120)，并将终端引线(150)裸露至外部，从而，防止因施加外部压力而导致粘合剂(112)及粘合剂(141)发生裂纹，而提高接合部的可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
金属柱、包含其的半导体封装及半导体封装制造方法


[0001]本专利技术涉及一种金属柱、半导体封装及半导体封装制造方法，通过非垂直结构的金属柱而吸收CTE(热膨胀系数，Coefficient of Thermal Expansion)压力而缓解或迂回，而分散，从而，防止与半导体芯片的接合部即粘合剂产生裂纹。

技术介绍

[0002]一般而言，半导体封装，在基板上包含：半导体芯片；金属柱即导电体，起到与半导体芯片上贴合的隔片作用；引线框架，由铜构成；及外壳，由纸袋材料装饰，另外，半导体芯片被附着在引线框架焊盘上，介入引线框架引线和由Ag构成的镀金层而通过信号线即键合引线而与半导体芯片的焊盘进行电连接。
[0003]例如，如图1(a)显示所示，在下部金属绝缘基板11A上介入一次接合部12而接合半导体芯片14，导电体17介入二次接合部16而与半导体芯片14上接合，在上部金属绝缘基板11B上介入一次接合部12而接合半导体芯片14，导电体17介入二次接合部16而与半导体芯片14上接合，在两侧基板形成为相互交叉半导体芯片而附着的双面基板封装结构。
[0004]但，半导体芯片分别介入焊锡而与基板及导电体接合时，因基板11A、11B和导电体17与一次接合部12及二次接合部16相互之间的不同的热膨胀系数(CTE；Coefficient of Thermal Expansion)，如图1(b)例示所示，在一次接合部12或二次接合部16产生裂纹(crack)而发生可靠性问题。
[0005]另外，为了最小化与半导体芯片的CTE差异，代替金属柱而选定与半导体芯片的CTE相似的材料而使用，而与现有的金属柱相比，价格高而产品的价格竞争力低下。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]韩国注册专利公报第1643332号(利用超声波焊接的铜片键合半导体封装及其制造方法，2016.07.21)
[0009]韩国注册专利公报第10
‑
0867573号(改善热释放能力的电力用模块封装及其制造方法，2008.11.10)
[0010]韩国公开专利公报第2001
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0111736号(设置直接附着于引线框架的背面的绝缘放热板的电力模块封装，2001.12.20)
[0011]专利技术的内容
[0012]专利技术要解决的技术问题
[0013]要实现本专利技术的思想的技术课题提供一种金属柱、半导体封装及半导体封装制造方法，通过非垂直结构的金属柱而吸收CTE压力而缓解，或迂回而分散，由此，防止与半导体芯片的接合部即粘合剂发生裂纹。
[0014]用于解决问题的技术方案
[0015]为了实现如上所述目的，本专利技术的第一实施例提供一种半导体封装，包括：第一基板，形成特定图案，以能够进行电连接；第二基板，与所述第一基板相对分隔形成，形成特定
图案，以能够进行电连接；一个以上半导体芯片，与所述第一基板接合；一个以上金属柱，为了分散直接来自所述第二基板的CTE压力，在所述第一基板和所述第二基板之间形成为非垂直结构，一侧与一个以上所述半导体芯片上接合，另一侧与所述第一基板或所述第二基板的图案上接合；一个以上终端引线，与所述第一基板或所述第二基板电连接；及封装外壳，包裹所述第一基板和所述第二基板并将所述终端引线裸露至外部。
[0016]本专利技术的第二实施例提供一种半导体封装，包括：第一基板，形成特定图案以能够进行电连接；第二基板，与所述第一基板相对分隔形成，形成特定图案，以能够进行电连接；一个以上半导体芯片，分别与所述第一基板及所述第二基板接合；一个以上金属柱，为了分散直接来自所述第一基板及所述第二基板的CTE压力，在所述第一基板和所述第二基板之间形成为非垂直结构，一侧与所述第一基板或所述第二基板的所述半导体芯片上接合，另一侧与所述第一基板或所述第二基板的图案上接合；一个以上终端引线，与所述第一基板或所述第二基板电连接；及封装外壳，包裹所述第一基板和所述第二基板并将所述终端引线裸露至外部。
[0017]在此，所述第一基板或所述第二基板包括一个以上绝缘层。
[0018]并且，所述第一基板或所述第二基板由单一金属层构成，或由合金金属层构成，由镀金形式的金属层构成。
[0019]并且，所述第一基板或所述第二基板由绝缘层及形成于所述绝缘层的上面、下面或上下面的金属层层叠形成。
[0020]而且，所述半导体芯片由功率半导体即绝缘栅双极型晶体管、金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管及二极管中的任一个以上构成。
[0021]并且，所述金属柱为铜、铝或锡的单一材料，或由含有铜、铝、锡、碳化硅、钼及锰中的任一个以上的合金材料或按粉末状态结合的复合材料。
[0022]而且，所述金属柱金属镀金或金属涂覆为一层以上。
[0023]并且，所述金属柱的一侧与所述第一基板的所述半导体芯片上接合，另一侧与所述第二基板的图案上接合。
[0024]而且，所述金属柱由水平簧片和垂直簧片形成，其中，所述水平簧片，与所述第一基板或所述第二基板的所述半导体芯片上接合而电连接；所述垂直簧片，按垂直方向与所述水平簧片的一端结合而与所述第一基板和所述第二基板的图案接合而电连接。
[0025]并且，所述金属柱由第一水平簧片和第二水平簧片形成，其中，所述第一水平簧片，与所述第一基板或所述第二基板的所述半导体芯片上接合而电连接；所述第二水平簧片，按水平方向在所述第一水平簧片的一端延伸而同样与所述第一基板或所述第二基板的图案上接合而电连接。
[0026]并且，在所述第一基板和所述第二基板之间形成构成为垂直结构而支撑，并用于电连接的金属梁。
[0027]而且，所述终端引线与所述第一基板或所述第二基板中的任一个以上电连接。
[0028]并且，所述终端引线通过焊锡、烧结或超声波焊接而与所述第一基板或所述第二基板接合。
[0029]而且，所述金属柱通过超声波焊接与所述第一基板或所述第二基板的图案接合。
[0030]并且，所述第一基板或所述第二基板的全部或一部分形成得向所述封装外壳上面
或下面外侧裸露。
[0031]而且，在向所述封装外壳外侧裸露的所述第一基板或所述第二基板的裸露面排列形成用于增加散热面积的格子，或形成散热销或通过水冷式或风冷式而形成散热结构。
[0032]并且，所述封装外壳由EMC、PBT或PPS材料形成。
[0033]而且，向所述半导体芯片施加电信号的电信号线与所述第一基板或所述第二基板、所述终端引线或所述半导体芯片上接合而相互电连接。
[0034]并且，所述电信号线为导电线、金属簧片、金属带或金属梁形式。
[0035]而且，所述金属柱在所述第一基板和所述第二基板之间形成为E字形、S字形或Z字形的之字形的弹性非垂直结构，或形成为字形、字形或一字形的非垂直结构。
[0036]另外，本专利技术提供一种制造上述半导体封装的半导体封装制造方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装，其特征在于，包括：第一基板，形成特定图案，以能够进行电连接；第二基板，与所述第一基板相对分隔形成，形成特定图案，以能够进行电连接；一个以上半导体芯片，与所述第一基板接合；一个以上金属柱，为了分散直接来自所述第二基板的CTE压力，在所述第一基板和所述第二基板之间形成为非垂直结构，一侧与一个以上所述半导体芯片上接合，另一侧与所述第一基板或所述第二基板的图案上接合；一个以上终端引线，与所述第一基板或所述第二基板电连接；及封装外壳，包裹所述第一基板和所述第二基板，并将所述终端引线裸露至外部。2.一种半导体封装，其特征在于，包括：第一基板，形成特定图案，以能够进行电连接；第二基板，与所述第一基板相对分隔形成，形成特定图案，以能够进行电连接；一个以上半导体芯片，分别与所述第一基板及所述第二基板接合；一个以上金属柱，为了分散直接来自所述第一基板及所述第二基板的CTE压力，在所述第一基板和所述第二基板之间形成为非垂直结构，一侧与所述第一基板或所述第二基板的所述半导体芯片上接合，另一侧与所述第一基板或所述第二基板的图案上接合；一个以上终端引线，与所述第一基板或所述第二基板电连接；及封装外壳，包裹所述第一基板和所述第二基板，并将所述终端引线裸露至外部。3.根据权利要求1或2所述的半导体封装，其特征在于，所述第一基板或所述第二基板包括一个以上绝缘层。4.根据权利要求1或2所述的半导体封装，其特征在于，所述第一基板或所述第二基板由单一金属层构成，或由合金金属层构成，或由镀金形式的金属层构成。5.根据权利要求1或2所述的半导体封装，其特征在于，所述第一基板或所述第二基板由绝缘层及形成于所述绝缘层的上面、下面或上下面的金属层层叠形成。6.根据权利要求1或2所述的半导体封装，其特征在于，所述半导体芯片由功率半导体即绝缘栅双极型晶体管、金属
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氧化物半导体场效应晶体管及二极管中的任一个以上构成。7.根据权利要求1或2所述的半导体封装，其特征在于，所述金属柱为铜、铝或锡的单一材料，或含有铜、铝、锡、碳化硅、钼及锰中的任一个以上的合金材料或按粉末状态结合的复合材料。8.根据权利要求7所述的半导体封装，其特征在于，所述金属柱金属镀金或金属涂覆一层以上而形成。9.根据权利要求1或2所述的半导体封装，其特征在于，所述金属柱的一侧与所述第一基板的所述半导体芯片上接合，另一侧与所述第二基板的图案上接合。
10.根据权利要求9所述的半导体封装，其特征在于，所述金属柱由...

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