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碳化硅芯片的封装方法及封装结构技术

技术编号:41735329 阅读:11 留言:0更新日期:2024-06-19 12:55
本发明专利技术提供一种碳化硅芯片的封装方法及封装结构。碳化硅芯片的封装方法包括:提供第一基板及碳化硅芯片,第一基板材料选自于硅和金刚石中的至少一种,且具有图案化电极层,电极层材料为铜、铝等,碳化硅芯片具有第一、第二表面,且分别具有第一、第二电极;将碳化硅芯片的第一表面键合至第一基板,第一电极与图案化电极层连接;提供第二基板,材料选自于硅和金刚石中的至少一种,第二基板内包括容置部及第一、第二导电插塞;将第二基板键合至第一基板及碳化硅芯片的第二表面,使碳化硅芯片置于容置部内,第一导电插塞与图案化电极层连接,第二导电插塞与第二电极连接。上述技术方案使芯片两表面电极通过第一、第二导电插塞完成重布线,工艺简单,热阻低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及芯片封装领域,尤其涉及一种碳化硅芯片的封装方法及封装结构


技术介绍

1、硅(si)基扇出型晶圆级封装(fan out-wafer level package,简称fo-wlp)封装可以实现更好的散热以及更多数量的数据输入/输入(i/o)连接。导电插塞(tsv)、金属化、倒装等已经在集成电路(ic)封装上应用。但是由于碳化硅(sic)晶体管(mosfet)一般是垂直器件,且传统的扇出型封装所采用的环氧树脂等模塑料不利于散热,使碳化硅晶体管的扇出型晶圆级封装面临很多挑战。碳化硅器件面临高温高压高功率密度的需求,需要新型封装形式。

2、因此,提供一种工艺简单、热阻低的碳化硅封装方案,是目前需要解决的问题。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、热阻低的碳化硅封装方案,提供一种碳化硅芯片的封装方法及封装结构。

2、为了解决上述问题,本专利技术提供了一种碳化硅芯片的封装方法,包括如下步骤:提供第一基板及一碳化硅芯片,所述第一基板的材料选自于硅和金刚石中的至少一种,所述第一基板表面具有图案化电极层,电极层材料自于铜和铝中的至少一种,所述碳化硅芯片具有第一表面及第二表面,所述第一表面及所述第二表面分别具有第一电极及第二电极;将所述碳化硅芯片的第一表面键合至所述第一基板表面,使所述第一电极与所述图案化电极层电性连接;提供一第二基板,所述第二基板的材料选自于硅和金刚石中的至少一种,所述第二基板内包括用于容置所述碳化硅芯片的容置部,所述第二基板包括所述容置部外的第一导电插塞和及所述容置部内的第二导电插塞;将所述第二基板键合至所述第一基板表面及所述碳化硅芯片的第二表面,使所述碳化硅芯片置于所述容置部内,且所述第一导电插塞与所述图案化电极层电性连接,所述第二导电插塞与所述第二电极电性连接。

3、上述技术方案中碳化硅芯片的第一电极通过与第一基板表面的图案化电极层引入第一导电插塞,碳化硅芯片的第二电极引入第二导电插塞,使得碳化硅芯片两个表面的电极通过第二基板中的第一导电插塞及第二导电插塞完成重布线,并通过将碳化硅芯片置于第二基板的容置部内,使得碳化硅芯片两个表面的电极最终呈现在同一表面。本专利技术中碳化硅芯片的第一表面与第一基板表面的图案化电极层的键合、第二基板包覆碳化硅芯片的第二表面及第一侧表面过程以及第二基板与第一基板的键合均采用室温键合工艺,避免了由不同材料间热膨胀系数差异引起的热失配问题。本专利技术所述的封装结构中第一基板起到绝缘和散热的作用,第二基板起到支撑、绝缘和散热的作用。与现有的重布线方案相比,具备一次成型,工艺简单,热阻低,高可靠性的优势,能够应用于功率器件高端封装,对于体积、散热有较高需求的场合,如军工、航空航天等。

4、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本专利技术。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

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【技术保护点】

1.一种碳化硅芯片的封装方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述将所述碳化硅芯片的第一表面键合至所述第一基板表面的步骤中,在室温下通过表面活化键合将所述碳化硅芯片的第一表面键合至所述第一基板表面。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述第二基板键合至所述第一基板表面及所述碳化硅芯片的第二表面的步骤中,在室温下通过混合键合将所述第二基板键合至所述第一基板表面及所述碳化硅芯片的第二表面。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二基板为阶梯状,所述碳化硅芯片具有第一侧表面,所述第二基板包覆所述碳化硅芯片的第二表面及第一侧表面。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述第二基板键合至所述第一基板表面及所述碳化硅芯片的第二表面的步骤中,还包括通过退火和金属扩散使所述第二导电插塞与所述第二电极电性连接。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述第二基板键合至所述第一基板表面及所述碳化硅芯片的第二表面的步骤之后,还包括如下步骤:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述第二基板键合至所述第一基板及所述碳化硅芯片的第二表面进一步包括如下步骤:

8.一种碳化硅芯片的封装结构,其特征在于,采用权利要求1~7任一项所述的碳化硅芯片的封装方法封装而成,包括:

9.根据权利要求8所述的结构,其特征在于,所述第一导电插塞及所述第二导电插塞远离所述第一基板的表面具有焊球,且多个所述焊球位于同一平面。

10.根据权利要求8所述的结构,其特征在于,所述第二基板为阶梯状,所述碳化硅芯片具有第一侧表面,所述第二基板包覆所述碳化硅芯片的第二表面及第一侧表面。

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【技术特征摘要】

1.一种碳化硅芯片的封装方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述将所述碳化硅芯片的第一表面键合至所述第一基板表面的步骤中,在室温下通过表面活化键合将所述碳化硅芯片的第一表面键合至所述第一基板表面。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述第二基板键合至所述第一基板表面及所述碳化硅芯片的第二表面的步骤中,在室温下通过混合键合将所述第二基板键合至所述第一基板表面及所述碳化硅芯片的第二表面。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二基板为阶梯状,所述碳化硅芯片具有第一侧表面,所述第二基板包覆所述碳化硅芯片的第二表面及第一侧表面。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述第二基板键合至所述第一基板表面及所述碳化硅芯片的第二表面的步骤中,还包括通过退火和...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘盼曹佳颖
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:

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