[发明专利]芯片、芯片封装结构及芯片焊接的方法

说明书

技术领域

发明涉及芯片焊接技术，尤其涉及一种芯片、芯片封装结构及芯片焊接的方法。

背景技术

电源类产品中的功率器件，通常电气引脚少，但需要通过大电流。现有的功率芯片封装中的电气连接方法主要有三种：金丝或铜丝线焊工艺，铝线楔焊工艺和铜夹焊接工艺。

金丝或铜丝的线焊工艺受到工艺能力本身限制，金丝和铜丝直径最大只有50um，单根通流能力有限，过大的电流会将它烧断，因此功率器件需要使用多根金丝或铜丝做互连来实现大电流通过能力，而多根金丝或铜丝会产生较大的寄生参数，降低电源效率，增大功率损耗。

铝线楔焊工艺相对金丝和铜丝其线径可以做到500微米或更大，单根通流能力大于金丝和铜丝。可以采用一根或几根铝线实现大的通流能力。但铝线直径越大，其键合时需要的压力和超声能量越大，对芯片造成的冲击越大，这就要求作为芯片焊盘的铝层厚度增加，避免楔焊键合时破坏芯片焊盘下面的电路，这样会造成芯片制造成本增加。同时，铝线本身阻抗要大于金丝和铜丝，阻抗大会造成电流传输损失，使器件效率下降，功耗增加。

铜夹焊接工艺是采用铜片冲压成需要的形状，利用焊锡将冲压好的铜夹焊接在芯片的芯片焊盘和引线框架的引脚焊盘上，铜夹尺寸不受工艺能力限制，可以根据器件尺寸做到足够大，完全可以由一个铜夹实现大的通流能力。

虽然铜夹焊接工艺中，铜夹自身电阻小、寄生参数小，电性能上优于金丝、铜丝和铝线。但由于现有芯片的芯片焊盘表面材料是铝，铝表面可以直接进行金丝、铜丝的线焊和铝线的楔焊，但无法进行铜夹焊接，因为铝与焊锡不兼容。

发明内容

发明实施例所要解决的技术问题在于，用于解决现有技术无法直接焊接铜夹的问题。

一方面，提供了一种芯片，其包括铝制成的芯片焊盘，所述芯片焊盘的表面焊接有铜凸块，所述铜凸块用于与铜夹通过焊锡焊接。

在第一种可能的实现方式中，所述铜凸块通过引线键合工艺焊接于所述芯片焊盘的表面。

在第二种可能的实现方式中，所述芯片焊盘的表面焊接有多个所述铜凸块，所述铜凸块之间连接铜线。

结合第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述铜线通过引线键合工艺连接所述铜凸块。

另一方面，提供了一种芯片封装结构，其包括芯片、铜夹及引线框架，所述芯片设置于所述引线框架上，所述芯片包括芯片焊盘，所述芯片焊盘采用铝制成，所述芯片焊盘的表面焊接有铜凸块，所述铜夹包括第一端及第二端，所述第一端电连接于所述铜凸块上，所述第二端电连接于所述引线框架上。

在第一种可能的实现方式中，所述铜凸块通过引线键合工艺焊接于所述芯片焊盘的表面。

在第二种可能的实现方式中，所述芯片焊盘的表面焊接有多个所述铜凸块，所述铜凸块之间连接铜线。

结合第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述铜线通过引线键合工艺连接所述铜凸块。

另一方面，提供了一种芯片焊接的方法，该方法包括以下步骤：

提供一芯片，所述芯片包括铝制成的芯片焊盘；

将所述芯片固定于一引线框架上；

在所述芯片焊盘的表面焊接铜凸块；

将一铜夹的第一端及第二端分别通过焊锡焊接在所述铜凸块及所述引线框架上。

在第一种可能的实现方式中，所述在所述芯片焊盘的表面焊接铜凸块的步骤中，通过引线键合工艺将所述铜凸块焊接于所述芯片焊盘的表面。

在第二种可能的实现方式中，所述在所述芯片焊盘的表面焊接铜凸块的步骤中，所述芯片焊盘的表面焊接有多个所述铜凸块，所述铜凸块之间还焊接铜线。

发明实施方式由于在芯片焊盘的表面焊接呈阵列排布的铜凸块。而铜可以与焊锡进行焊接，所以芯片焊盘为铝层的芯片通过该方法可以选用铜夹进行封装。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施方式中提供的芯片封装结构的示意图；

图2是图1的芯片封装结构的另一视角的示意图；

图3是图1的芯片封装结构的芯片及引线框架的示意图；

图4-图6是图1的芯片封装结构的芯片焊接过程的示意图；

图7是本发明第二实施方式中提供的芯片封装结构的芯片及引线框架的示意图；