[发明专利]芯片封装组件和使用该组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及芯片封装组件和其在安装至少一个半导体芯片中的使用，所述芯片封装组件包括凸缘和基体，其中所述至少一个芯片和所述基体布置在所述凸缘的一侧上。

背景技术

本发明描述一种芯片封装组件，其能够用于安装和封装含有（例如）垂直结型场效晶体管（VJFET）的半导体芯片。尤其，高功率RF半导体装置能够由VJFET结构组成。芯片封装例如从US6,318,622B1、US6,967,400B2、US6,465,883B2和US7,256,494B2中是已知的。

在US6,318,622B1中，描述了高功率芯片的组件，其安装至额外的基体。半导体芯片通过连接线电连接到主基体。带状连接器被用于外部电连接。为了保护组件的内部结构，使用附加的帽盖。在US6,967,400B2中，描述了IC芯片封装，其包括基体、芯片、粘附机构、盖和垫片。位于基体端面处的通孔被用于外部电连接，其中连接线穿过该通孔。这给予在将半导体芯片与封装外部电连接方面良好的可能性。

由所描述的组件产生了两个主要问题：将几个基体连接在一起的问题和热传递的问题。高功率装置实际上在使用期间产生大量热量。此热量必须传递到环境，不超过装置的临界温度，并且在最坏情况下不因超过临界温度的温度而毁坏装置。不存在例如通过使用外部冷却块来改进热传递的可能性。

在US6,465,883B2中，用于高频的高功率晶体管芯片在其背面处联接至导电且导热的凸缘。在US7,256,494B2中，描述了芯片封装，其包括位于芯片背面处的散热器。存在电连接器以用于使晶体管的栅极（gate）和漏极(drain)与安装在凸缘或散热器的顶部上的基体电连接。所描述的组件展现良好的热性质，但能够仅被限制性地用于其中需要使凸缘或散热器与地面电绝缘的应用。这种电绝缘（例如）在使用VJFET芯片（其中漏极连接器位于芯片底部处）的情况下是需要的。

发明内容

本发明的目标是呈现一种芯片封装组件，其具有从半导体芯片（特别地，对于在芯片底侧上具有晶体管漏极接触连接的芯片而言）移除热的高效率。芯片的底侧是与具有（例如）源极接触的其它电接触和芯片至外部装置的电连接的一侧相反的一侧。底侧是这样的侧，即芯片通过该侧布置在安装结构上。本发明的另一个目标是呈现芯片封装组件和其使用方法，其具有将芯片安装在组件上和从组件拆卸芯片的能力。如果半导体芯片显示出故障，则应易于移除该芯片和/或以正常工作的芯片来更换该故障芯片。

上述目标是通过根据权利要求1所述的芯片封装组件和根据权利要求15所述的其使用方法来达到。

根据本发明的用于安装至少一个半导体芯片的芯片封装组件包括凸缘和基体，其中所述至少一个芯片和所述基体布置在所述凸缘的一侧上。在这种情况下，凸缘是先前所描述的安装结构。凸缘由导电且导热的材料组成。这意味着所述材料与其它材料（例如绝缘体）相比具有较低的电阻和热阻。

根据本发明的芯片封装组件的优点是由于凸缘而引起的从至少一个半导体芯片移除热的高效率。芯片能够具有位于芯片底侧上的晶体管漏极接触连接，并且凸缘仍能够热耦合到此侧。所述组件是容易使用并且容易组装的，其具有较少数目的部件，其是成本有效的并且能够用于高频应用中。

凸缘的导电材料能够包括金属或能够由金属制成，特别地，具有高导热性的金属（特别地，铜）。由铜制成的凸缘显示出高导热性并且能够很好地将热量传递远离芯片，该热量是在（例如）芯片的高功率应用中所产生的。冷却芯片并使芯片保持低于临界温度同样在使用中能防止芯片的损坏和故障。

基体能够包括在高频下具有低损耗的材料。基体能够（例如）由印刷电路板（PCB）材料制成。这种材料在高频应用中不吸收太多信号；高频辐射能够穿过该材料而具有很小的损耗或无损耗。PCB材料价格低廉，能够是易于处置的，具有机械稳定性并且能够容易将类似电接触的其它电子或电部件布置在其上。

至少一个芯片能够包括位于底侧处的晶体管漏极接触连接。底侧是面向凸缘的一侧并且特别地与具有至少一个芯片的其它电接触的一侧相反。根据本发明的芯片封装组件还允许芯片在底侧处具有晶体管漏极接触连接以在同一侧处将其固定到凸缘，还允许分别包括冷却装置。

能够使用焊料、共晶合金、导电粘合剂和/或烧结浆料将至少一个芯片和/或基体安装在凸缘的一侧上。这允许简单并且具成本效益地将至少一个芯片和/或基体布置至凸缘。