[发明专利]用于芯片封装的电极以及使用该电极的芯片封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及封装电极，特别是用于芯片封装的电极以及使用该电极的芯片封装结构。

背景技术

在功率芯片在应用时一方面需要良好的散热，另一方面在温度上升及下降循环或冲击等热疲劳试验时由于散热电极的热膨胀系数与芯片不匹配时将会使得芯片产生开裂而失效。

传统的芯片封装在芯片的两边焊接有两个铜电极，整体再采用陶瓷或塑封而成。由于铜的散热及导电均较好，但其热膨胀系数较高，在温度循环(-40℃-85℃)或冲击等疲劳测试时很容易将芯片拉扯开裂。采用铜作为电极其散热与温度循环或冲击等热疲劳性能不能够兼容。因此，需要开发一种芯片封装电极，防止在温度循环过程中芯片损伤而失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于芯片封装的电极，以解决芯片在温度循环或冲击等热疲劳试验过程中被电极拉扯导致损伤的问题。

为实现以上目的，本发明提供一种用于芯片封装的电极，该电极包括基体，该基体的膨胀系数的范围为0-12×10^-6/℃并且该基体的材料为：

石墨、钨和金属化非导电材料中的一种；或

石墨、钨和非导电材料中的一种或一种以上与第一导电材料形成的复合材料。

进一步，该第一导电材料为热导为60-600W/m﹒k的金属或金属复合材料。

优选地，该第一导电材料为铜、铝或银或者为含有铜、铝或银的合金。

进一步，该非导电材料为AlN、BeO、Al₂O₃或SiC。

进一步，该电极还包括覆盖该基体的外表面的至少一部分的金属层。

优选地，该金属层的材料为铜、银、金、铂、钯、铝、钼、锰或镍中的一种或多种，或其中的一种或多种与其他材料形成的复合材料。

进一步，该基体具有多孔连孔结构，该电极还包括填充于该基体中的孔中的第二导电材料。

进一步，该第二导电材料为热导为60-600W/m﹒k的金属或金属复合材料。

优选地，该第二导电材料为铜、铝、银、金中的一种，或两种或两种以上形成的混合物，或一种或两种以上与其他材料的复合材料。

进一步，该基体设置有一个或多个通孔，该电极还包括设置于该通孔中的导电柱。

进一步，该导电柱的材料为热导为60-600W/m﹒k的金属或金属复合材料。

进一步，该通孔的侧壁上设置有导电层。

本发明还提供一种芯片封装结构，包括：

芯片；以及

一个或多个与该芯片连接的如上面所述的电极。

本发明的用于芯片封装的电极，采用石墨、钨和金属化非导电材料中的一种；或石墨、钨和非导电材料中的一种或一种以上与第一导电材料形成的复合材料作为电极的基体材料，这些材料的热膨胀系数与芯片的热膨胀系数接近，且具有较好的导电导热性，可以作为电极材料并同时在温度循环过程中不会将芯片拉扯而导致芯片损伤。

附图说明

图1是本发明的实施例的基体的示意图。

图2是本发明的实施例的电极的剖面图。

图3A是本发明的另一实施例的电极的俯视图。

图3B-D是本发明的某些实施例的多孔连孔结构的纵向剖面。

图4是本发明的另一实施例的电极的剖面图。

图5是本发明的另一实施例的电极的剖面图。

图6是本发明的另一实施例的电极的剖面图。

图7是本发明的另一实施例的电极的剖面图。

图8是本发明的某些实施例的芯片封装结构的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，在某些实施例中，本发明的电极包括基体102，该基体102的膨胀系数的范围为0-12×10^-6/℃。该基体的材料可以如图1中A部分所示，由单种材料形成，优选地，该基体的材料为石墨、钨和金属化非导电材料中的一种。该基体的材料可以如图1中B部分所示，由复合材料形成，优选地，该基体由石墨、钨和非导电材料中的一种或一种以上与第一导电材料形成的复合材料形成。