[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测试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损伤而失效。

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℃)或温度冲击等热疲劳测试时很容易将芯片拉扯损伤。采用铜作为电极其散热与温度循环或温度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温度冲击等热疲劳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：

第一基体材料，该第一基体材料的热膨胀系数范围为0-12×10^-6/℃；以及

第二基体材料，该第二基体材料为导电材料且该第二基体材料的热导率范围为60-600W/m﹒k；

其中该第一基体材料与该第二基体材料混合形成复合材料，或者该第一基体材料和该第二基体材料中的一者嵌设于另一者的一个或多个部位形成电极。

进一步，该电极的第一表面露出该第一基体材料以及该第二基体材料。

进一步，第一基体材料的至少一部分具有多孔连孔结构，该第二基体材料填充于该多孔连孔结构的孔中；或者第二基体材料的至少一部分具有多孔连孔结构，该第一基体材料填充于该多孔连孔结构的孔中。

进一步，该第一基体材料设置有至少一个凹坑或通孔，该第二基体材料设置在该凹坑或通孔中。

进一步，该第二基体材料设置有至少一个凹坑或通孔，该第一基体材料设置在该凹坑或通孔中。

进一步，该第一基体材料为金属材料或非金属材料

优选地，该金属材料为钼、钨、铁镍合金中的一种，或两种或两种以上形成的混合物。

优选地，该非金属材料为石墨、三氧化二铝陶瓷、氮化铝、氧化铍、碳化硅的一种，或两种或两种以上形成的混合物。

进一步，其特征在于该第二基体材料为铜、铝、银、金中的一种，或两种或两种以上形成的混合物，或为包括铜、铝、银、金中的一种或两种以上的复合材料。

进一步，该电极还包括金属层，该金属层覆盖该第一基体材料的外表面的至少一部分。

优选地,该金属层的材料为铜、银、金、铝或镍。

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，其中该第一基体材料和该第二基体材料通过焊接层或导电连接物与芯片连接。

本发明的用于芯片封装的电极，采用热膨胀系数范围为0-12×10^-6/℃的第一基体材料以及热导率范围为60-600W/m﹒k的第二基体材料混合形成复合材料，或者该第一基体材料和该第二基体材料中的一者嵌设于另一者的一个或多个部位，通过上面的设置，第一基体材料和第二基体材料形成的电极整体表现出来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或温度冲击等热疲劳过程中不会将芯片拉扯而导致芯片损伤。

附图说明

图1是本发明的某些实施例的电极的微观图。

图2A是本发明的某些实施例的电极的俯视图。

图2B-D是本发明的某些实施例的多孔连孔结构的纵向剖面。

图3是本发明的另一实施例的电极的剖面图。

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。