[实用新型]一种化合物半导体芯片异质集成封装结构

说明书

技术领域

本实用新型属于芯片封装技术领域，具体涉及一种化合物半导体芯片异质集成封装结构。

背景技术

在现有技术中，分别将半导体芯片和其匹配电路贴装在PCB板上，这样导致电路集成度低、封装模块体积大，并且容易产生寄生效应和通路损耗，无法满足现有封装需求。

另外，芯片的接地对芯片的性能影响很大，良好的接地有利于芯片的散热，增加芯片可靠性。目前，业内比较流行采用晶圆通孔或者背孔通金的方式将芯片接地，但这两种方式散热效果差，且均会产生寄生电感和寄生电阻，且受工艺限制无法进一步缩小寄生电感及寄生电阻，这成为芯片性能改善的一个阻碍。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种化合物半导体芯片异质集成封装结构，该结构可以很好地解决现有封装方式形成的封装模块体积大的问题。

为达到上述要求，本实用新型采取的技术方案是：提供一种化合物半导体芯片异质集成封装结构，包括封装外壳和从上至下设置在封装外壳内的上封装结构、连接结构及下封装结构；下封装结构包括半导体芯片和通过第一铜柱将半导体芯片的源极引出的第一引出结构；上封装结构包括倒装芯片和通过第二铜柱将倒装芯片的源极引出的第二引出结构，所述倒装芯片为半导体芯片的匹配电路；连接结构具有若干通孔，第一铜柱和第二铜柱均伸入通孔中并引出至封装外壳的接地端引线。

第一引出结构包括：

第一聚酰亚胺层，覆盖在半导体芯片的正面，并露出半导体芯片的源极；

第一金属层，形成于半导体芯片的每个源极表面；

第二金属层，形成于第一金属层和第一聚酰亚胺层构成的上表面；

第一铜柱，形成于第二金属层表面。

第二引出结构包括：

第二聚酰亚胺层，覆盖在倒装芯片的正面，并露出倒装芯片的源极；

第三金属层，形成于倒装芯片的每个源极表面；

第四金属层，形成于第三金属层和第二聚酰亚胺层构成的上表面；

第二铜柱，形成于第四金属层表面。

第一金属层上表面与第一聚酰亚胺层上表面齐平，第三金属层上表面与第二聚酰亚胺层上表面齐平。第一金属层和第二金属层的材料包括Au，第三金属层和第四金属层的材料包括Au。

半导体芯片的衬底底部设置有散热结构，该散热结构为微流道。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)采用通孔结构将半导体芯片和其匹配电路相连，将两者集成在一个封装体内，减少寄生效应与通路损耗，并缩小封装模块体积；

(2)半导体芯片和其匹配电路均通过两个金属层和铜柱将每个源极引出，使半导体芯片和匹配电路具有更良好的接地端，缩短散热路径，增加其可靠性，进一步缩小半导体芯片和匹配电路的面积；

(3)在半导体芯片的衬底底部设置有微流道，可以通过导热液体进行散热，解决了集成封装中热量无法带出的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。

如图1所示，本实施例提供一种化合物半导体芯片35异质集成封装结构，包括封装外壳和从上至下设置在封装外壳内的上封装结构1、连接结构2及下封装结构3；下封装结构3包括半导体芯片35和通过第一铜柱31将半导体芯片35的源极引出的第一引出结构；上封装结构1包括倒装芯片11和通过第二铜柱15将倒装芯片11的源极引出的第二引出结构，所述倒装芯片11为半导体芯片35的匹配电路；连接结构2具有若干通孔21，第一铜柱31和第二铜柱15均伸入通孔21中并引出至封装外壳的接地端引线。

第一引出结构包括：

第一聚酰亚胺层33，覆盖在半导体芯片35的正面，并露出半导体芯片35的源极；

第一金属层34，形成于半导体芯片35的每个源极表面；

第二金属层32，形成于第一金属层34和第一聚酰亚胺层33构成的上表面；

第一铜柱31，形成于第二金属层32表面。

第二引出结构包括：

第二聚酰亚胺层13，覆盖在倒装芯片11的正面，并露出倒装芯片11的源极；