[发明专利]半导体器件及其封装方法

说明书

本发明提供了一种半导体器件及其封装方法。封装方法包括：镀金属层过程：提供芯片和衬底，在芯片的其中一面镀上金属层，在衬底上与芯片预粘合的区域镀上金属层；预烧结过程：利用低温低压烧结工艺，将金属薄膜与芯片的金属层、衬底的金属层预烧结在一起；金属薄膜、芯片的金属层和衬底的金属层的金属为同一金属；烧结过程：利用高温高压烧结工艺，烧结由芯片、金属薄膜和衬底预烧结而成的整体；引线封装过程：将烧结完成的芯片、金属薄膜和衬底连接至引线框架上；模封切筋过程：进行模封，并对模封后的引线框架进行切筋，以得到半导体器件封装结构。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，特别涉及一种半导体器件及其封装方法。

背景技术

封装对于半导体器件来说是必须的，也是至关重要的。封装包括芯片切割、芯片粘接、引线封装过程和模封切筋过程，其中芯片粘接工艺是将芯片固定于衬底的过程。传统的芯片粘接工艺是利用银胶或银膏实现芯片与衬底的粘接。然而，无论是银胶还是银膏中均包含较多有机成分，在烧结过程中，这些有机成分在较高的温度下与氧气反应而产生大量二氧化碳气体，一部分二氧化碳气体逸出，在逸出时使衬底与芯片之间产生空洞，另一部分二氧化碳气体未逸出留存在衬底与芯片之间，因此使得芯片与衬底之间存在大量空洞，严重影响芯片与衬底之间的热传导以及电传导等功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件及其封装方法，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体器件的封装方法，包括：镀金属层过程：提供芯片和衬底，在所述芯片的其中一面镀上金属层，在所述衬底上与所述芯片预粘合的区域镀上金属层；预烧结过程：利用低温低压烧结工艺，将金属薄膜与所述芯片的金属层、所述衬底的金属层预烧结在一起，使所述芯片、所述金属薄膜和所述衬底联合成一个整体，所述金属薄膜、所述芯片的金属层和所述衬底的金属层由同一种金属材料形成；烧结过程：利用高温高压烧结工艺，烧结由所述芯片、所述金属薄膜和所述衬底预烧结而成的整体；引线封装过程：将烧结完成的所述芯片、所述金属薄膜和所述衬底连接至引线框架上；模封切筋过程：利用模封工艺对所述芯片、所述金属薄膜、所述衬底和所述引线框架进行模封，并对模封后的引线框架进行切筋，以得到半导体器件封装结构。

优选地，所述金属薄膜为银薄膜，所述芯片和所述衬底上镀的金属层均为银层；或者，所述金属薄膜为金薄膜，所述芯片和所述衬底上镀的金属层均为金层。

优选地，所述烧结过程在上模具和下模具中进行，所述上模具和所述下模具对由所述芯片、所述金属薄膜和所述衬底预烧结而成的整体进行施压和加热；所述上模具和所述下模具施加的压力大于15Mpa，加热的温度为200度～300度。

优选地，所述上模具和所述下模具均包含多个单元，所述上模具的单元与所述下模的单元一一对应，用于同时烧结多个由所述芯片、所述金属薄膜和所述衬底预烧结而成的整体。

优选地，所述上模具和所述下模具的内表面的平整度均小于5μm。

优选地，所述金属薄膜的厚度小于100μm；所述金属薄膜的厚度为20μm～80μm。

优选地，所述预烧结包括：将金属薄膜与所述芯片的金属层预烧结在一起，并将烧结在所述芯片上的金属薄膜再与所述衬底的金属层预烧结在一起。

优选地，所述芯片的金属层厚度小于1μm；所述衬底的金属层厚度小于10μm；所述预烧结在贴片机中通过焊头使所述金属薄膜分别与所述芯片的金属层、所述衬底的金属层接触并预烧结在一起，所述预烧结的烧结温度为100度～150度，烧结压力为3Mpa～5Mpa，烧结时间为1～4秒。

优选地，所述芯片为SiC芯片；所述衬底为陶瓷绝缘衬底。

本发明还提供一种半导体器件，所述半导体器件采用如上所述的封装方法制得。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：