[实用新型]一种超大芯片面积N衬底单向骤回TVS器件结构

说明书

本实用新型公布了一种超大芯片面积N衬底单向骤回TVS器件结构，包括TVS芯片和载体，所述TVS芯片和载体在长度和宽度上的尺寸一致，其特征在于，所述TVS芯片背面阳极金属的面积小于所述载体的面积且不延伸至载体边沿。本实用新型改变了背面金属图形工艺，缩小了背面金属尺寸，这样在划片时不会划到背面金属，避免了Ag絮的产生，从而降低了短路风险，提高了封装良率。

技术领域

本实用新型属于半导体芯片封装工艺技术领域，具体涉及一种超大芯片面积N衬底单向骤回TVS器件结构。

背景技术

目前手机及其附属产品作为当下最受关注的行业，整个集成电路行业的中心都在朝着手机及其附属产品行业偏移：最先进的芯片工艺、最高端的制造工艺和最高效的组装技术等都在向手机行业靠拢。随着芯片工艺技术、高速快充技术、超薄超轻要求不断提高，可靠性面临着重大的挑战，EOS和ESD、surge的失效越来越多，返修率也在急剧增加，这样就使得整个电路系统中过压保护就变得至关重要。在手机等消费电子充电电路中，要求浪涌残压超低的单向器件才能满足保护需求，为了满足正负向浪涌残压超低的要求，同时兼容市场主流的N衬底芯片的要求，N衬底的单向骤回TVS器件就成了最有效的方案。在保护充电IC芯片时，配合OVP器件能够达到正向浪涌残压和负向浪涌残压超低的效果，对后端各类IC芯片能够起到优秀的保护作用。

目前绝大部分电源和充电端口的保护都趋向于选择单向N衬底的保护器件，随着手机、平板及周边配件等消费类电子设备出货量日益剧增，电池容量原来越大，导致充电电流、充电电压越来越高，各种版本的快充都在不断提高充电功率和充电效率，为了保证充电的安全性和可靠性，对保护器件提出了更高的要求，同时针对封装要求体积小、厚度薄和更易焊接。

现有DFN2020封装技术采用点胶工艺上芯，图1为挖槽结构N衬底单向骤回TVS芯片点胶上芯后封装示意图，挖槽结构N衬底单向骤回TVS芯片目前填充物均为磷硅玻璃24，磷硅玻璃24可以充分填平深槽，同时可以获得非常好的表面平整度，是绝缘特性非常好的一种材料，缺点是磷硅玻璃24是含铅的一种材料，在工业和通信方面是豁免的，但是在消费电子方面对人有一定危害性的；而其他不含铅的填充物在填充深槽时是不可能填平的，所以常规挖槽结构填充物都是磷硅玻璃24。从图1可以得到，溢胶52溢出高度大约在芯片厚度40％的位置，由于侧面挖槽和填充物质24的存在，将由衬底22和背面N扩散区31形成的PN结保护起来，避免被导电胶短路。但是由于挖槽深度的原因，挖槽太深会导致芯片变形，浅槽则会导致胶水溢出到衬底22，会导致大约50％左右的短路不良现象发生；同时填充物质24含有有害物质铅，应用于消费电子时，会对人体产生损害，因此常规的点胶工艺封装挖槽结构N衬底单向骤回TVS芯片也是存在诸多问题。

图2为平面N衬底单向骤回TVS芯片刷胶工艺上芯的封装结构示意图，平面N衬底单向骤回芯片区别与挖槽结构N衬底单向骤回TVS芯片的地方在于，平面结构不需要挖槽和填充，因此不会引入含铅物质，可以满足RoHS和PB Free的要求；相对于点胶工艺，刷胶工艺使用的胶水8008MD流动性差，因此上芯时可以避免溢胶产生。平面结构是通过一层薄氧23来实现隔离的，如图2中刷胶上芯时，胶水51不会出现溢胶，基本与芯片边缘保持平齐，此时可以看出刷胶工艺不会让芯片短路。但是由于划片时背面金属41产生的Ag絮42会将背面金属与背面P扩散区32连接在一起，此时胶水51通过背金41、Ag絮42与背面P扩散区32形成了短路通道，使器件出现短路不良现象。

实用新型内容

为了改善传统封装和传统芯片结构存在的问题，本实用新型公开了一种超大芯片面积N衬底单向骤回TVS器件结构。

本实用新型的技术方案如下：

一种超大芯片面积N衬底单向骤回TVS器件结构，包括TVS芯片和载体，所述TVS芯片和载体在长度和宽度上的尺寸一致，其特征在于，所述TVS芯片背面阳极金属的面积小于所述载体的面积且不延伸至载体边沿。

所述TVS芯片背面设有氧化层且背面阳极金属与所述氧化层的高度差小于1um。