[发明专利]一种集成含能半导体桥的可自毁芯片器件封装结构和方法

说明书

本发明公开了一种集成含能半导体桥的可自毁芯片器件封装结构和方法，封装结构中控制芯片安装于含能半导体芯片与储存芯片之间，引线连接含能半导体芯片和PCB板；含能半导体芯片包括有半导体桥层、铝热剂含能层以及设置于半导体桥层和铝热剂含能层之间的聚酰亚胺薄膜；控制芯片包括用于检测周围环境的传感模块，还包括将传感模块检测的环境信息与预设的启动条件进行比对的比对模块，比对模块依据比对结果发送信号至PCB板，PCB板根据接收的信号控制半导体桥层放热使铝热剂含能层点火。本发明的封装结构具有简单实用、可靠性高、能够封装于常规芯片上且作用条件可以调节等优点，封装方法具有步骤简单和实施方便等优点。

技术领域

本发明涉及芯片防护技术领域，尤其涉及一种集成含能半导体桥的可自毁芯片器件封装结构和方法。

背景技术

半导体桥是近年来国内外正在发展的一种高新技术火工品，是现代先进火工品的典型代表。半导体桥点火、起爆技术己经用于多个型号产品，在民用和军用起爆领域起着越来越重要的作用。但是，现有的半导体桥难以用于常规的芯片当中，以在特定情况下燃烧从而使芯片自毁，因为现有的半导体桥封装通常仅采用陶瓷塞进行保护性封装，其结构的不稳定性很容易导致在封装过程中便损坏芯片，这种日益严酷的使用环境对火工品的可靠性问题提出了更高的要求，目前火工品的研究主要是在点火和镀膜上，关于封装研究，文献资料鲜有报道。所以，有必要加强对火工品进行封装的分析，有针对性地采取防护技术措施。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单实用、可靠性高、能够封装于常规芯片上且作用条件可以调节的集成含能半导体桥的可自毁芯片器件封装结构，以及一种步骤简单和实施方便的用于完成该封装结构的封装方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种集成含能半导体桥的可自毁芯片器件封装结构，封装于PCB板上的需要装设自毁装置的储存芯片上，包括含能半导体芯片、控制芯片和引线，所述控制芯片安装于含能半导体芯片与储存芯片之间，所述引线连接含能半导体芯片和PCB板；所述含能半导体芯片包括有半导体桥层、铝热剂含能层以及设置于半导体桥层和铝热剂含能层之间的聚酰亚胺薄膜；所述控制芯片包括用于检测周围环境的传感模块，还包括将传感模块检测的环境信息与预设的启动条件进行比对的比对模块，所述比对模块依据比对结果发送信号至PCB板，所述PCB板根据接收的信号控制半导体桥层放热使铝热剂含能层点火。

作为上述封装结构的进一步改进：

所述铝热剂含能层为多个铝金属薄膜和多个氧化铜薄膜交替堆叠得到的含能层。

所述含能半导体芯片还包括硅基底、二氧化硅层、钛层、金层和氧化铜层；所述含能半导体芯片从靠近控制芯片至远离控制芯片的方向依次设置硅基底、二氧化硅层、半导体桥层、聚酰亚胺薄膜、钛层、金层、氧化铜层和铝热剂含能层。

所述半导体桥层为厚度为2μm～3μm的N型重掺杂多晶硅层。

所述半导体桥层的桥型为H形或V形。

所述封装结构还包括包覆于含能半导体芯片、控制芯片、引线和储存芯片外部的由环氧树脂和二氧化硅混合制得的塑封层。

所述含能半导体芯片和控制芯片之间以及控制芯片与储存芯片之间均设置有由环氧树脂和银浆混合制得的粘合层。

一种集成含能半导体桥的可自毁芯片器件封装方法，包括以下步骤：

S1：在硅基底的表面热氧化生成1μm的二氧化硅层；

S2：在二氧化硅层上通过外延工艺得到多晶硅，再通过掺杂一定量的磷元素，得到2μm～3μm的N型重掺杂多晶硅层；

S3：对N型重掺杂多晶硅层经光刻、显影以及刻蚀工序形成H形桥型的半导体桥层；

S4：在半导体桥层上沉积厚度为2μm的聚酰亚胺薄膜；