一种无引线的全铜互连封装结构及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115954286A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310184030.1(22)申请日2023.02.20(71)申请人纳宇半导体材料（宁波）有限责任公司地址315202浙江省宁波市镇海区骆驼街道镇海大道西段415号2号楼6楼(72)发明人刘旭叶怀宇(74)专利代理机构北京力量专利代理事务所(特殊普通合伙)11504专利代理师郭大为(51)Int.Cl.H01L21/60(2006.01)H01L23/528(2006.01)H01L23/532(2006.01)H01L23/492(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种无引线的全铜互连封装结构及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种无引线的全铜互连封装结构及其制备方法；制备步骤为：在基板的特定位置上覆设含微纳米金属颗粒的膏体，形成贴片层；在贴片层上贴装芯片，采用烧结工艺，实现芯片与基板互连；在基板上制备围设芯片和贴片层外围的绝缘层；在芯片和绝缘层上端面、绝缘层的外围以及与绝缘层相邻的基板特定区域连续覆设含微纳米金属颗粒的膏体，采用烧结工艺对覆设的含微纳米金属颗粒的膏体进行烧结，形成与芯片和基板互连的互连层；通过无引线的全铜互连封装结构制备方法的提出以解决现有采用引线为铜线，铜线的线材硬度较大，键合时所需的键合压力较大导致芯片报废以及引线的安装弧度高，制备的器件的体积较大的技术问题。CN115954286ACN115954286A权利要求书1/2页1.一种无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：制备步骤为：在基板的特定位置上覆设含微纳米金属颗粒的膏体，形成贴片层；在贴片层上贴装芯片，采用烧结工艺，实现芯片与基板互连；在基板上制备围设芯片和贴片层外围的绝缘层；在芯片和绝缘层上端面、绝缘层的外围以及与绝缘层相邻的基板特定区域连续覆设含微纳米金属颗粒的膏体，采用烧结工艺对覆设的含微纳米金属颗粒的膏体进行烧结，形成与芯片和基板互连的互连层。2.根据权利要求1所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：含微纳米金属颗粒的膏体为微纳米金属颗粒和有机载体混合物；有机载体包括树脂、醇类溶剂、分散剂和表面活性剂。3.根据权利要求1所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：醇类溶剂为萜品醇、乙二醇、异丙醇、一缩二丙二醇或正丁醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：微纳米金属颗粒的粒径(D)为1nm≤D≤100μm。5.根据权利要求1所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：微纳米金属颗粒为铜、金、钯、银、铝、银钯合金、金钯合金、铜银合金、铜铟合金、铜银镍合金、铜银锡合金、铜银钛合金或铜铝合金、银包铜、锡包铜、有机物包覆铜或有机物包覆银颗粒中的至少一种。6.根据权利要求1所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：微纳米金属颗粒为铜、铜银合金或银颗粒中的至少一种。7.根据权利要求1所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：微纳米金属颗粒为球形、类球形、片形、树枝形、线形、三角形或不规则形状中的至少一种。8.根据权利要求1所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：含微纳米金属颗粒的膏体覆设在基板或芯片的方式包括丝网印刷、钢网印刷、涂覆、点胶或喷涂中的至少一种。9.根据权利要求1所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法，其特征在于：烧结工艺包括预烧结和正式烧结；预烧结过程在真空或非真空状态下进行，温度为100‑150℃，保温时间为30s‑90min；非真空状态下，气体包括空气、氮气、氢氩混合气或甲酸气氛中的至少一种；正式烧结过程在真空或非真空状态下进行，温度为200℃‑300℃，保温时间为30s‑30min，辅助压力0MPa‑30MPa；非真空状态下，气体包括空气、氮气、氩气、氢氩混合气或甲酸中的至少一种；优选地，基板包括纯铜基板、直接覆铜陶瓷基板DBC、活性金属钎焊覆铜基板AMB、铜引线引线框架材料或绝缘金属基板中的一种；优选地，绝缘层材质包括半固化片、环氧板(FR4材料)、BT树脂基材料或环氧树脂模封料(EMC材料)中的一种。10.一种基于如权利要求1‑9中任一所述的无引线的全铜互连封装结构制备方法的制备方法获得的芯片封装结构，其特征在于：包括基板，所述基板上设有贴片层，所述贴片层上设有芯片，基板上还设有将所述芯片和贴片层围设的绝缘层，芯片和绝缘层上方、绝缘层2CN115954286A权利要求书2/2页的外围以及紧靠绝缘层的基板特定区域设有连续的互连层；其中，所述贴片层和所述互连层材质均为含微纳米金属颗粒的膏体。3CN115954286A说明书1/5页一种无引线的全铜互连封装