[发明专利]一种集成电路倒扣焊气密性封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路倒扣焊(FC)气密性密封结构，属于微电子封装技术领域。

背景技术

为满足集成电路薄型化、轻量化和高性能的需求，通常将芯片通过倒扣焊工艺焊到基板上并对底部进行下填充，或芯片粘结到基板上再通过引线键合连接、环氧树脂包封，这些塑料基板或陶瓷基板封装后的集成电路均是非气密性的，空气中水汽、离子等透过树脂分子间隙向芯片表面扩散，随时间延长在温度、湿度等作用下，芯片铝压点甚至布线将会产生腐蚀而造成电性能下降甚至失效。为达到阻止水汽、离子等侵蚀，常采取密封措施，如在芯片外围焊接一个空腔型金属帽或做成密封金属层，有人据此结构申请了名为“微电子电路的空腔型封装方法”(中国专利申请号：02107707.X)的发明专利和“芯片倒扣焊封装的气密密封结构”(中国专利号：ZL200920230415.2)。第一种密封结构专利，当盖板体积较大时，这种带有金属帽的封装结构封口周长也会增加，对于长周长封口环封装，其气密性成品率低，且金属帽显著地增大封装的体积和重量，更不利于器件的散热，在高性能系统中，基板上空间是极其有限的，因此，这不能满足小型化、轻便化和高密度、高可靠封装的要求，并增加系统的总重量和体积；第二种密封专利结构，由于密封芯片和密封金属层上镀有覆盖金属层，该覆盖金属层采用蒸发或溅射方法来实现多金属层的沉积。由于采用蒸发或溅射方法从而使得该覆盖金属嵌入到密封金属层与芯片之间的缝隙内，造成覆盖金属层与芯片和基板之间的树脂直接接触。在高温回流焊封装芯片或芯片使用中，当温度交变变化时，覆盖金属层与填充树脂因热膨胀系数失配而产生应力，加上夹取等机械应力，由于采用蒸发或溅射方法从而使得该覆盖金属层厚度通常仅10μm左右，该应力容易造成覆盖金属层破裂，从而破坏芯片的封装气密性。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种气密性稳定的集成电路倒扣焊气密性封装结构。

技术方案：一种集成电路倒扣焊气密性封装结构，包括陶瓷基板和倒装芯片，所述倒装芯片通过芯片凸点固定在陶瓷基板上，并在芯片凸点之间设有填充树脂，所述倒装芯片四周设有金属化层；还包括可伐密封盖板和陶瓷金属化密封环；所述陶瓷金属化密封环设置在倒装芯片外侧的陶瓷基板上，所述可伐密封盖板将树脂密封在倒装芯片和陶瓷金属化密封环之间。

作为本发明的优选方案，所述可伐密封盖板通过环形焊料和焊料与芯片侧面金属化层和陶瓷金属化密封环焊接。

作为本发明的改进，所述倒装芯片的背面边沿处设有倒角，所述倒角的角度为30°～75°，深度为0.10mm～0.35mm。

有益效果：本发明提供的集成电路倒扣焊气密性封装结构，该密封结构为，通过预成型的可伐密封盖板与芯片侧面金属化层以及基板上的属化密封环焊接，形成气密性密封腔。该气密性封腔可以阻止水汽、离子等对芯片有源区、芯片凸点(焊球)、填充树脂的扩散、侵蚀。采用可伐密封盖板替代了现有技术中的覆盖金属层，可伐密封盖板采用可伐合金制备而成，可伐密封盖板厚度为100μm～200μm，在高温回流焊封装芯片或芯片的使用中，可伐密封盖板与填充树脂间存在很小的空隙足以缓解填充树脂因温度变而产生的体积变化，从而保护封装的气密性。可伐密封盖板不高出芯片，密封尺寸和密封高度得到最小化。使用环形焊料将可伐密封盖板与芯片侧面金属化层焊接，可有保证焊接时的两者之间的气密性。

芯片背面四边倒角的目的是作为高温回流焊时环形焊料的溢流空间，使熔封焊料不高出芯片，同时倒角也使封装集成电路在使用中不易产生崩边。气密性可伐密封盖板、盖板与芯片之间的密封焊缝均低于芯片表面高度，减小了封装高度和重量，使该结构能适于热沉、冷板等直接与芯片背面接触，解决高功率密度集成电路的散热问题。

附图说明

图1是本发明的圆片刻槽、刻槽倒角和在真空下蒸发或溅射金属化层后的示意图。

图2是图1局部放大图及剖面图；

图3是图2所示圆片沿A-A剖面图；

图4是本发明的芯片金属化结构俯视图；

图5是本发明的集成电路倒扣焊气密性封装结构沿B-B剖面图；

图6是盖板与芯片熔封示意图局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。