[发明专利]功率器件及其封装方法

说明书

本发明提供一种功率器件，其包括基板及设置在所述基板上的芯片，所述芯片包括衬底和形成在所述衬底的导热组件，所述导热组件包括多个间隔形成在所述衬底下表面的沟槽、形成在所述沟槽内的第一金属层、形成在所述衬底上与所述基板相连的第二金属层，所述沟槽的深度小于所述衬底的厚度，所述第一金属层和所述第二金属层均与所述衬底形成欧姆接触。本发明还提供功率器件的封装方法，增强芯片的散热效率和驱动性能，缩小芯片封装后的尺寸，降低了制造成本。

技术领域

本发明涉及功率半导体芯片封装工艺技术领域，尤其涉及功率器件及其封装方法。

背景技术

目前，功率芯片都能够拥有良好的电，热性能和工作可靠性，这些都导致芯片在使用过程中承受越来越多的高温或温度漂移，高温对功率电子产品的可靠性及快速老化有很大影响，而过高温度以及温度循环常常直接导致产品提前失效。

传统功率芯片封装形式采用直接焊接到覆铜陶瓷基板上，再将贴好芯片的覆铜陶瓷基板连接到散热片，这种封装形式称为单面封装，单面封装的散热通道主要为芯片产生的热量经过粘接层传到覆铜陶瓷基板，再经由另一粘接层传到散热片，最后散热片与空气对流传热或水冷将热量散发，然而单面封装形式中热量传递方向为由芯片到散热片单方向传递，尽管可使用导热系数更大的连接材料或设计具备更佳散热能力的散热片来增加结构的整体散热能力有限，从而导致芯片热扩散效率低，在不增加芯片面积的情况下，若增加散热层还会增加制造成本。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明为了实现从发热源头解决功率器件芯片散热问题，提供一种功率器件，可以实现芯片内部增加导热组件和芯片背面设置散热片，增加了功率器件的热耗散，提高了芯片工作可靠性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现。

一方面，本发明提供一种功率器件，其包括基板及设置在所述基板上的芯片，所述芯片包括衬底和形成在所述衬底的导热组件，所述导热组件包括多个间隔形成在所述衬底内的沟槽、形成在所述沟槽内的第一金属层、形成在所述衬底上与所述基板相连的第二金属层，所述沟槽的深度小于所述衬底的厚度，所述第一金属层和所述第二金属层均与所述衬底形成欧姆接触。

本发明通过在所述衬底上形成多个间隔设置的沟槽，在所述沟槽内填充导热性好的金属形成所述第一金属层，在所述衬底上形成与所述第一金属层相连的第二金属层及与所述第二金属层相连的基板，其中，所述第一金属层用于将所述芯片内的热量传导至所述第二金属层，所述第二金属层再将热量传导至基板，从而提高所述芯片地的热扩散效率和驱动性能，未额外增加芯片的面积，提高所属功率器件的集成度，降低所述功率器件封装的制造成本。

另一方面，本发明还提供一种功率器件的封装方法，包括以下工艺步骤：

S1：提供一个芯片，所述芯片包括衬底；

S2：从所述衬底的下表面向所述衬底的上表面形成多个间隔排列的沟槽，所述沟槽的深度小于所述衬底的厚度；

S3：向所述沟槽内通入混合气体热退火形成第一金属层，所述第一金属层与所述衬底欧姆接触；

S4：对所述芯片背面金属化形成与所述衬底欧姆接触的第二金属层；

S5：将所述芯片与所述基板连接，完成所述芯片的封装。

本发明通过在所述衬底上形成多个间隔设置的沟槽，在所述沟槽内填充导热性好的金属形成所述第一金属层，在所述衬底上形成与所述第一金属层相连的第二金属层及与所述第二金属层相连的基板，所述第一金属层用于将所述芯片内的热量传导至所述第二金属层，所述第二金属层再将热量传导至基板，从而提高所述芯片热扩散效率和驱动性能，达到封装效果更佳，未额外增加所述芯片的面积，降低制造成本。

附图说明