[实用新型]一种电子元件封装结构及半导体器件

说明书

本实用新型提供了一种电子元件封装结构及半导体器件，涉及半导体器件技术领域，解决了现有技术封装保护层与芯片之间封装应力不匹配导致的芯片受损、失效的技术问题。该封装结构包括电子元件、保护层和应力缓冲层，应力缓冲层介于电子元件与保护层之间，且应力缓冲层能缓冲、减弱保护层对电子元件施加的封装应力。通过在电子元件与保护层之间设置应力缓冲层来缓冲、减弱保护层对电子元件施加的封装应力，减少电子元件的失效损坏，防止水汽入侵，隔绝离子污染，提高电子元件的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，尤其是涉及一种电子元件封装结构及半导体器件。

背景技术

封装，就是指把硅片上的电路管脚，用导线接引到外部接头处，以便与其它器件连接。封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面，封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB的设计和制造，因此它是至关重要的。

随着半导体器件技术的发展，半导体器件一直在往高电流密度、高可靠性、低成本方向发展。为了获得更高的电流密度及节约成本，半导体器件的厚度不断减薄，但随之封装应力问题也越来越突出。例如，参见图1和图2，作为电子元件IGBT芯片1'保护层的环氧树脂3'直接与芯片接触，环氧树脂3'的热膨胀系数约为百万分之17且其硬度高、弹性模量值大，而硅芯片的热膨胀系数只有百万分之3.5，在冷热循环模式下芯片表面容易出现分层，芯片内部结构易出现暗伤；同时环氧树脂的吸湿率约为0.3％，水汽入侵到芯片表面容易造成电性失效、离子污染和爆米花效应等一系列问题，造成芯片损坏失效，影响到半导体器件的可靠性。

为了解决电子元件封装应力的问题，有人在电子元件的上表面设置缓冲层来减少电子元件产生的局部应力集中，但这种方式只能改善电子元件上表面的应力分布，并不能解决整个电子元件在高温下的应力不匹配问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电子元件封装结构及半导体器件，以解决现有技术中存在的封装保护层与芯片之间封装应力不匹配导致的芯片受损、失效的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种电子元件封装结构，包括电子元件、保护层和应力缓冲层，所述应力缓冲层介于所述电子元件与所述保护层之间，且所述应力缓冲层能缓冲、减弱所述保护层对所述电子元件施加的封装应力。

可选地，所述应力缓冲层采用弹性材料制造，且所述应力缓冲层材料的热膨胀系数大于所述保护层材料的热膨胀系数。

可选地，所述电子元件为芯片或晶体管。

可选地，所述电子元件通过导体与引脚或其他电子元件相连接，所述应力缓冲层覆盖于所述电子元件的表面。

可选地，所述应力缓冲层的吸湿率低于0.03％。

可选地，所述应力缓冲层由聚酰亚胺材料固化形成。

可选地，所述应力缓冲层的厚度小于等于200μm。

可选地，所述保护层采用塑封、陶封和/或金封工艺制造。

可选地，电子元件封装结构还包括导体，所述电子元件通过所述导体与引脚或其他电子元件相连接。。

本实用新型提供的一种半导体器件，包括上述的电子元件封装结构。