[发明专利]具有集成互连结构的电子封装件及其制造方法

说明书

电子封装件包括绝缘基板、具有的背表面耦接到绝缘基板的第一表面的电子部件以及围绕电子部件的周边的至少一部分的绝缘结构。第一布线层从绝缘基板的第一表面起并且在绝缘结构的倾斜侧面上延伸，以与电子部件的有源表面上的至少一个接触焊盘电耦接。第二布线层形成在绝缘基板的第二表面上并延伸穿过其中的至少一个通孔以与第一布线层电耦接。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及半导体器件封装件或电子封装件，并且更具体地，涉及一种电子封装件，其包括由绝缘材料形成的集成互连结构，该绝缘材料被金属化以包括一个或多个电迹线，该电迹线延伸穿过电子封装件的主体，以将裸片(die)上的接触焊盘电连接到电子封装件相对侧的接触端子。

背景技术

现有技术的电子封装涵盖从引线键合模块到倒装芯片模块和到嵌入式芯片模块的许多各种不同的方法、结构和方式。引线键合模块是一种成熟的封装方式，其成本低廉但电气性能有限。这些模块使用键合到芯片焊盘的引线将功率器件的顶部I/O焊盘连接到互连结构，例如陶瓷、氮化铝(AlN)或碳化硅(SiC)基板等顶部和底部带有图案化金属的金属-绝缘体-金属基板。引线键合具有固有的高电感，通常较高的串联电阻，在键合焊盘上的电流集聚以及键合位置附近的半导体器件内部的微裂纹。在图1中示出了现有技术的引线键合电子封装件10的示例性结构，其中两个功率半导体器件12使用裸片附接材料16安装到引线框14上。引线框14的部分延伸超出模制树脂26，形成端子18。引线键合20将位于半导体器件12的有源表面24上的裸片焊盘22连接到引线框14上的选定区域。模制树脂26封装半导体器件12、引线键合20和引线框14的裸露部分。Bonding(KS)是功率模块引线键合的改进版本，用铝带取代了铝引线键合，铝带使用热压技术键合到芯片焊盘。有利的是，Bonding具有较低的电阻，因此适用于较高电流的模块。但是，Bonding具有高电感，会导致基板微裂纹。

与使用焊料凸点(bump，凸块)的引线键合封装相比(与引线键合相比，它们的载流截面更大)，现有技术的倒装芯片模块经受减少的半导体模块的损坏。图2示出了现有技术的倒装芯片电子封装件28的一般结构，其中两个半导体器件12通过倒装芯片焊料凸点34附接到基板32的顶侧金属层30上。通过形成在半导体器件12的背表面38上的热连接36实现热冷却。模制树脂26封装半导体器件12，顶侧金属层30的部分延伸超出模制树脂26而形成端子18。尽管如图2所示的倒装芯片模块相对于引线键合技术具有一些优势，但倒装芯片焊料凸点的导电性很差，需要额外的焊盘金属化层来涂覆焊料凸点，容易出现焊料疲劳，并且散热路径非常差。

现有技术的嵌入式器件模块，例如使用通用电气公司的功率覆盖(POL)技术制造的图3中所示的嵌入式器件模块40，通过消除引线键合和焊料凸点并用直接金属化接触代替引线键合和倒装芯片，解决了引线键合和倒装芯片封装的局限性。在嵌入式器件模块40中，半导体器件12安装在介电膜42上。柱连接器44也附接到介电膜42，以提供模块40的上至下(顶部至底部)的电连接。穿过介电膜42到半导体器件12的输入/输出(I/O)接触焊盘22以及到柱连接器44形成微通孔46。将金属化层48涂覆到介电膜42的外表面、微通孔46和暴露的焊盘22上，以形成到半导体器件12的电连接。具有附接的半导体器件12和柱连接器44的介电膜42，使用诸如焊料的导电裸片附接材料50结合(bonded)到功率基板32。半导体器件12和柱连接器44之间的间隙填充有模制树脂26。与引线键合模块或倒装芯片模块相比，嵌入式器件模块40减少了寄生现象(例如，电阻、电容和电感)，并具有出色的热性能。

尽管嵌入式器件模块结构具有很多优点，但POL技术比引线键合和倒装芯片方法更复杂、更不成熟且成本更高。模块40内的电连接通常通过使用激光钻孔和孔金属化在模块40中形成通孔，或通过形成到与提供垂直连接的设备相邻的插入的I/O结构或框架的通孔来形成。这些方法增加了模块的复杂性和成本，并且会增加模块的占地面积。