[实用新型]一种倒装功率器件封装结构

说明书

本实用新型公开了一种倒装功率器件封装结构，基板顶部贴合有异形导电金属层，并且在异形导电金属层表面有通过热压成型凸起的导电柱，通过导电连接层将异形导电金属层和功率半导体芯片导电连接；功率半导体芯片的顶面成型有铝电极，并且在铝电极上键合有焊接金属球；异形导电金属层和功率半导体芯片表面设有绝缘层，将芯片和导电柱全部密封包裹，导电柱和焊接金属球顶部一部分裸露在绝缘层表面；采用新的贴片封装结构，能够实现功率半导体芯片垂直导电的性能；用料少，单颗封装成本低；使用异形导电金属层的导电柱导通电流，比传统封装结构中焊线工艺电流密度大；采用绝缘材料进行侧边保护，实现工艺简单，用量少，成本低。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件领域，尤其是涉及一种倒装功率器件封装结构。

背景技术

现有的功率半导体器件主要分为VDMOS、BJT、二极管，都是垂直导电的功率半导体器件，现有功率半导体贴片封装(SMT)，都是在固定框架上，通过固晶、焊线、塑封、电镀、成型五步主要工序，将功率半导体芯片封装在特定的贴片封装形式中。垂直导电的BJT、VDMOS、二极管等功率器件，由于芯片背面需要通过大电流，更是离不开这种封装结构。

这种结构缺点：1，封装外形体积大，不适合于穿戴电子设备和移动电子设备等要求小空间的电器；

2，成本高，体积大，采用的物料消耗大，成本高。

实用新型内容

本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种倒装功率器件封装结构，具有层状结构，层状结构包括具有一定硬度材料的基板，基板顶部贴合有异形导电金属层，并且在异形导电金属层表面有通过热压成型凸起的导电柱，基板上的异形导电金属层一端设有功率半导体芯片，并且在异形导电金属层和功率半导体芯片之间设有导电连接层，通过导电连接层将异形导电金属层和功率半导体芯片导电连接；功率半导体芯片的顶面成型有铝电极，并且在铝电极上键合有焊接金属球；异形导电金属层和功率半导体芯片表面设有绝缘层，绝缘层填满在功率半导体芯片和导电柱的侧面和上面，将芯片和导电柱全部密封包裹，导电柱和焊接金属球顶部一部分裸露在绝缘层表面；裸露在绝缘层表面的导电柱和焊接金属球成型有切面，并且在切面上设有易焊金属保护层。

作为本实用新型进一步的方案：基板为具有硬度的金属、硅、陶瓷、蓝宝石、玻璃其中一种材料。

作为本实用新型进一步的方案：功率半导体芯片厚度比导电柱凸起部分高度低1-1000um。

作为本实用新型进一步的方案：铝电极上的焊接金属球通过超声键合方式成型安装，焊接金属球为合金材料的金/铜/铝/银。

作为本实用新型进一步的方案：绝缘层为环氧树脂、硅胶、陶瓷、光刻胶、聚酰亚胺绝缘材料。

作为本实用新型进一步的方案：导电柱和焊接金属球露出的切面上的易焊金属保护层厚度为1～200um，并且易焊金属保护层为主要成分是锡的易焊多层金属或金属合金。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用新的贴片封装结构，能够实现功率半导体芯片垂直导电的性能，封装外形尺寸只比半导体芯片略大，达到芯片级封装尺寸；用料少，单颗封装成本低；使用异形导电金属层的导电柱导通电流，比传统封装结构中焊线工艺电流密度大；采用绝缘材料进行侧边保护，实现工艺简单，用量少，成本低。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。