[发明专利]应用于埋入式基板封装的功率半导体芯片电极结构及制备方法

说明书

本发明公开了应用于埋入式基板封装的功率半导体芯片电极结构，包括硅层和设置在所述硅层上表面上的上电极以及设置在所述硅层下表面上的下电极，所述上电极的一部分与所述硅层直接连接，上电极的另一部分与所述硅层之间设置有介质层，相邻的上电极之间通过钝化层隔离开来；所述上电极包括压焊盘Al层，其特征在于，在所述压焊盘Al层上化镀有NiAu层或者NiPdAu层,所述下电极最外层为纯铜层或者铜基合金层。本发明还公开了上述应用于埋入式基板封装的功率半导体芯片电极结构的制备方法。本发明解决了现有技术所存在的技术问题。

技术领域

本发明涉及埋入式基板封装技术领域，特别涉及应用于埋入式基板封装的功率半导体芯片电极结构及制备方法。

背景技术

伴随轻薄短小、高性能便携电子设备的急速增加，将电子元器件埋入基板内部的新型基板级封装技术已大量出现。埋入式封装技术除了将无源元件埋入基板之中，也将有源器件也一同埋入到有机基板中。这种封装技术不仅能使有源、无源器件间的引线缩短，提高整体性能，而且对实现超小型、薄型化极为有利。

为了实现这一目的，采用陶瓷系高温烧结的方式显然是不行的，唯一有效可行的方式就是采用有机基板，而且IC元件与无源元件不同，不能在基板内做成，只能采用薄型封装或者裸芯片等形式，将其埋入基板中。

基于晶圆级埋入扇形的概念，将裸功率半导体芯片直接粘贴在有机基板上，然后进行介质层层压，并在介质层上激光开盲孔将芯片的电极引出，最后进行布线和植球，完成功率半导体器件的板级封装。

现有埋入式基板封装加工方法的步骤如下：

步骤一，参见图1，在有机基板1的上下表面覆铜箔2、3,作为核心层以及支撑层；

步骤二：参见图2，将有机基板进行图形化处理，并将功率半导体裸芯片4采用焊锡或者导电银浆贴装到有机基板1上表面的铜箔2上；

步骤三、参见图3，进行介质层压，具体是将铜箔2与贴装有功率半导体裸芯片4的有机基板1进行层压，使用流胶5填充功率半导体裸芯片4并覆盖住功率半导体裸芯片4，形成埋入功率半导体裸芯片4的基板；

步骤四：参见图4，埋入功率半导体裸芯片4的基板采用激光技术打孔，形成若干盲孔6、7和若干通孔8，盲孔6与功率半导体裸芯片4连通，盲孔7与铜箔2连通，通孔8贯通铜箔3、有机基板1和流胶5；然后对盲孔6、7和通孔8进行金属化处理，使得功率半导体裸芯片4的电极与外层线路9连接，然后再对外层铜箔3进行图形化处理，并植球10和切割，形成多个单个埋入式功率器件板级封装体。

通常功率半导体芯片的表面和底部都有电极。参见图5，以功率MOSEFT为例，芯片的表面(上电极)有源极和栅极，芯片的底部(下电极)为漏极。源极和栅极的焊盘11材料通常为铝层，而芯片底部的下电极12通常为TiNiAg,这上电极、下电极12使用的两种金属材料在做埋入式基板封装时有改善空间的。

对于芯片表面(上电极)来讲，需要将器件的电极与PCB的线路进行连接，可以采用盲孔导通工艺，具体是先用激光制作微孔，然后通过微孔的金属化实现导通。由于芯片的上电极焊盘材质是Al层，如果直接在这种芯片上进行钻孔，能量过大，会造成焊盘浮离，更严重会导致焊盘的Al被熔化。但如果能量太小，就会出现孔未钻穿的情况。因此有必要增加芯片上电极焊盘金属层的厚度，但如何简单增加焊盘Al层的厚度，则会对整个前道制程带来极大的加工难度。

对于芯片底部(下电极)来讲，最外侧Ag层与基板上的铜箔之间，要完美电连接还是有改善空间。目前基板制程都采用铜制程，包括铜布线、铜通孔，若下电极最外层技术调整为金属铜，这会对基板封装制程带来极大的便利

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于针对上述现有技术所存在的问题而提供一种应用于埋入式基板封装的功率半导体芯片电极结构。