[发明专利]一种陶瓷封装新型抗辐照结构

说明书

本发明公开一种陶瓷封装新型抗辐照结构，属于集成电路封装领域。所述陶瓷封装新型抗辐照结构包括抗辐照陶瓷管壳、半导体芯片和盖板；所述抗辐照陶瓷管壳通过机械共混法在陶瓷管壳的基体材料中掺杂无机非金属材料，烧结而成；所述半导体芯片位于所述抗辐照陶瓷管壳中；所述盖板通过封帽工艺与所述抗辐照陶瓷管壳组装。采用在传统的陶瓷材料中掺杂无机非金属材料保证其物理性能的同时，来加固陶瓷管壳基体材料的抗辐照性能，可在大部分陶瓷封装电路上实现；抗辐照陶瓷管壳通过机械共混法制备而成，所述掺杂方式适用于所有陶瓷封装材料，包括Al2O3、AlN、LTCC等传统陶瓷材料；工艺可行性和稳定性高，所采用的技术手段已处于成熟阶段。

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域，特别涉及一种陶瓷封装新型抗辐照结构。

背景技术

在各种集成电路的封装中，陶瓷封装能提供IC芯片气密性的密封保护，使其具有优良的可靠度。同时，陶瓷材料因其在电、热、机械特性等方面极其稳定，且它的特性可通过改变其化学成分和工艺的控制调整来实现，不仅可作为封装的盖板和管壳材料，也是各种微电子产品重要的承载基板。在星载、舰载、弹载等工业技术领域，陶瓷封装电路被广泛使用。

在航空航天领域，空间环境中存在的宇宙射线或强磁层产生的高能带电粒子可能会直接导致集成电路失效，而在武器装备领域，则受各种复杂自然环境、敌方产生的干扰等影响亦可能导致集成电路失效，因此提升器件抗辐照性能、增强器件抗干扰能力显得尤为必要。鉴于相关集成电路的特殊服役条件，对工作性能存在不可避免的影响，由此对集成电路的抗辐照性能提出更高的要求。

因此，在当前电子系统小型化、大功率及高集成度的趋势下，针对陶瓷封装电路发展，亟需开发一种新型陶瓷抗辐照封装基体材料，实现集成电路优良的抗辐照性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷封装新型抗辐照结构，以解决现有集成电路抗辐照性能低，容易受带电粒子干扰导致失效的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种陶瓷封装新型抗辐照结构，包括：

抗辐照陶瓷管壳，所述抗辐照陶瓷管壳通过机械共混法在陶瓷管壳的基体材料中掺杂无机非金属材料，烧结而成；

半导体芯片，位于所述抗辐照陶瓷管壳中；

盖板，通过封帽工艺与所述抗辐照陶瓷管壳组装。

可选的，所述半导体芯片为倒装焊类芯片或非倒装焊类芯片；

所述半导体芯片为非倒装焊类芯片，所述非倒装焊类芯片通过粘接材料与所述抗辐照陶瓷管壳粘接；

所述半导体芯片为倒装焊类芯片，所述倒装焊类芯片置于所述抗辐照陶瓷管壳内部。

可选的，所述非倒装焊类芯片与所述抗辐照陶瓷管壳之间通过键合丝互联。

可选的，所述倒装焊类芯片与所述抗辐照陶瓷管壳之间通过倒装焊工艺实现互联。

可选的，所述倒装焊类芯片底部和所述抗辐照陶瓷管壳的间隙内填充有填充材料。

可选的，所述无机非金属材料为碳或硼。

可选的，所述陶瓷管壳的基体材料包括Al2O3、AlN和LTCC。

在本发明提供的陶瓷封装新型抗辐照结构中，包括抗辐照陶瓷管壳、半导体芯片和盖板；所述抗辐照陶瓷管壳通过机械共混法在陶瓷管壳的基体材料中掺杂无机非金属材料，烧结而成；所述半导体芯片位于所述抗辐照陶瓷管壳中；所述盖板通过封帽工艺与所述抗辐照陶瓷管壳组装。

本发明的优点：

（1）采用在传统的陶瓷材料中掺杂无机非金属材料保证其物理性能的同时，来加固陶瓷管壳基体材料的抗辐照性能，可在大部分陶瓷封装电路上实现；

（2）抗辐照陶瓷管壳通过机械共混法制备而成，所述掺杂方式适用于所有陶瓷封装材料，包括Al2O3、AlN、LTCC等传统陶瓷材料；