CN214378387U - 芯片封装结构和半导体器件 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种芯片封装结构和半导体器件，芯片封装结构包括：壳体；芯片过渡板，设置在壳体内；键合片，设置在壳体内，位于芯片过渡板的一侧；绝缘子，至少部分绝缘子设置在壳体和键合片之间。该芯片封装结构，部分绝缘子设置在壳体和键合片之间，一方面绝缘子可以起到隔绝键合片和壳体的作用，保障了键合片与设置在芯片过渡板上的芯片之间通信的稳定性；另一方面，绝缘子可以起到支撑键合片的作用，能够避免键合片出现位移或塌陷，便于将键合线键合在键合片上，特别适用于键合线径较粗的键合线。在封装过程中，芯片设置在芯片过渡板上；芯片通过键合线与键合片键合，能够大大增加了键合线可键合的面积，提高过流能力，可以容纳线径更粗的键合线。

Description

芯片封装结构和半导体器件

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种芯片封装结构和一种半导体器件。

背景技术

芯片封装结构对整个半导体器件的电学和热力学性能影响关系重大。封装结构为芯片工作提供与外部电路连接的电学通路和散热路径，是保证半导体器件正常工作的重要支撑部分。因此芯片封装结构的性能直接影响着半导体器件的性能和可靠性，芯片封装结构的合理设计具有非常重要的意义。

目前技术中，对于功率器件以及其他气密性及可靠性要求高的芯片封装，通常使用管壳作为安装半导体集成电路芯片用的外壳，起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。对于功率半导体芯片的封装管壳，比较常用的是TO系列和表面贴装器件(Surface Mounted Devices，SMD)系列等不同封装形式的金属、陶瓷管壳。

传统的管壳是通过引线来沟通芯片内部世界与外部电路，其中芯片上的焊盘(PAD)区域用键合线连接到封装外壳的引线上，这些引线又通过印制板上的导线与外部其他器件建立连接。然而这种在管壳内部通过键合线连接到引线上的封装方式，存在很大的缺陷。第一，传统管壳的引线可键合面积较小，可能造成无法键合的情况产生。其主要原因是功率器件通常需要键合线径较粗(大于100um)的键合线来保证电性能，对于粗丝键合，通常需要引线有足够的键合面积；对于更大功率的器件，甚至需要单个焊盘键合多根粗线径的键合线，这对于引线的面积要求更为严格。第二，通过键合线连接到引线上的连线方式，对于管壳引线的选材具有很大局限性。尤其是传统管壳如果使用硬度偏软的材质作为引线材料，无法确保键合的可靠性。举例来说，如果采用纯铜或者纯镍材料作引线，极易出现键合虚焊或者引线牢固性降低的风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，根据本申请实施例的第一方面提出了一种芯片封装结构，包括：

壳体；

芯片过渡板，设置在所述壳体内；

键合片，设置在所述壳体内，位于所述芯片过渡板的一侧；

绝缘子，至少部分所述绝缘子设置在所述壳体和所述键合片之间。

在第一方面的第一种可能的实施方式中，芯片封装结构还包括：

引线，部分所述引线穿过所述壳体连接于所述键合片。

在第一方面的第二种可能的实施方式中，所述绝缘子包括：

支撑部，位于所述壳体内，设置在所述壳体和所述键合片之间；

穿设部，设置在所述壳体的侧壁内，连接于所述支撑部，所述引线通过所述穿设部穿过所述壳体。

在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述键合片为多个，每个所述键合片连接有至少一个引线。

在第一方面的第四种可能的实施方式中，芯片封装结构还包括：

绝缘件，设置在相邻的两个键合片之间。

在第一方面的第五种可能的实施方式中，

底板，设置在所述壳体内，位于所述芯片过渡板与所述壳体之间。

在第一方面的第六种可能的实施方式中，

胶粘层，设置在所述芯片过渡板上。

在第一方面的第七种可能的实施方式中，芯片封装结构还包括：

限位件，设置在所述壳体上，卡接于所述绝缘子。

根据本申请实施例的第二方面提供了一种半导体器件，包括：

上述任一技术方案的芯片封装结构；

芯片，设置在所述芯片过渡板上；

键合线，一端连接于所述芯片，另一端连接于所述键合片。

在第二方面的第一种可能的实施方式中，所述芯片过渡板上形成有粘接区，所述芯片粘接在所述粘接区内。

相比现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：

(1)本实用新型提供的芯片封装结构，在封装过程中，芯片设置在芯片过渡板上；芯片可以通过键合线与键合片键合，通过键合片的设置大大增加了键合线可键合的面积，显著提高了过流能力，通过键合片的设置可以容纳线径更粗的键合线；通过键合片的设置，代替传统技术中键合线与引线键合的方式，使得键合线无需与引线之间具备直接的键合关系，能够降低芯片封装结构对引线材质的要求。

(2)本实用新型提供的芯片封装结构，部分绝缘子设置在壳体和键合片之间，一方面绝缘子可以起到隔绝键合片和壳体的作用，保障了键合片与设置在芯片过渡板上的芯片之间通信的稳定性；另一方面，绝缘子可以起到支撑键合片的作用，能够避免键合片出现位移或塌陷，便于将键合线键合在键合片上，特别适用于键合线径较粗的键合线。

相应地，本实用新型实施例提供的半导体器件也同样具有上述技术效果。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请提供的一种实施例的芯片封装结构的结构示意图；

图2为本申请提供的一种实施例的芯片封装结构的另一个角度的结构示意图；

图3为本申请提供的一种实施例的半导体器件的结构示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1壳体、2芯片过渡板、3键合片、4绝缘子、5引线、6底板、7芯片、8键合线；

401支撑部、402穿设部。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步地详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，根据本申请实施例的第一方面提出了一种芯片封装结构，包括：壳体1；芯片过渡板2，设置在壳体1内；键合片3，设置在壳体1内，位于芯片过渡板2的一侧；绝缘子4，至少部分绝缘子4设置在壳体1和键合片3之间。

如图3所示，本实用新型提供的芯片封装结构，在封装过程中，芯片7设置在芯片过渡板2上；芯片7可以通过键合线8与键合片3键合，通过键合片3的设置大大增加了键合线8可键合的面积，显著提高了过流能力，通过键合片3的设置可以容纳线径更粗的键合线8；通过键合片3的设置，代替传统技术中键合线8与引线5键合的方式，使得键合线8无需与引线5之间具备直接的键合关系，能够降低芯片封装结构对引线5材质的要求。

如图1所示，本实用新型提供的芯片封装结构，部分绝缘子4设置在壳体1和键合片3之间，一方面绝缘子4可以起到隔绝键合片3和壳体1的作用，保障了键合片3与设置在芯片过渡板2上的芯片7之间通信的稳定性；另一方面，绝缘子4可以起到支撑键合片3的作用，能够避免键合片3出现位移或塌陷，便于将键合线8键合在键合片3上，特别适用于键合线径较粗的键合线8。

在一些示例中，壳体1可以由金属材料制成，能够保障芯片封装结构的机械强度。

在一些示例中，位于壳体1和键合片3之间的绝缘子4的厚度大于芯片7过渡片的厚度，使得键合片3在高度方向上处于芯片过渡板2的上方，便于键合线8的键合。

如图1所示，在一些示例中，芯片封装结构还包括：引线5，部分引线5穿过壳体1连接于键合片3。

部分引线5穿过壳体1连接于键合片3，引线5可以依次通过键合片3、键合线8连接于设置在芯片过渡板2上的芯片7，使得芯片7可以与芯片封装结构以外的电路或器件进行连接，实现芯片7信号的发送与接收。

如图1所示，在一些示例中，绝缘子4包括：支撑部401，位于壳体1内，设置在壳体1和键合片3之间；穿设部402，设置在壳体1的侧壁内，连接于支撑部401，引线5通过穿设部402穿过壳体1。

绝缘子4包括了支撑部401和穿设部402，通过支撑部401的设置，支撑部401设置在壳体1和键合片3之间，一方面绝缘子4可以起到隔绝键合片3和壳体1的作用，保障了键合片3与设置在芯片过渡板2上的芯片7之间通信的稳定性；另一方面，绝缘子4可以起到支撑键合片3的作用，能够避免键合片3出现位移或塌陷，便于将键合线8键合在键合片3上，特别适用于键合线8径较粗的键合线8。通过穿设部402的设置，引线5穿过穿设部402连接于键合片3，穿设部402能够起到隔绝引线5与壳体1的作用，能够保障封装在芯片封装结构内的芯片7的信号传输与接收的稳定性。

如图2所示，在一些示例中，键合片3为多个，每个键合片3连接有至少一个引线5。

键合片3为多个，通过多个键合片3的设置，能够进一步提高芯片7的键合线8可键合的面积，使得芯片封装结构能够为芯片7提供更大的键合区域，进而可以容纳粗丝键合线8以及多根键合丝键合。

每个键合片3连接有至少一个引线5，使得每个键合片3均具备单独的信号传输能力，能够使使芯片7外接电路的布局更为灵活。

如图2所示，在一些示例中，多个键合片3可以布置在芯片过渡板2的周侧，以便于键合线8的键合，同时能够有利于缩短键合丝的长度。

在一些示例中，芯片封装结构还包括：绝缘件，设置在相邻的两个键合片3之间。

通过绝缘件的设置，绝缘件设置在相邻的两个键合片3之间，起到隔绝多个键合片3的作用，使得每个键合片3均具备独立性，使得能够使芯片7外接电路的布局更为灵活。

在一些示例中，键合片3与壳体1之间同样可以设置绝缘件，可以起到隔绝键合片3与壳体1的作用，保障了芯片7通信的稳定性。

如图1所示，在一些示例中，底板6，设置在壳体1内，位于芯片过渡板2与壳体1之间。

芯片封装结构进一步包括了底板6，底板6设置在壳体1内，通过底板6的设置一方面便于芯片7固定板的安装，另一方面可以起到垫高芯片过渡板2的作用，进而能够垫高设置在芯片过渡板2上的芯片7，便于芯片7通过键合线8与键合片3进行键合。

在一些示例中，胶粘层，设置在芯片过渡板2上。

芯片7可以通过胶粘层设置在芯片7过渡片上，保障了芯片7固定的稳定性。

在一些示例中，粘片胶层可以由导电粘片胶或非导电粘片胶制成。

在一些示例中，芯片7也可以通过铅锡银焊料片焊接于芯片过渡板2，同样能够确保芯片7的稳固连接。

在一些示例中，芯片封装结构还包括：限位件，设置在壳体1上，卡接于绝缘子4。

通过限位件的设置，限位件起到固定绝缘子4的作用，能够保障绝缘子4限位的稳定性，避免绝缘子4出现晃动，进而即可避免设置在绝缘子4上的键合片3出现晃动，同样可以避免穿设在绝缘子4内的引线5出现晃动，进而保障了键合效果，提高芯片封装结构的封装效果。

在一些示例中，芯片封装结构还包括：绝缘片，设置在壳体1与芯片过渡板2之间。

通过在壳体1与芯片过渡板2之间设置绝缘片，一方面能够起到隔绝壳体1与芯片过渡板2的作用，保障芯片过渡板2的性能，进而保障了芯片7与外部电路的稳定连接，保障了芯片7信号和数据的传输性能；另一方面通过绝缘片的设置可以起到垫高芯片过渡板2的作用，进而能够垫高设置在芯片过渡板2上的芯片7，便于芯片7通过键合线8与键合片3进行键合。

在芯片封装结构包括了绝缘片的情况下，绝缘片可以介于底板6和芯片过渡板2之间。

如图3所示，根据本申请实施例的第二方面提供了一种半导体器件，包括：上述任一技术方案的芯片封装结构；芯片7，设置在芯片过渡板2上；键合线8，一端连接于芯片7，另一端连接于键合片3。

本申请实施例的半导体器件包括了上述任一实施例的芯片封装结构，因此其具有如本申请任一实施例的芯片封装结构的全部有益效果，在此不再赘述。

本实用新型提供的芯片封装结构，芯片7设置在芯片过渡板2上；芯片7可以通过键合线8与键合片3键合，通过键合片3的设置大大增加了键合线8可键合的面积，显著提高了过流能力，通过键合片3的设置可以容纳线径更粗的键合线8；通过键合片3的设置，代替传统技术中键合线8与引线5键合的方式，使得键合线8无需与引线5之间具备直接的键合关系，能够降低芯片封装结构对引线5材质的要求。

本实用新型提供的芯片封装结构，部分绝缘子4设置在壳体1和键合片3之间，一方面绝缘子4可以起到隔绝键合片3和壳体1的作用，保障了键合片3与设置在芯片过渡板2上的芯片7之间通信的稳定性；另一方面，绝缘子4可以起到支撑键合片3的作用，能够避免键合片3出现位移或塌陷，便于将键合线8键合在键合片3上，特别适用于键合线8径较粗的键合线8。

在一些示例中，芯片过渡板2上形成有粘接区，芯片7粘接在粘接区内。

芯片7粘接在粘接区内，一方面能够保障芯片7的稳固连接，另一方面便于芯片7的定位。

在一些示例中，芯片过渡板2上可以设置有粘片胶层，粘片胶层位于粘接区内，粘片胶层可以为导电粘片胶或非导电粘片胶。芯片7可以通过粘片胶层粘接于芯片过渡板2，能够使芯片7稳定固定。

在一些示例中，芯片7也可以通过铅锡银焊料片焊接于芯片过渡板2，同样能够确保芯片7的稳固连接。

在本实用新型的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：

壳体；

芯片过渡板，设置在所述壳体内；

键合片，设置在所述壳体内，位于所述芯片过渡板的一侧；

绝缘子，至少部分所述绝缘子设置在所述壳体和所述键合片之间。

2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括：

引线，部分所述引线穿过所述壳体连接于所述键合片。

3.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述绝缘子包括：

支撑部，位于所述壳体内，设置在所述壳体和所述键合片之间；

穿设部，设置在所述壳体的侧壁内，连接于所述支撑部，所述引线通过所述穿设部穿过所述壳体。

4.根据权利要求3所述的芯片封装结构，其特征在于，

所述键合片为多个，每个所述键合片连接有至少一个所述引线。

5.根据权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括：

绝缘件，设置在相邻的两个所述键合片之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，

底板，设置在所述壳体内，位于所述芯片过渡板与所述壳体之间。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，

胶粘层，设置在所述芯片过渡板上。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括：

限位件，设置在所述壳体上，卡接于所述绝缘子。

9.一种半导体器件，其特征在于，包括：

如权利要求1至8中任一项所述的芯片封装结构；

芯片，设置在所述芯片过渡板上；

键合线，一端连接于所述芯片，另一端连接于所述键合片。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，

所述芯片过渡板上形成有粘接区，所述芯片粘接在所述粘接区内。

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