一种MOS芯片的板级封装结构的制作方法

本发明涉及半导体封装，更具体地说，是涉及一种mos芯片的板级封装结构。

背景技术：

1、现有mos芯片封装结构均采用mos芯片face up的结构，即mos芯片的源极与栅极设置在上端，通过wire-bonding（线焊）、cu clip（铜条带连接）或者是金属孔导通的方式将mos芯片的连接电极引出。由于mos芯片为功率型mos芯片，在工作状态下会产生较大的热量，对于电子器件而言，器件封装产生的热量通常难以通过塑封结构散出，常见为通过引出结构进行散热，因mos芯片的引出结构均基本位于塑封结构内部，不仅热量难以散出，且引出结构均为尺寸较长的结构，导致散热路径长，热量在塑封体内部堆积，令封装整体升温现象严重，进一步降低散热效率。

技术实现思路

1、为了解决mos芯片封装中连接电极引出线过长且位于塑封体内部，导致封装散热效率低的问题，本发明提供一种mos芯片的板级封装结构。

2、本发明技术方案如下所述：

3、一种mos芯片的板级封装结构，包括板状的载体结构，载体结构的一端面设置金属层，金属层设置结构凸出的金属基岛或mos芯片含有源极、栅极的一端面设置凸出的金属基岛，使得mos芯片含有源极、栅极的一端面通过金属基岛与金属层连接，mos芯片与金属层之间的空隙设置绝缘层填充，设置塑封体包覆mos芯片与金属层，mos芯片的另一端面通过互联结构与相邻的金属基岛连接。

4、本发明将mos芯片的连接电极的端面直接与板状载体结构贴合连接，使得传热、导热的路径仅有金属基岛的长度，而该金属基岛与载体结构无限贴近，与外部散热环境距离近，减少散热路径的同时提高了散热效率。

5、其中，mos芯片连接的金属基岛与其相邻的金属基岛不一定位于同一载体结构上，二者可通过塑封体与互联结构的连接形成整体式的封装。

6、上述的一种mos芯片的板级封装结构，载体结构表面附着可剥离的金属层，金属层通过图形电镀的方式形成金属基岛。

7、进一步的，mos芯片与金属基岛之间通过导电粘合材料与焊接工艺实现连接。

8、金属层表面贴覆抗镀膜，通过曝光、显影的方法将待电镀的电极区域显露出来，再通过电镀的方法形成多个金属基岛，金属基岛的数量为两个或两个以上。

9、常见的粘合材料包括银胶、锡膏、银膏等常用的半导体行业焊接材料。

10、上述的一种mos芯片的板级封装结构，金属层的厚度为20μm。

11、上述的一种mos芯片的板级封装结构，完成mos芯片与载体结构的连接后，使用流动的液态树脂填充mos芯片与金属层之间的空隙形成绝缘层。

12、进一步的，绝缘层呈鼓包状，顶部与mos芯片接触，并在mos芯片的边缘外部呈弧面状包裹部分金属层。

13、金属基岛用于载体结构与mos芯片的连接，凸出的结构有利于与mos芯片进行对位，也能够实现准确的电连接。然而也因为金属基岛是凸出于金属层表面，mos芯片的平面与金属基岛的上端面平行贴近，故而金属层与mos芯片之间存在空隙，影响mos芯片、金属基岛及金属层之间的连接稳定性。mos芯片与金属基岛的连接位置没有其他能够共同承接受力的结构，导致该位置应力集中，影响mos芯片、金属基岛及金属层之间的连接质量与连接稳定性；在后续塑封工艺进行时，该位置难以完成塑封填充，影响塑封质量，故而需要采用绝缘材料对该位置进行填充。流动的树脂能够很好的填充该部分空隙，并适当延伸至mos芯片的边缘，以便于与后期形成塑封体实现整体连接，这样，不仅提供了mos芯片下方的支撑力，防止局部应力集中，还能够加强mos芯片、金属基岛及金属层之间的连接稳定性，加强器件封装的整体稳定性。

14、上述的一种mos芯片的板级封装结构，载体结构设置若干个金属基岛，与mos芯片相邻的金属基岛上设置导电导热的垫高块，mos芯片通过互联结构、垫高块与相邻的金属基岛连接。

15、进一步的，垫高块的顶高小于或等于mos芯片的顶高。

16、进一步的，垫高块与金属基岛之间通过导电粘合材料与焊接工艺实现连接。

17、进一步的，垫高块与mos芯片一同被塑封体包裹。

18、在于mos芯片相邻的金属基岛上设置垫高块，将部分设置在塑封体内部的细长的导电结构转为块状的结构，降低了该部分的电阻值，同时提高导电结构的散热面积，在降低该部分的产热量的同时提高散热效率，避免热量集中或分布不均的情况，防止封装因热应力发生物理上的结构变化或形状变化或动作变化，从而保证器件封装内部的电连接稳定性，保证信号传输稳定。

19、垫高块的存在可以降低电连接结构的阻值，从而降低因电阻产生的热能，此外，还能够平衡结构内部应力，使得芯片上下两个连接界面应力均匀，令整体结构更为稳定。优选的，垫高块设置与mos芯片等厚，更有利于塑封体内部的结构平衡，无论是在承受外部力量还是内部自身应力产生的角度，平衡设置的结构均能够提高器件封装整体的质量与稳定性。

20、垫高块的材料为高导电材料，包括金属、掺杂硅的具有高导电性的材质等。

21、上述的一种mos芯片的板级封装结构，互联结构为或键合线，mos芯片与键合线一同被塑封体包覆。

22、上述的一种mos芯片的板级封装结构，塑封体的上端面与mos芯片的上端面存在一定距离，塑封体设置金属化微孔结构，互联结构通过微孔结构分别与mos芯片及其相邻的金属基岛连接。

23、上述的一种mos芯片的板级封装结构，mos芯片的上端面设置电极引线层，塑封体的上端面与电极引线层的上端面平齐，互联结构通过与电极引线层与mos芯片连接。

24、在mos芯片经塑封之后，对准mos芯片的电极引出节点以及相邻的金属基岛位置，进行激光微孔，穿透塑封体形成微孔结构，令mos芯片的引出电极与金属基岛（或是垫高块）露出，然后通过金属化孔工艺，如化学沉铜电镀或是溅射电镀，使得微孔结构具有能够实现电连接的金属结构，然后通过金属引出线形成连接微孔结构的互联结构，分别连接mos芯片及与mos芯片相邻的金属基岛（或是垫高块）连接。

25、mos芯片的上端面，在mos芯片的引出电极上，设置有电极引线层（利用抗镀膜等材料通过图形电镀等方式，或者是沉铜电镀），在mos芯片经塑封之后，塑封体距离mos芯片的上端面近，塑封体整体厚度减小，塑封体的上端面与电极引线层的上端面平齐，使得电极引线层裸露。同理，在与mos芯片相邻的金属基岛上，若存在与mos芯片等厚度的垫高块，则在垫高块的上端面采用相同的工艺设置相同厚度的电极引线层，或不存在垫高块，则使用激光微孔、金属化孔工艺，形成具有电连接功能的微孔结构，然后通过互联结构（即金属引出线）实现mos芯片上的电极引线层与垫高块上的电极引线层的连接，或者是通过互联结构实现mos芯片上的电极引线层与其相邻的金属基岛的连接。

26、在mos芯片塑封之前，设置金属键合线，直接连接mos芯片及与其相邻的金属基岛，然后再被塑封体包覆。

27、上述的一种mos芯片的板级封装结构，载体结构为铜框架、单层pcb板材结构或1.5层板材结构。

28、载体结构为铜框架时，金属层可视为铜框架本身，金属基岛则为设置在铜框架上的任意连接节点，直接可与mos芯片、垫高块等通过焊接连接。

29、载体结构为单层pcb板材结构时，需要在其表面铜（即金属层）的上方直接通过图形电镀等工艺形成mos芯片焊盘（即金属基岛）。

30、载体结构为1.5层pcb板材结构时，金属基岛为其自身携带的凸出的焊盘结构。

31、根据上述方案的本发明，其有益效果在于，

32、1.本发明直接将mos芯片带有源极与栅极的端面与载体结构上的金属基岛（也就是焊盘）直接贴合连接，省略原有的电连接结构，减少散热结构长度，散热路径短，且热量的所在位置明确集中，与散热外部距离近，有利于散热，也有利于额外设置散热结构进行散热，如设置半导体散热片等，提高散热效率。

33、2.本发明采用板级封装的结构，批量生产时，能够在载体结构上整齐地按照排列顺序批量焊接mos芯片，有利于同时加工，提高生产效率，降低生产成本。

34、3.本发明在mos芯片完成贴装后的工序均是在mos芯片未设置栅极、源极的一端面，mos芯片的栅极与源极位于底部的结构有利于避免该连接电极受到外部干扰与影响，也能够避免后期工序对源极、栅极的损伤，降低因加工工艺不够完善造成的不合格产品数量，有利于提高良品率。另一方面，mos芯片的栅极与源极被绝缘层（树脂）包裹，绝缘层同时起到支撑mos芯片与保护栅极、源极的作用，有利于减少mos芯片带有源极、栅极的端面受到的结构应力。

35、4.本发明在原有mos芯片连接相邻金属基岛或连接点的连接结构更改为导电的垫高块，增大了内部金属结构/硬质结构的体积，在封装尺寸不变的情况下，外部的塑封体体积减小，从而提升整体封装的刚性，同时平衡了封装结构内部应力，提高封装结构的稳定性与可靠性。此外，垫高块的存在使得电连接部分的流通面积增大，从而可降低电连接结构的内阻值，从而降低电连接结构的产热量，提高散热效率。