芯片封装结构及封装芯片的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种芯片封装结构及封装芯片。


背景技术：

2.在芯片的封装工艺中，芯片与芯片之间通常使用标准直径的金线作为导线。在一些芯片中该导线也会同时充当电感，如氮化镓高电子迁移率晶体管射频功率放大器芯片，硅基高压功率集成射频放大器芯片或硅芯片。此时，导线的长短直接影响电感大小，影响芯片性能。
3.然而现有封装结构中，由于芯片封装过程中的外形及尺寸限制，导线的长度难以满足要求，容易导致芯片性能较低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种芯片封装结构及封装芯片，以在不改变芯片封装的尺寸的情况下，增长导线长度，提高芯片性能。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种芯片封装结构，包括第一芯片、第二芯片、导线、过渡载体及引线框架；第一芯片、第二芯片及过渡载体固定于引线框架；第一芯片的接脚与第二芯片的接脚通过导线连接；导线包括多段子导线；子导线通过过渡载体相互连接。
6.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述过渡载体包括衬底层和镀层；衬底层由绝缘材料制成；镀层由导电材料制成；衬底层固定于引线框架；相互连接的两个子导线的端点固定于镀层。
7.结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述衬底层包括硅衬底；镀层包括铝镀层。
8.结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述铝镀层的厚度为5um。
9.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述过渡载体的数量为子导线的数量减一。
10.结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述子导线的端点以焊接的方式固定于镀层。
11.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述第一芯片及第二芯片通过银胶固化于引线框架。
12.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述导线与引线框架的相对位置通过树脂注塑的方式固定。
13.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述导线包括金线。
14.第二方面，本实用新型实施例还提供一种封装芯片，包括上述芯片封装结构及外
壳；上述芯片封装结构设置于外壳内部。
15.本实用新型实施例带来了以下有益效果：
16.本实用新型实施例提供了一种芯片封装结构及封装芯片，该芯片封装结构包括第一芯片、第二芯片、导线、过渡载体及引线框架；第一芯片、第二芯片及过渡载体固定于引线框架；第一芯片的接脚与第二芯片的接脚通过导线连接；导线包括多段子导线；子导线通过过渡载体相互连接。该方式中，通过设置固定于引线框架的过渡载体来连接多个子导线，在不改变芯片封装的尺寸的情况下，增长了导线长度，提高了芯片性能。
17.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的一种相关技术中，芯片封装结构的正面示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种相关技术中，芯片封装结构的俯视示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的一种相关技术中，芯片封装结构的导线被注塑工艺冲弯的俯视示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构的俯视示意图；
24.图5为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构中，过渡载体的结构示意图；
25.图6为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构中，过渡载体的结构示意图；
26.图7为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构中，镀铝片的结构示意图；
27.图8为本实用新型实施例提供的工艺流程生产过程中，芯片封装结构中间体的正面示意图；
28.图9为本实用新型实施例提供的工艺流程生产过程中，芯片封装结构中间体的俯视示意图；
29.图10为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的正面示意图；
30.图11为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的俯视示意图；
31.图12为本实用新型实施例提供的一种封装芯片的结构示意图。
32.图标：10
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第一芯片；20
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第二芯片；30
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导线；40
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引线框架；50
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过渡载体；301
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子导线；51
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绝缘衬底；52
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导电膜；53
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衬底层；54
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镀层；71
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硅衬底；72
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铝镀层；70
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镀铝片；1
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芯片封装结构；2
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外壳。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本
实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在芯片封装工艺中，芯片与芯片之间通常使用标准直径的金线作为导体，且在一些种类的芯片中需要同时充当电感，例如氮化镓高电子迁移率晶体管射频功率放大器芯片，硅基高压功率集成射频放大器芯片，以及普通的硅芯片在封装工艺中。因此，在氮化镓高电子迁移率晶体管射频功率放大器芯片，硅基高压功率集成射频放大器芯片中芯片与芯片之间的导线长度是有要求的；导线的长短直接影响电感大小，影响芯片性能。
35.然而，由于封装外尺寸的限制，芯片与芯片之间的最长导线长度，都无法满足芯片与芯片展示最佳性能，需要更长的导线长度，但是现有的工艺就无法实现，无法满足。导线长度受到芯片外尺寸和厚度的限制，以现有的工艺无法再将导线长度变长。图1所示为相关技术中，芯片封装结构的正面示意图，图2所示为相关技术中，芯片封装结构的俯视示意图。其中，10为第一芯片，20为第二芯片，30为导线，40为引线框架；第一芯片及第二芯片均固定在引线框架上，第一芯片及第二芯片通过一条长导线连接。
36.还有一种情况，芯片与芯片之间的导线长度比较长，在焊接后，由于导线会又高又长；在封装注塑工艺中，导线就会被树脂冲弯曲，甚至导线与导线碰到一起，实现不了器件性能。导线被注塑工艺冲弯的俯视示意图如图3所示。
37.基于此，本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构及封装芯片，可以应用于多种半导体芯片的封装过程中。
38.为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种芯片封装结构进行详细介绍。
39.本实用新型实施例提供了一种芯片封装结构，其俯视示意图如图4所示，包括第一芯片10、第二芯片20、导线30、过渡载体50及引线框架40；第一芯片10、第二芯片20及过渡载体50固定于引线框架40；第一芯片10的接脚与第二芯片20的接脚通过导线连接。
40.上述导线30包括多段子导线301，图4中以包括两段子导线为例；子导线通过过渡载体相互连接；此时，过渡载体可以为1个。过渡载体的数量与子导线的数量有关，也与过渡载体本身的结构有关。
41.如过渡载体50的结构可以以绝缘衬底51为主，然后在该绝缘衬底51上镀上多块导电膜52，如图5所示，绝缘衬底的形状以长方形为例，导电膜的形状以圆形为例。导电膜的数量可以为子导线的数量减1，即子导线的数量为3时，对应地，导电膜的数量为2。图5中，以导电膜的数量为2为例。
42.过渡载体的结构也可以为绝缘衬底的上面均镀上导电膜，此时，过渡载体的数量应该为子导线的数量减1，即子导线的数量为3时，对应地，过渡载体的数量为2。
43.上述子导线的长度可以相同，也可以不同；子导线的长度与与其端点连接的过渡载体的距离有关；在具体设计时，可以将各个子导线在焊接后的高度设计为相同高度，有利于芯片封装结构的稳定性。
44.本实用新型实施例提供了一种芯片封装结构，该芯片封装结构包括第一芯片、第二芯片、导线、过渡载体及引线框架；第一芯片、第二芯片及过渡载体固定于引线框架；第一芯片的接脚与第二芯片的接脚通过导线连接；导线包括多段子导线；子导线通过过渡载体
相互连接。该方式中，通过设置固定于引线框架的过渡载体来连接多个子导线，在不改变芯片封装的尺寸的情况下，增长了导线长度，提高了芯片性能。
45.在具体实现时，上述过渡载体50可以采用衬底层53和镀层54的结构，如图6所示；其中，衬底层由绝缘材料制成，即上述绝缘衬底；镀层可以由导电材料制成，即上述导电膜，采用的导电材料可以为金属导电材料，如铝、金或银等。其中，衬底层固定于引线框架，其固定方式可以与芯片的固定方式相同；相互连接的两个子导线的端点固定于镀层。
46.具体而言，可以采用硅衬底作为衬底层，并采用铝镀层作为镀层。上述铝镀层的厚度可以为5um或其他厚度。上述子导线的端点可以以焊接的方式固定于镀层。
47.在该封装结构中，上述第一芯片及第二芯片通过银胶固化于引线框架。其中，银胶也称为导电银胶，其材质为基体树脂，是一种胶黏剂,可以选择适宜的固化温度进行粘接。它通常通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。
48.上述导线与引线框架的相对位置通过树脂注塑的方式固定。上述导线通常为金线。其中，注塑是一种工业产品生产造型的方法，在实现过程中通常使用橡胶注塑和塑料注塑，这里可以采用树脂注塑的方式。由于上述导线已经分成了多端子导线，且每段子导线均与固定于引线框架的过渡载体有连接关系，则未被固定的导线不会很长，在树脂注塑的过程中，也不会产生过大的弯曲。
49.本发明实施例还提供了另一种芯片封装结构，该结构可以在原有的芯片外形基础上，不改变芯片外形大小，厚度，通过加入过渡载体实现芯片与芯片的连接导线长度变长，并且在不改变注塑工艺的基础上，改善注塑冲线问题。
50.该结构也包括多个芯片及引线框架，该结构的改进点主要为：在芯片与芯片之间插入一列或者几列镀铝片(相当于上述“过渡载体”)，作为焊线工艺过渡衔接的一个载体。
51.镀铝片这种材料在封装厂、晶圆厂等半导体加工厂非常普遍；它们通常在前导试验使用，用于模拟封装工艺。镀铝片工艺非常简单，底面为硅材料衬底，表面镀有5um的铝材料。镀铝片大小有不同尺寸，例如8寸，12寸等。
52.如图7所示，镀铝片包括硅衬底71和铝镀层72，其表面与底面是不导通的，即硅衬底和铝镀层是不导通的；可以在使用过程中，根据工艺的需求，经过封装研磨，切割工艺，实现对镀铝片长宽厚的尺寸要求。
53.在对上述芯片封装结构进行工艺流程生产过程中，可以包括如下的几个步骤：
54.1、将镀铝片切割研磨成所需要的尺寸，厚度。
55.2、将芯片，铝片分别贴到框架上面，如图8及图9所示，第一芯片10、第二芯片20及镀铝片70固定于引线框架40上。
56.3、焊线，完成打线工艺，该芯片封装结构的正面示意图如图10所示，其俯视示意图如图11所示。
57.上述方式将铝片作为焊线的过渡载体，原先一段又高又长的导线，分成了两段，在原有的不改变芯片外形大小，厚度的基础上，实现了芯片与芯片的连接导线长度变长，并且这样抗注塑工艺中模流能力变强，导线不易被冲弯曲。
58.本实用新型实施例还提供一种封装芯片，如图12所示，该封装芯片包括上述芯片封装结构1及外壳2；具体而言，上述芯片封装结构设置于外壳内部。
59.其中，上述封装芯片可以为氮化镓高电子迁移率晶体管射频功率放大器芯片，硅基高压功率集成射频放大器芯片，以及普通的硅芯片等多种芯片。
60.本实用新型实施例提供的封装芯片，与上述实施例提供的芯片封装结构具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
61.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
62.另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
63.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
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only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
64.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
65.最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。