[发明专利]半导体晶圆的连接结构

说明书

本发明提供了一种半导体晶圆的连接结构，包括：晶圆，其上下表面具有电极；第一金属框架，设置在晶圆的上表面；第二金属框架，设置在晶圆的下表面；连接件，设置在晶圆的上表面和晶圆的下表面，连接件将设置在晶圆的上表面的电极和第一金属框架连通，以及设置在晶圆的下表面的电极和第二金属框架。本发明提供的半导体晶圆的连接结构，晶圆与第一金属框架及第二金属框架相连接，从而使得晶圆的上表面和下表面的热量可通过连接柱传递到第一金属框架及第二金属框架上，由于连接件增大了晶圆与第一金属框架及第二金属框架之间的连接面积，可有效地提升晶圆与第一金属框架及第二金属框架之间的导热能力，从而提升晶圆的散热效率。

技术领域

本发明涉及功率半导体封装技术领域，具体而言，涉及一种半导体晶圆的连接结构。

背景技术

功率半导体的封装，常规设置功率半导体晶圆的底面电极通过导电银浆固定在覆铜陶瓷基板上，晶圆上表面的单个或多个电极，通过邦线方式与覆铜陶瓷基板连接，然后再采用凝胶固定，或环氧树脂固封。但是，表面邦线需根据电流设定邦线的线径和邦线的根数，使得表面大电流的电极有效利用面积小于25％，导致功率半导体的散热主要通过底层电极将热量向下扩散，而顶层电极的热量，通过邦线散热非常有限；并且，导电银浆焊接使得电阻率偏高，导热性能不够，现有技术中的功率器件失效时，大多数原因为表面散热不足，也就是说，晶圆表面的散热不足已经严重影响了功率器件的使用寿命。

发明内容

本发明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。

为此，本发明的一个方面在于，提出一种半导体晶圆的连接结构。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体晶圆的连接结构，包括：晶圆，其上下表面具有电极；第一金属框架，设置在晶圆的上表面；第二金属框架，设置在晶圆的下表面；连接件，设置在晶圆的上表面和晶圆的下表面，连接件将设置在晶圆的上表面的电极和第一金属框架连通，以及将设置在晶圆的下表面的电极和第二金属框架连通。

本发明提供的半导体晶圆的连接结构，晶圆的上表面和下表面都具有电极，第一金属框架设置在晶圆的上表面，第二金属框架设置在晶圆的下表面，晶圆的上表面和下表面均设置有连接件，连接件用于将设置在晶圆的上表面的电极和第一金属框架连通，以及将设置在晶圆的下表面的电极和第二金属框架连通，使得晶圆与第一金属框架及第二金属框架相连接，从而使得晶圆的上表面和下表面的热量可通过连接柱传递到第一金属框架及第二金属框架上，由于连接件增大了晶圆与第一金属框架及第二金属框架之间的连接面积，可有效地提升晶圆与第一金属框架及第二金属框架之间的导热能力，从而提升晶圆的散热效率；进一步地，第一金属框架及第二金属框架具有较大的表面积及厚度，散热能力较好，因此进一步提升了晶圆的散热效率，提升晶圆的载流能力；连接件优选通过BUMPING工艺与第一金属框架及第二金属框架相连接，可减小连接电阻，减小损耗，提升散热效率，提升半导体晶圆的载流能力，进而提升半导体的可靠性；优选地，第一金属框架及第二金属框架为铜框架，铜具有良好的载流能力及散热能力，可保证晶圆的散热效率及载流能力，且铜框架的成本较低，可降低产品的生产成本，提高产品的市场竞争力。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的半导体晶圆的连接结构，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，半导体晶圆的连接结构还包括：导热层，导热层与第一金属框架及第二金属框架直接或间接地相连通。

在该技术方案中，半导体晶圆的连接结构还包括导热层，导热层与第一金属框架及第二金属框架直接或间接地相连通，导热层可将晶圆传递到第一金属框架及第二金属框架上的热量进一步导出，从而进一步提升晶圆的散热效率，提升半导体晶圆的载流能力，进而提升半导体的可靠性。

在上述任一技术方案中，优选地，半导体晶圆的连接结构还包括：基板，基板包括绝缘层、设置在绝缘层的上表面的顶层线路和设置在绝缘层的下表面的底层线路；基板位于第二金属框架的下方，基板与第二金属框架相连接。