專利名稱：三維集成功率厚膜混合集成電路的集成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合集成電路，進一步來說，涉及厚膜混合集成電路，尤其涉及三維集成功率厚膜混合集成電路。
背景技術(shù)：
原有混合電路的集成技術(shù)中，在陶瓷基片的混合集成面采用二維平面集成技術(shù)或三維垂直堆疊芯片技術(shù)，將半導(dǎo)體芯片、其他片式元器件直接裝貼在厚膜基片上，再采用鍵合絲(金絲或硅鋁絲)進行引線鍵合，完成整個電器連接，最后在特定的氣氛中將管基和管帽進行密封而成。原有技術(shù)存在的主要問題是:由于采用二維平面集成技術(shù)，半導(dǎo)體芯片、其他片式元器件以最大面方向貼裝到陶瓷基片上，芯片與基片的引線鍵合從一個焊點到另一個焊點之間需要一定的跨度，再加上基片上還需要根據(jù)具體電路的要求制作必要的厚膜電阻、厚膜電容、厚膜電感等，因此，基片表面的芯片貼裝數(shù)量有限，芯片集成效率受基片面積的影響，芯片集成度難以提高。若采用三維垂直堆疊芯片技術(shù)，則芯片工作時，產(chǎn)生熱量疊加，增加散熱的難度，限制混合集成電路功率的進一步提升。中國專利數(shù)據(jù)庫中，與三維集成和混合集成電路相關(guān)的申請件有3件，即
200710176933.6號《三維CMOS與分子開關(guān)器件的混合集成電路結(jié)構(gòu)的制備方法》、
200710176934.0號《三維CMOS與分子開關(guān)器件的混合集成電路結(jié)構(gòu)》、200720046276.9號《雙束雙波長激光三維微熔覆制造混合集成電路基板的設(shè)備》。但這些專利與本發(fā)明并無關(guān)系，目前尚無三維集成功率厚膜混合集成電路的申請件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供三維集成功率厚膜混合集成電路的集成方法，將所有芯片或其他片式元器件的最大面與基片或底座進行裝貼，確保所有芯片或其他片式元器件與基片或底座進行最大面積的接觸，增大散熱面積、加快散熱速度，達到提升功率混合集成電路的最大使用功率。為達到上述發(fā)明目的，發(fā)明人采用凸型陶瓷基片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平面型陶瓷基片，在凸型陶瓷基片水平面及凸起部分兩側(cè)面同時進行芯片和片式元器件的集成；采用絲網(wǎng)印刷或描繪的方式，在凸型陶瓷基片上，按產(chǎn)品設(shè)計的圖形印刷或描繪所需的導(dǎo)帶漿料或阻帶漿料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)和激光調(diào)阻后，得到所需的基片，兩側(cè)面之間通過通孔、金屬化填充進行連接；再采用共晶焊接或漿料粘接的方式將基片裝貼在管基底座上；最后采用厚膜混合集成的方式，在凸型陶瓷基片上集成一個以上半導(dǎo)體芯片或其他片式元器件，并完成半導(dǎo)體芯片的引線鍵合。上述絲網(wǎng)印刷是先在有機薄膜上印刷導(dǎo)帶漿料或阻帶漿料，然后再轉(zhuǎn)貼到凸型陶瓷基片的水平面和側(cè)面，實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。上述絲描繪是采用手工描繪或電腦描繪的方式，將導(dǎo)帶漿料或阻帶漿料，直接描繪到凸型陶瓷基片的水平面和側(cè)面，實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。上述凸型陶瓷基片有背面金屬化層。上述通孔位于凸型陶瓷基片的凸起部分。 上述片式元器件不包括半導(dǎo)體芯片。本發(fā)明方法有以下特點:①在凸型陶瓷基片的水平面及凸起部分的兩側(cè)面同時進行芯片或其他片式元器件，實現(xiàn)所有芯片或其他片式元器件與基片或底座進行最大面積的接觸，增大散熱面積、加快散熱速度，達到提升功率混合集成電路最大使用功率的目的.,②在凸型陶瓷基片的水平面及凸起部分的兩側(cè)面同時進行芯片或其他片式元器件，實現(xiàn)高密度三維集成，大大提高混合集成電路的集成度；③可集成更多的半導(dǎo)體芯片、其他片式元器件，因而可集成更多的功能；④可減少整機應(yīng)用系統(tǒng)使用電子元器件的數(shù)量，從而減小整機的體積，提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性；⑤采用高密度集成，大大縮短引線長度，可進一步提高混合集成電路的工作頻率和可靠性。用本方法生產(chǎn)的此類器件廣泛應(yīng)用于航天、航空、船舶、精密儀器、通訊、工業(yè)控制等領(lǐng)域，特別適用于裝備系統(tǒng)小型化、高可靠的領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景和應(yīng)用空間。


附圖用以比較本發(fā)明與原有技術(shù)的區(qū)別，并進一步說明本發(fā)明方法。圖1為管基示意圖，圖2為原有集成技術(shù)示意圖，圖3為本發(fā)明的陶瓷基片放大示意圖，圖4為本發(fā)明的陶瓷基片通孔、印刷導(dǎo)帶、阻帶及背面金屬化放大示意圖，圖5為本發(fā)明的集成技術(shù)示意圖。圖中，I為管腳，2為底座，3為管基，4為內(nèi)引線，5為阻帶，6為芯片，7為導(dǎo)帶/鍵合區(qū)，8為垂直堆疊芯片，9為片式元器件，10為陶瓷基片，11為凸型陶瓷基片，12為通孔，13為垂直集成部分，14為背面金屬化層。
具體實施例方式以下實施例用以說明三維集成功率厚膜混合集成電路的生產(chǎn)方法。實施例:
(O選取產(chǎn)品需求的管基、管帽；
(2)定制三氧化二鋁(Al2O3)或氮化鋁(Al3N4)凸型陶瓷基片；
(3)按產(chǎn)品設(shè)計圖形，采用激光打孔方式進行通孔打孔；
(4)采用金屬漿料進行通孔填充，并進行固化(150°C、30分鐘)；
(5)采用絲網(wǎng)印刷的方式，按產(chǎn)品設(shè)計的圖形將鈀-金導(dǎo)帶漿料或釕系阻帶漿料印刷到有機薄膜上；
(6)將有機薄膜上的導(dǎo)帶漿料或阻帶漿料圖形轉(zhuǎn)貼到凸型陶瓷基片的水平面和側(cè)面，實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移；
(7)揭掉有機薄膜；
(8)在凸型陶瓷基片的背面印刷鈀-金導(dǎo)帶漿料，并烘干固化。(9)在850°C的高溫鏈式燒結(jié)爐中按設(shè)定的溫度、時間曲線進行燒結(jié)。(10)采用激光調(diào)阻的方式進行阻帶修調(diào)。
(11)將底座基片采用合晶焊、回流焊或漿料粘貼的方式裝貼在底座上。(12)按常規(guī)集成電路組裝工藝，進行半導(dǎo)體芯片、其他貼片元器件的組裝。(13)在專用夾具上對已組裝半導(dǎo)體芯片進行內(nèi)弓丨線鍵合(金絲或硅鋁絲)。(14)封帽:在特定的環(huán)境中進行封帽，完成整個器件的集成與生產(chǎn)工作。(15)測試、篩選、打印與包裝:按產(chǎn)品工藝文件與檢驗文件，完成器件的測試、篩選、打印與包裝工作。(16)產(chǎn)品入庫。
權(quán)利要求
1.三維集成功率厚膜混合集成電路的集成方法，其特征在于該方法是采用凸型陶瓷基片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平面型陶瓷基片，在凸型陶瓷基片水平面及凸起部分兩側(cè)面同時進行芯片和片式元器件的集成；采用絲網(wǎng)印刷或描繪的方式，在凸型陶瓷基片上，按產(chǎn)品設(shè)計的圖形印刷或描繪所需的導(dǎo)帶漿料或阻帶漿料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)和激光調(diào)阻后，得到所需的基片，兩側(cè)面之間通過通孔、金屬化填充進行連接；再采用共晶焊接或漿料粘接的方式將基片裝貼在管基底座上；最后采用厚膜混合集成的方式，在凸型陶瓷基片上集成一個以上半導(dǎo)體芯片或其他片式元器件，并完成半導(dǎo)體芯片的引線鍵合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述絲網(wǎng)印刷是先在有機薄膜上印刷導(dǎo)帶漿料或阻帶漿料，然后再轉(zhuǎn)貼到凸型陶瓷基片的水平面和側(cè)面，實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述描繪是采用手工描繪或電腦描繪的方式，將導(dǎo)帶漿料或阻帶漿料，直接描繪到凸型陶瓷基片的水平面和側(cè)面，實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述凸型陶瓷基片有背面金屬化層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述通孔位于凸型陶瓷基片的凸起部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了三維集成功率厚膜混合集成電路的集成方法，該方法采用凸型陶瓷基片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平面型陶瓷基片，在凸型陶瓷基片水平面及凸起部分兩側(cè)面同時進行芯片和片式元器件的集成；采用絲網(wǎng)印刷或描繪的方式，將導(dǎo)帶或阻帶漿料按產(chǎn)品設(shè)計的圖形印刷或描繪在凸型陶瓷基片上，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)和激光調(diào)阻后，得到所需基片，兩側(cè)面之間通過通孔、金屬化填充進行連接；再用共晶焊接或漿料粘接的方式將基片裝貼在管基底座上；最后用厚膜混合集成方式，在凸型陶瓷基片上集成一個以上半導(dǎo)體芯片或其他片式元器件，并完成半導(dǎo)體芯片的引線鍵合。本方法提升了功率混合集成電路最大使用功率，生產(chǎn)的器件應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，特別適用于裝備系統(tǒng)小型化、高可靠的領(lǐng)域。
文檔編號H01L21/70GK103107123SQ20121053535
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者楊成剛, 蘇貴東 申請人:貴州振華風(fēng)光半導(dǎo)體有限公司