一种功率半导体用新型金属-陶瓷绝缘基板制造技术

一种功率半导体用新型金属-陶瓷绝缘基板，它主要由陶瓷基板、第一金属覆和层和第二金属覆和层组成，其中材料的热膨胀系数关系是：第一金属覆和层＞第二金属覆和层＞陶瓷基板；所述的第一金属覆和层选用金属铜，第二金属覆和层选用Ni/Cu合金，通过高温烧结等使金属与陶瓷基板间形成共价键；所述的第一金属覆和层在蚀刻后的热膨胀系数＞第二金属覆和层，并使绝缘基板总体呈向第二金属覆和层一侧弯曲的状态；它可以克服普通绝缘基板在焊接半导体芯片后向上凸起而造成其整体再焊接到散热基体上焊接层不良的技术难点，从而更好的提高了此类产品的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种功率半导体用新型金属-陶瓷绝缘基板,属于半导体功率模块封装

技术介绍
半导体功率模块封装过程中,由于电路分布的需要,第一金属覆和层会被蚀刻成各种沟槽致使上表面张力减小，普通绝缘基板会有一定程度的向上凸起，而在焊接了芯片后由于芯片（3.5～4.4×10-6/℃）和金属覆和层（15～23×10-6/℃）热膨胀系数的差别，焊料冷却凝固至室温时两者存在1500～4000PPM的收缩差异，造成上表面张力进一步小于下表面，最终使绝缘基板向芯片一侧凸起。在绝缘基板-散热基板焊接时，由于两者之间存在热膨胀系数的不匹配，为使焊接后整体保持平整，焊接前需对散热基板做向散热基板外观面一侧的下凹处理，以补偿热膨胀系数不匹配带来的弯曲，因此造成焊接前绝缘基板与散热基板间存在很大的间隙，此种间隙直接导致焊料受热不均，焊接后焊料层厚度的不均匀，且中央极易出现大的气孔等诸多问题。功率电子模块工作时电流密度大，发热量大，模块温度升高，不工作时温度则下降。而芯片、绝缘基板、散热基板的制造材料的热膨胀系数往往有很大的差异。因此，在功率电子模块使用中，软钎焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体用新型金属‑陶瓷绝缘基板，它主要由陶瓷基板、第一金属覆和层和第二金属覆和层组成，其特征在于其中材料的热膨胀系数关系是：第一金属覆和层＞第二金属覆和层＞陶瓷基板。

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体用新型金属-陶瓷绝缘基板，它主要由陶瓷基板、第一金属覆和层和第二金属覆和层组成，其特征在于其中材料的热膨胀系数关系是：第一金属覆和层＞第二金属覆和层＞陶瓷基板。
2.根据权利要求1所述的功率半导体用新型金属-陶瓷绝缘基板，其特征在于所述的第一金属覆和层6a选用金属Cu，第二金属覆和层6c选用Ni/Cu合金，所述的第一金属覆和层6a在蚀刻后的热膨胀系数＞第二金属覆和层6c，并使绝缘基板总体呈向第二金属覆和层6c一侧弯曲的状态。
3.根据权利要求1或2所述的功率半导体用新型金属-陶瓷绝缘基板，其特征是第一金属覆和层为金属Cu；第二金属覆和层为Ni/Cu合金；所述第一金属覆和层与第二金属覆和层是通过高温烧结使金属与陶瓷基板间形成共价键，上、下金属覆和层厚度为0.2～0.4mm。
4.根据权利要求3所述的功率半导体用新型金属-陶瓷绝缘基板，其特征在于所述陶瓷基板是Al2O3、AlN、BeO、ZnO、Si3N4其中之一（AlN更优），陶瓷基板为厚度0.2～0.7mm的均质材料；所述陶瓷基板是最大尺寸为56×56mm的矩形或四周带有圆角或倒角的矩形；所述第一金属覆和层各边尺寸小于陶瓷基板0.5～3.0mm，第二金属覆和层各边尺寸小于陶瓷基板0.5～1.0mm。
5.根据权利要求3或4所述的功率半导体用新型金属-陶瓷绝缘基板，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋静超，
申请(专利权)人：嘉兴斯达半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33