半导体组件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体组件及其制备方法，半导体组件包括：金属底板，金属底板上设有第一焊接面；覆金属陶瓷基板，覆金属陶瓷基板设在金属底板上且与第一焊接面焊接相连，覆金属陶瓷基板上设有第二焊接面；芯片，芯片设在覆金属陶瓷基板上且与第二焊接面焊接相连，第一焊接面和第二焊接面中的至少一个上设有突出于第一焊接面和/或第二焊接面的凸点，金属底板与覆金属陶瓷基板之间的焊料和/或芯片与覆金属陶瓷基板之间的焊料分别设在凸点上，凸点的熔点大于焊料的焊接温度。根据本发明专利技术实施例的半导体组件，不仅改善了焊料分布的均匀性，提高了半导体组件的可靠性和使用寿命，而且提高了焊料的润湿性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造
，更具体地，涉及一种半导体组件及其制备方法。
技术介绍
现有IGBT模块制造一般包含两次焊接过程，第一次是直接将芯片和覆金属的陶瓷基板(含直接覆Cu的陶瓷基板DBC、直接覆Al的陶瓷基板DBA、金属钎焊陶瓷基板AMB)通过焊片或锡膏焊接起来，第二次焊接是将具有一定预弯弧度的Cu底板与焊接有芯片的覆金属陶瓷基板通过焊片或锡膏焊接起来。第一次焊接芯片的过程中如果使用焊片工艺，由于覆金属陶瓷基板和芯片、焊片都是平整的，焊接后一般变形比较小，但是由于芯片自重太小，为避免漂移，一般芯片上加有压块，由于压块的细微差异或偏移会导致芯片倾斜，进而导致焊料分布不均。另外由于效率和产能提升的需要，一次焊接使用锡膏印刷焊接的情况增多，这时由于锡膏熔化伴随着助焊剂的挥发，这一过程对芯片会有冲击的作用，因此焊料凝固后芯片也会存在一定的倾斜现象。而第二次焊接时，由于Cu底板和DBC陶瓷基板之间的焊接面积较大，通常同一底板上会焊接有多片DBC，由于焊接过程中各种材质的热膨胀系数不同冷却后会有应力存在，并导致Cu底板较大的变形，变成向上拱形的Cu底板(往DBC陶瓷基板那面上拱)。这种拱形的Cu底板与导热硅脂接触较差，从而影响IGBT模块的散热。为避免这种情况，通常是将焊接前的Cu底板预制一个反向的向下的凹弧度，来抵消模块焊接后的底板形变，以增强IGBT模块的散热能力，但是，这样带来的问题是：熔化的焊料与Cu底板的接触后，由于底板中间凹，焊料在自身重力作用下会向中间位置流动，使得中间的焊料偏厚，两边DBC的位置焊片偏薄，容易出现明显的焊料分布不均现象，从而导致模块各部分中的DBC、芯片和焊料在工作过程中所受的热应力分布不均，进而容易导致焊料中疲劳裂纹的产生，缩短IGBT模块的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术提出一种半导体组件，所述半导体组件的焊料分布均匀，可靠性高。本专利技术还提出了一种半导体组件的制备方法。根据本专利技术第一方面实施例的半导体组件，包括：金属底板，所述金属底板上设有第一焊接面；覆金属陶瓷基板，所述覆金属陶瓷基板设在所述金属底板上且与所述第一焊接面焊接相连，所述覆金属陶瓷基板上设有第二焊接面；芯片，所述芯片设在所述覆金属陶瓷基板上且与所述第二焊接面焊接相连，所述第一焊接面和第二焊接面中的至少一个上设有突出于所述第一焊接面和/或所述第二焊接面的凸点，所述金属底板与所述覆金属陶瓷基板之间的焊料和/或所述芯片与所述覆金属陶瓷基板之间的焊料分别设在所述凸点上，所述凸点的熔点大于焊料的焊接温度。根据本专利技术实施例的半导体组件，通过在金属底板的第一焊接面和/或覆金属陶瓷基板的第二焊接面设置凸点，芯片通过焊料焊接在凸点上，焊接时，凸点本身不会熔化，同时与焊料润湿性良好，固定了焊料，减少了焊料的流动和重新分布，不仅改善了焊料分布的均匀性，提高了半导体组件的可靠性和使用寿命，而且由于凸点对芯片和/或覆金属陶瓷基板有支撑作用，减少了芯片和/或覆金属陶瓷基板发生倾斜的概率，而在焊接预热过程中也增加了还原气体与芯片、覆金属陶瓷基板、金属底板的接触面积，有利于减少焊接空洞。根据本专利技术第二方面实施例的半导体组件的制备方法，包括以下步骤：S1、提供金属底板、覆金属陶瓷基板和芯片，所述金属底板上设有第一焊接面，所述覆金属陶瓷基板上设有第二焊接面；S2、在所述第一焊接面和所述第二焊接面上分别设置突出于所述第一焊接面和所述第二焊接面的凸点；S3、在所述凸点上设置焊料，所述焊料将所述芯片焊接在所述第二焊接面的所述凸点上，并将所述覆金属陶瓷基板焊接在所述第一焊接面的所述凸点上。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的半导体组件的爆炸图；图2是根据本专利技术实施例的半导体组件的键合有凸点的覆金属陶瓷基板的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的半导体组件的覆金属陶瓷基板与芯片焊接后的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例的半导体组件的焊接有芯片的覆金属陶瓷基板与金属底板焊接前的结构示意图；图5是根据本专利技术实施例的半导体组件的焊接有芯片的覆金属陶瓷基板与金属底板焊接后的结构示意图；图6是根据本专利技术实施例的半导体组件的制备方法的流程图。附图标记：半导体组件100；金属底板10；第一焊接面11；覆金属陶瓷基板20；第二焊接面21；芯片30；凸点40；焊料50。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面首先结合附图1-图5具体描述根据本专利技术实施例的半导体组件100。根据本专利技术实施例的半导体组件100包括金属底板10、覆金属陶瓷基板20和芯片30。具体而言，金属底板10上设有第一焊接面11，覆金属陶瓷基板20设在金属底板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体组件，其特征在于，包括：金属底板，所述金属底板上设有第一焊接面；覆金属陶瓷基板，所述覆金属陶瓷基板设在所述金属底板上且与所述第一焊接面焊接相连，所述覆金属陶瓷基板上设有第二焊接面；芯片，所述芯片设在所述覆金属陶瓷基板上且与所述第二焊接面焊接相连，所述第一焊接面和第二焊接面中的至少一个上设有突出于所述第一焊接面和/或所述第二焊接面的凸点，所述金属底板与所述覆金属陶瓷基板之间的焊料和/或所述芯片与所述覆金属陶瓷基板之间的焊料分别设在所述凸点上，所述凸点的熔点大于焊料的焊接温度。

【技术特征摘要】
1.一种半导体组件，其特征在于，包括：
金属底板，所述金属底板上设有第一焊接面；
覆金属陶瓷基板，所述覆金属陶瓷基板设在所述金属底板上且与所述第一焊接面焊接
相连，所述覆金属陶瓷基板上设有第二焊接面；
芯片，所述芯片设在所述覆金属陶瓷基板上且与所述第二焊接面焊接相连，所述第一
焊接面和第二焊接面中的至少一个上设有突出于所述第一焊接面和/或所述第二焊接面的
凸点，所述金属底板与所述覆金属陶瓷基板之间的焊料和/或所述芯片与所述覆金属陶瓷基
板之间的焊料分别设在所述凸点上，所述凸点的熔点大于焊料的焊接温度。
2.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于，所述金属底板的上表面形成为所
述第一焊接面，所述覆金属陶瓷基板的下表面与所述金属底板相连，所述覆金属陶瓷基板
的上表面形成为所述第二焊接面，所述第一焊接面和所述第二焊接面上分别设有所述凸点。
3.根据权利要求2所述的半导体组件，其特征在于，所述第一焊接面和所述第二焊接
面上分别设有四个所述凸点，所述第一焊接面和所述第二焊接面上的四个所述凸点分别排
列成矩形。
4.根据权利要求3所述的半导体组件，其特征在于，所述焊料为焊片或锡膏，所述焊
片或锡膏的厚度大于等于所述凸点在上下方向上的高度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体组件，其特征在于，所述凸点为楔形、球
形或柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾秋莲，罗明辉，侯颖，徐文辉，杨钦耀，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44