DBC基板及IGBT器件制造技术

本实用新型专利技术提供一种DBC基板及IGBT器件，其中，所述DBC基板包括：陶瓷层以及设置于所述陶瓷层上的铜层；所述铜层具有顶面、底面以及顶面和底面之间的侧面，所述铜层通过其底面叠置于所述陶瓷层的表面上，且位于所述陶瓷层的表面的中间区域，所述侧面为向内凹陷设置的弧形面，该弧形面沿所述铜层的四周连续设置，其使得所述顶面的面积小于底面的面积，所述弧形面的弧度范围为110°～160°。本实用新型专利技术的DBC基板通过将铜材的四面的侧面设计为弧形，其有利于将原先的应力集中进行削弱，从而提高DBC基板的可靠性寿命，同时还有利于保障相应电子器件的正常工作。

DBC Substrate and IGBT Devices

【技术实现步骤摘要】
DBC基板及IGBT器件
本技术涉及一种基板，尤其涉及一种DBC基板及IGBT器件。
技术介绍
现有的DBC基板采用基于气体-金属共晶反应的陶瓷表面金属化的技术，该技术于1975年由Burgess和Sun最先提出并应用于电力模块封装中。具体是在氧化铝陶瓷基板上放置所需厚度的铜箔，在含氧的氮气气氛并加热至1066℃，铜在氧气氛围内形成含铜和氧的共晶液相，润湿在直接接触的铜层和氧化铝陶瓷层的界面，并通过化学反应将铜和陶瓷牢固的结合到一起。这种传统的DBC基板制作工艺在模块应用中，金属和陶瓷在热循环下会因应力集中大发生脱层以及陶瓷层断裂。因此，针对上述难问题，有必要提出进一步地解决方案。
技术实现思路
本技术旨在提供一种DBC基板及IGBT器件，以克服现有技术中存在的不足。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种DBC基板，其包括：陶瓷层以及设置于所述陶瓷层上的铜层；所述铜层具有顶面、底面以及顶面和底面之间的侧面，所述铜层通过其底面叠置于所述陶瓷层的表面上，且位于所述陶瓷层的表面的中间区域，所述侧面为向内凹陷设置的弧形面，该弧形面沿所述铜层的四周连续设置，其使得所述顶面的面积小于底面的面积，所述弧形面的弧度范围为110°～160°。作为本技术的DBC基板的改进，所述陶瓷层的材质为三氧化二铝或者氮化铝。作为本技术的DBC基板的改进，所述铜层通过焊覆的方式结合于所述陶瓷层上。作为本技术的DBC基板的改进，所述铜层分别对称地设置于所述陶瓷层相对设置的上、下表面上。作为本技术的DBC基板的改进，所述弧形面的弧度范围为120°～150°。作为本技术的DBC基板的改进，所述弧形面通过刻蚀的方式成型于所述铜层上。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种IGBT器件，其包括：芯片以及承载所述芯片的基板，所述芯片及基板一体式封装，所述基板为如上所述的DBC基板。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的DBC基板通过将铜材的四面的侧面设计为弧形，其有利于将原先的应力集中进行削弱，从而提高DBC基板的可靠性寿命，同时还有利于保障相应电子器件的正常工作。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。图1为本技术的DBC基板的俯视图；图2为本技术的DBC基板的侧视图；图3为图2中DBC基板的局部放大示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通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，都属于本技术保护的范围。在热循环过程中，传统的DBC基板铜和陶瓷交接位置，会因应力不同集中发生脱层以及陶瓷层断裂。考虑到铜的塑性性能，当局部的应力集中达到铜的屈服极限时，铜的变形继续增加，而应力却保持不变，局部点增加的应力将由未屈服的材料承担，知道该截面的铜均达到屈服极限。因此，参考减荷槽或退刀槽减弱应力集中的原理，在铜层上进行弧形结构的设计，形成弧形铜层结构的DBC基板。如图1至3所示，具体地，本技术提供一种DBC基板，其包括：陶瓷层1以及设置于所述陶瓷层1上的铜层2。其中，所述陶瓷层1的材质为三氧化二铝或者氮化铝。所述铜层2通过焊覆的方式结合于所述陶瓷层1上。所述铜层2具有顶面21、底面22以及顶面21和底面22之间的侧面23，所述铜层2通过其底面22叠置于所述陶瓷层1的表面上，且位于所述陶瓷层1的表面的中间区域，所述侧面23为向内凹陷设置的弧形面。如此设置，将传统的DBC基板的应力集中进行削弱，从而提高了DBC基板的可靠性寿命。优选地，所述弧形面通过刻蚀的方式成型于所述铜层2上。在一个优选地实施方式中，该弧形面沿所述铜层2的四周连续设置，其使得所述顶面21的面积小于底面22的面积，所述弧形面的弧度范围为110°～160°。优选地，所述弧形面的弧度范围为120°～150°。此外，根据实际的需求，可选择将铜层2设置于所述陶瓷层1的一面或者两面。在一个实施方式中，所述铜层2分别设置于所述陶瓷层1相对设置的上、下表面上，优选地，位于陶瓷层1上、下表面的铜层2保持对称设置。设置传统的DBC基板为对照组，将其与本专利涉及的弧形铜层2结构的DBC基板进行热循环试验对比，表明传统的DBC基板疲劳寿命在40～45次循环范围内，而本专利的DBC基板疲劳寿命在145～160次循环范围内，从而本技术的DBC基板寿命提高了4倍左右。基于如上所述的DBC基板，本技术还提供一种IGBT器件，该IGBT器件包括：芯片以及承载所述芯片的基板，所述芯片及基板一体式封装，所述基板为如上所述的DBC基板。此外，在不付出创造性劳动的前提下，本技术的DBC基板还可应用于其他类似的产品中作为基板使用，本技术不一一进行列举。综上所述，本技术的DBC基板通过将铜材的四面的侧面23设计为弧形，其有利于将原先的应力集中进行削弱，从而提高DBC基板的可靠性寿命，同时还有利于保障相应电子器件的正常工作。对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DBC基板，其特征在于，所述DBC基板包括：陶瓷层以及设置于所述陶瓷层上的铜层；所述铜层具有顶面、底面以及顶面和底面之间的侧面，所述铜层通过其底面叠置于所述陶瓷层的表面上，且位于所述陶瓷层的表面的中间区域，所述侧面为向内凹陷设置的弧形面，该弧形面沿所述铜层的四周连续设置，其使得所述顶面的面积小于底面的面积，所述弧形面的弧度范围为110°～160°。

【技术特征摘要】
1.一种DBC基板，其特征在于，所述DBC基板包括：陶瓷层以及设置于所述陶瓷层上的铜层；所述铜层具有顶面、底面以及顶面和底面之间的侧面，所述铜层通过其底面叠置于所述陶瓷层的表面上，且位于所述陶瓷层的表面的中间区域，所述侧面为向内凹陷设置的弧形面，该弧形面沿所述铜层的四周连续设置，其使得所述顶面的面积小于底面的面积，所述弧形面的弧度范围为110°～160°。2.根据权利要求1所述的DBC基板，其特征在于，所述陶瓷层的材质为三氧化二铝或者氮化铝。3.根据权利要求1所述的DBC基板，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵承杰，周炳，陈雨雁，许新佳，夏凯，
申请(专利权)人：张家港意发功率半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32