功率半导体芯片上的材料减少的金属板制造技术

功率半导体模块(10)包括具有金属化层(18)的衬底(12)；功率半导体芯片(14)，其结合到衬底(12)的金属化层(18)；以及金属板(24)，其与衬底(12)相反地结合到功率半导体芯片(14)。金属板(24)具有边界(36)，该边界(36)以这种方式被构造使得与金属板(24)的中央部分(34)相比，金属板(24)在边界(36)处具有更少的每单位面积金属材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率半导体芯片上的材料减少的金属板
本专利技术涉及功率半导体模块以及用于制造功率半导体模块的方法。
技术介绍
为了利用最新一代硅(Si)和碳化硅(Sic)功率半导体装置的高温能力和高功率密度，需要先进的封装和互连技术来提供足够的可靠性和电流能力。通常，功率半导体装置(诸如整流器和逆变器)由一个或多个功率半导体模块组装而成，该一个或多个功率半导体模块提供一个或多个功率半导体芯片的壳体和/或电互连。在具有高循环要求的应用中，功率半导体芯片的顶侧互连经常会限制功率半导体模块的寿命。一种可能性是将金属板结合到半导体芯片的顶侧并且将电互连结合到金属板。例如，这在EP0520294A1中示出。然而，由于金属板与功率半导体芯片之间的热膨胀系数的不匹配，在主动或被动热循环期间，可能存在施加于功率半导体芯片与金属板之间的结合界面上的相当大应力。该应力可能导致结合层的劣化和/或芯片金属化，而这最终可能会限制互连的寿命。当使用SiC功率半导体芯片时，由于SiC材料的不同机械属性会导致增加的热机械应力，这因此可能会变得更加严重。r>为了使热失配引起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体模块(10)，所述功率半导体模块包括：/n衬底(12)，所述衬底具有金属化层(18)；/n功率半导体芯片(14)，所述功率半导体芯片被结合到所述衬底(12)的所述金属化层(18)；/n金属板(24)，所述金属板以第一表面与所述衬底(12)相反地结合到所述功率半导体芯片(14)，所述金属板(24)具有中央部分以及边界，所述中央部分以及所述边界都结合到所述功率半导体芯片(14)；/n其中，多个金属互连元件(32、42)在所述中央部分(34)处结合到所述金属板(24)的第二表面；/n其中，所述金属板(24)的所述边界(36)构造成使得与所述金属板(24)的中央部分(34)相比，所述...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180411 EP 18166775.91.一种功率半导体模块(10)，所述功率半导体模块包括：
衬底(12)，所述衬底具有金属化层(18)；
功率半导体芯片(14)，所述功率半导体芯片被结合到所述衬底(12)的所述金属化层(18)；
金属板(24)，所述金属板以第一表面与所述衬底(12)相反地结合到所述功率半导体芯片(14)，所述金属板(24)具有中央部分以及边界，所述中央部分以及所述边界都结合到所述功率半导体芯片(14)；
其中，多个金属互连元件(32、42)在所述中央部分(34)处结合到所述金属板(24)的第二表面；
其中，所述金属板(24)的所述边界(36)构造成使得与所述金属板(24)的中央部分(34)相比，所述金属板(24)在所述边界(36)处具有更少的每单位面积金属材料。


2.根据权利要求1所述的功率半导体模块(10)，其中，从所述金属板(24)的提供所述第二表面的一侧去除金属材料。


3.根据权利要求1或2所述的功率半导体模块(10)，
其中，所述金属板的所述第一表面覆盖所述功率半导体芯片(14)的电极(26)的50％以上。


4.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块(10)，
其中，所述金属板(24)的所述边界(36)比所述金属板(24)的所述中央部分(34)更薄。


5.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块(10)，
其中，所述边界(36)在所述第二表面中具有凹陷(40')和/或在所述第二表面中具有孔(40)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块(10)，
其中，所述边界(36)具有通孔(40)。


7.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块(10)，
其中，所述金属板(24)的所述边界(36)中的至少一个的厚度小于100μm；以及
所述金属板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·莫恩，A·索科洛夫，柳春雷，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH