具有不同熔化温度的互连结构的封装体制造技术

一种封装体(100)包括：至少一个电子芯片(102)；第一散热体(104)，所述至少一个电子芯片(102)通过第一互连结构(170)安装在所述第一散热体(104)上；第二散热体(106)，所述第二散热体(106)通过第二互连结构(172)安装在所述至少一个电子芯片(102)上或上方；以及包封材料(108)，所述包封材料(108)包封所述至少一个电子芯片(102)的至少一部分、所述第一散热体(104)的一部分和所述第二散热体(106)的一部分，其中，所述第一互连结构(170)被配置为相比所述第二互连结构(172)具有不同的熔化温度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
具有不同熔化温度的互连结构的封装体
[0001]本申请是申请日为2017年11月14日、申请号为201711123924.0、专利技术名称为“具有不同熔化温度的互连结构的封装体”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及多种封装体、一种车辆、一种使用方法以及一种制造封装体的方法。

技术介绍

[0003]例如用于汽车应用的功率模块为功率器件(通常是包括一个或两个以上集成电路构件的电子芯片形式的功率半导体装置)提供物理容纳。功率模块的集成电路构件的例子是绝缘栅双极晶体管(IGBT：Insulated
‑
Gate Bipolar Transistor)和二极管。
[0004]对于这种和其它封装体，期望在封装期间以高的空间精度、重复性和可靠性实施各种元件堆叠。此外，还期望封装体的设计不会受到太多约束的过度限制。然而，这是传统方法难以实现的。

技术实现思路

[0005]可能需要一种可以高度自由地制造的可靠的封装体。
[0006]根据一个示例性实施例，提供了一种封装体，其包括：至少一个电子芯片；第一散热体，所述至少一个电子芯片通过第一互连结构安装在所述第一散热体上；第二散热体，所述第二散热体通过第二互连结构安装在所述至少一个电子芯片上或上方；以及可选的包封材料，所述包封材料包封所述至少一个电子芯片的至少一部分、第一散热体的一部分和第二散热体的一部分，其中，所述第一互连结构被配置成相比所述第二互连结构具有不同的熔化(或再融化)温度。
[0007]根据另一示例性实施例，提供了一种封装体，其包括：至少一个电子芯片；第一散热体，所述至少一个电子芯片通过第一互连结构安装在所述第一散热体上；第二散热体，所述第二散热体安装在所述至少一个电子芯片上方；至少一个间隔体，所述至少一个间隔体布置在所述至少一个电子芯片与所述第二散热体之间；第二互连结构，所述第二互连结构将所述至少一个电子芯片与所述至少一个间隔体连接；第三互连结构，所述第三互连结构将所述至少一个间隔体与所述第二散热体连接；以及可选的包封材料，所述包封材料包封所述至少一个电子芯片的至少一部分、所述至少一个间隔体的至少一部分、所述第一散热体的一部分和所述第二散热体的一部分，其中，所述第一互连结构、所述第二互连结构和所述第三互连结构中的一个相比所述第一互连结构、所述第二互连结构和所述第三互连结构中的至少另一个具有不同的熔化(或再熔化)温度。
[0008]根据另一示例性实施例，提供了一种车辆，其包括具有上述特征的封装体中的一种。
[0009]根据又一示例性实施例，提供了一种制造封装体的方法，其中，所述方法包括：通过第一互连结构将至少一个电子芯片安装在第一散热体上；通过第二互连结构将第二散热
体安装在所述至少一个电子芯片上或上方；可选地通过包封材料包封所述至少一个电子芯片的至少一部分、第一散热体的一部分和第二散热体的一部分；以及将第一互连结构配置成相比所述第二互连结构具有不同的熔化(或再融化)温度。
[0010]根据又一示例性实施例，提供了一种制造封装体的方法，其中，所述方法包括：通过第一互连结构将至少一个电子芯片安装在第一散热体上；通过第二互连结构将至少一个间隔体安装在所述至少一个电子芯片上；以及通过第三互连结构将第二散热体安装在所述间隔体上，其中，所述第一互连结构、所述第二互连结构和所述第三互连结构中的一个与所述第一互连结构、所述第二互连结构和所述第三互连结构中的其它两个相比具有不同的熔化(或再熔化)温度。
[0011]根据又一示例性实施例，具有上述特征的封装体中的一种用于汽车应用。
[0012]根据本专利技术的一个示例性实施例，提供了一种可以被配置为用于双面冷却的封装体或模块，所述封装体或模块具有非常高的可靠性和设计自由。这种封装体在两个相反的散热体之间夹置至少一个电子芯片，其中，整个布置可以可选地通过包封材料包封。在制造工序期间，互连结构形成在第一散热体与电子芯片之间以及电子芯片与第二散热体之间(在其间具有可选的间隔体)。已经证明，当用于互连所述组件的互连结构全部配置相同(例如全部由相同材料制成)并且都具有相同的熔点时，所有互连结构(甚至已经完成的互连结构)可以在互连结构形成工序期间同时熔化。然而已经证明，这种同时熔化封装体的两个、三个甚至更多个互连结构可能导致可靠性问题，例如，未填充间隙的形成、封装体的各个元件的位置不准确和/或互连材料回流到封装体内非期望的空间内。然而，本专利技术人已经认识到，为不同互连结构选择材料、类型、温度特性等使它们具有不同熔化或再熔化温度允许在通过各种互连结构互连各种元件的互连工序期间来强烈地抑制或甚至消除上述和其它可靠性问题。
[0013]进一步的示例性实施例的描述
[0014]在下文中，将解释所述封装体、所述车辆和所述方法的进一步的示例性实施例。
[0015]在本申请的上下文中，术语“互连结构”可以特别地指代通过将温度升高到或超过互连温度能够将封装体的两个组件(特别是电子芯片与散热体中的一个、和/或电子芯片与之间的可选的间隔体、和/或散热体中的一个与可选的间隔体)互连的接合部或材料，在所述互连温度下，互连材料与相邻组件之间或者没有另外的互连材料的相邻组件之间开始互连。
[0016]在钎焊材料的情况下，这种温度可以是可软焊互连材料的熔化温度。
[0017]“烧结”可以特别地指代一种通过热和/或压力压实和形成实心材料块而不会使其完全熔化超过液化点的工艺。致密化的驱动力是自由能随表面积的减小和表面自由能的降低而变化。烧结可以形成改性但自由能总体下降的低能量固
‑
固接合。在烧结的情况下，互连温度因此可以是在要互连的粉状或粒状结构开始形成整体结构时的温度。
[0018]熔焊是这样一种互连技术，其除了要互连的组件的材料之外没有或不需要涉及任何或任何明显量的材料。作为这些附加材料的代替，可以通过仅仅将热能提供给要互连的两个组件的界面来形成熔焊互连。因此，熔焊通过直接在一起熔化组件的这些基材使得组件之间熔合而将组件材料接合起来。除了熔化基材之外，可以任选地将填充材料添加到接合部中，以形成熔化材料池，熔化材料池然后冷却以形成相比基材可以一样强或者甚至更
强的接合部。压力也可以在熔焊期间与热量结合使用，或者它自己也可以用来产生熔焊部。
[0019]在本申请的上下文中，术语“熔化或再熔化温度”可以指代已经形成的互连结构丢失或组件变得再次分离时的温度，因为两个组件的材料或界面处再次变成液体或可流动。应该说，在涉及互连材料(例如涉及可软焊材料的钎焊连接或者涉及可烧结材料的烧结连接)的互连结构中，当另外的互连结构建立涉及的温度超过先前的互连材料的熔化温度时，互连材料本身可能倾向于再熔化。然而，当先前的互连结构使用这种互连材料已经建立时，在通过互连材料互连的两个元件之间的界面处，可能已经形成了合金。这种合金可以包括互连材料的材料，此外，在一些情况下可以包括互连组件中的一个或两者的材料。因此，现在与相邻材料混合的互连材料可能相比在第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装体(100)，包括：
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至少一个电子芯片(102)；
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第一散热体(104)，所述至少一个电子芯片(102)通过第一互连结构(170)安装在所述第一散热体(104)上；
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安装在所述至少一个电子芯片(102)上方的第二散热体(106)；
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布置在所述至少一个电子芯片(110)与所述第二散热体(106)之间的至少一个间隔体(126)；
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将所述至少一个电子芯片(102)与所述至少一个间隔体(126)连接的第二互连结构(172)；
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将所述至少一个间隔体(126)与所述第二散热体(106)连接的第三互连结构(174)；
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其中，所述第一互连结构(170)、所述第二互连结构(172)和所述第三互连结构(174)中的一个相比所述第一互连结构(170)、所述第二互连结构(172)和所述第三互连结构(174)中的至少其它一个具有不同的熔化温度；和
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其中，所述第三互连结构被配置为相比所述第一互连结构和所述第二互连结构中的至少一个具有更低的熔化或再熔化温度；和/或
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其中，所述第三互连结构包括以下组中的一个：熔焊结构和烧结结构。2.根据权利要求1所述的封装体(100)，其中，所述封装体(100)包括包封材料(108)，所述包封材料(108)包封所述至少一个电子芯片(102)的至少一部分、所述至少一个间隔体(126)的至少一部分、所述第一散热体(104)的一部分和所述第二散热体(106)的一部分。3.根据权利要求1所述的封装体(100)，其中，所述第三互连结构实施为熔焊结构。4.根据权利要求1所述的封装体(100)，其中，所述第三互连结构实施为烧结结构。5.根据权利要求3所述的封装体(100)，其中，所述第一互连结构实施为钎焊互连结构，所述第二互连结构实施为使用与第一互连结构相同的钎焊材料的钎焊互连结构；或所述第一互连结构实施为钎焊互连结构，所述第二互连结构实施为使用不同于第一互连结构的另一种钎焊材料的钎焊互连结构。6.根据权利要求1所述的封装体(100)，其中，所述至少一个间隔体(126)是导电的，特别是导电且导热的。7.根据权利要求5所述的封装体(100)，其中，至少所述第一互连结构(170)包括Pb基钎焊材料或SnSb基钎焊材料。8.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：