用于通过压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件的压力烧结装置和方法制造方法及图纸

公开了一种用于通过压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件(34，34

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件的压力烧结装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于通过压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件的方法，该压力辅助低温烧结工艺通过使用压力烧结装置来进行。本专利技术还涉及一种用于经由压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件的压力烧结装置。

技术介绍

[0002]已知的是，可以将银膏的压力辅助低温烧结用作作为模附接解决方案的焊料回流的替代方案。通过使用准流体静压力，可以降低烧结温度。由于该技术也适用于高温封装的事实，因此该技术的受欢迎程度日益增加。
[0003]由于现有技术在生产能力方面存在几个局限性，因此将期望能够提供一种用于通过使用压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件的替代性方法，其中，该方法允许提高生产能力。同样，将期望能够提供一种用于经由压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件的替代性压力烧结装置，其中，该压力烧结装置具有提高的生产能力。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的方法是一种用于通过压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件的方法，该压力辅助低温烧结工艺通过使用具有上模和下模的压力烧结装置来进行，其中，上模和/或下模设置有第一压力垫，其中，该方法包括以下步骤：
[0005]‑
将第一可烧结部件放置在设置于第一基板的顶层上的第一烧结层上；
[0006]‑
通过将上模和下模压向彼此来联结可烧结部件和第一基板的顶层以形成第一电子部件，其中，同时加热烧结装置，
[0007]其中，该方法在将上模和下模压向彼此之前应用以下步骤：
[0008]‑
在第一电子部件上方或第一电子部件下方的水平面中，将至少第二可烧结部件放置在设置于第二基板的顶层上的第二烧结层上；
[0009]‑
将第二压力垫放置在第一电子部件和包括第二可烧结部件的第二电子部件之间，该第二可烧结部件布置在设置于第二基板的顶层上的第二烧结层上。
[0010]特此，该方法使提高生产能力成为可能。通过堆叠电子部件，其方式为使它们布置在几个水平面(层)中，可以提高生产能力。这种电子部件可以包括基板(诸如，直接铜结合(DCB)基板)，该基板上放置有各个部件，诸如半导体(例如，IGBT、MOSFET或等效物)、无源部件(诸如，电阻器、电容器或电感器)、以及连接部件(诸如，线结合件)。
[0011]该方法是一种用于通过压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件的方法。
[0012]通过使用具有上模和下模的压力烧结装置来实施该方法，其中，上模和/或下模设置有第一压力垫。
[0013]通过将第一可烧结部件放置在设置于第一基板的顶层上的第一烧结层上、并且以同时加热烧结装置的方式在将上模和下模压向彼此时联结可烧结部件和第一基板的顶层
以形成第一电子部件，可以将第一电子部件的结构布置在压力烧结装置中。
[0014]烧结层可以是任何合适类型的烧结层。所使用的烧结层材料优选地是以包括银的烧结膏的形式可获得的银(Ag)。除了细碎的银之外，这种膏还可能包含几种有机组分，这些组分可以充当粘合剂、分散剂和稀释剂。包括银合金或其他金属的烧结层也是可能的。
[0015]在第一电子部件上方或第一电子部件下方的水平面中，将至少第二可烧结部件放置在设置于第二基板的顶层上的第二烧结层上；在将上模和下模压向彼此之前，将第二压力垫放置在第一电子部件和第二电子部件之间，即，堆叠几个电子部件(基板)，其方式为使这些电子部件(基板)布置在几个水平面(层)中。因此，可以提高生产能力，因为可以同时烧结电子部件的多个层。
[0016]优点可以是，该方法包括用布置成与第一压力垫接合的第一保护箔覆盖第一可烧结部件的步骤。特此，该保护箔与压力垫一起使得可以确保在第一电子部件的整个基板上提供均匀的压力分布。另外，保护箔将第一可烧结部件与第一压力垫分开并且保护第一可烧结部件免受污染和粘附，例如由于材料磨蚀，特别是压力垫的硅树脂磨蚀。在压力垫基本为平坦且硬的并且电子部件具有经由压力垫施加有力的表面的实施例中发现了使用保护箔的附加优点，这些表面并非都在同一平面上。此处，可以通过箔材料中发现的回弹力来吸收100μm或更小的小变化。合适的箔可以包括聚四氟乙烯(PTFE)(诸如，Teflon
TM
)或全氟烷氧基烷烃(PFA)。
[0017]可能有利的是，该方法包括用第二保护箔覆盖第二可烧结部件的步骤。特此，该保护箔与压力垫一起使得可以确保在第二电子部件的整个基板上提供均匀的压力分布。
[0018]保护箔的使用还可以使第二电子部件可以更好地定位在第一电子部件上。
[0019]在一个实施例中，保护箔由热塑性聚合物制成。优点可以是，保护箔具有低摩擦系数，优选地低于0.2，诸如0.05
‑
0.10。
[0020]在一个实施例中，可烧结部件是半导体。
[0021]优点可以是，该方法应用将基板附接到底板的步骤。特此，可以构建具有烧结到底板的一个或多个结构的部件。
[0022]在一个实施例中，压力垫中的一个或多个是可变形压力垫，其所包括的材料是柔软的并且将倾向于围封放置在基板上的部件且因此沿所有方向向相邻物体传递而不是单轴地传递施加在上模和下模之间的压力。因此，以流体静力方式施加压力，并且该工艺也可以称为准流体静压力烧结工艺。在这种实施例中，通过使用具有上模和下模的压力烧结装置来实施方法，其中，上模和/或下模设置有第一可变形压力垫。可变形压力垫的使用使得可以朝向具有从电子部件的其余部分突出的一个或多个结构的电子部件均匀地分布压力。
[0023]可能有利的是，可变形压力垫至少部分地由硅树脂制成。
[0024]在一个实施例中，可变形压力垫包括容纳在外壳中的流体。特此，可变形压力垫能够朝向下面的电子部件均匀地分布压力。这在电子部件包括从电子部件的其余部分突出的一个或多个结构的构型中特别重要。
[0025]在一个实施例中，可变形压力垫的厚度在300μm
‑
3mm的范围内。
[0026]在一个实施例中，可变形压力垫的厚度在1
‑
2mm的范围内。
[0027]在一个实施例中，保护箔的厚度在1
‑
500μm的范围内。
[0028]在一个实施例中，保护箔的厚度在50
‑
500μm的范围内。
[0029]在一个实施例中，保护箔由聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基烷烃(PFA)制成。
[0030]压力垫应是柔性的且因此允许压力垫变形，特此适应邻接压力垫的结构的几何形状。
[0031]可能有利的是，板布置在相邻的电子部件之间。
[0032]在一个实施例中，板具有平面几何形状。
[0033]在一个实施例中，板具有均匀的厚度。
[0034]可能有利的是，通过使用被集成在上模和/或下模中的一个或多个加热元件来提供加热。
[0035]在一个实施例中，加热元件被提供为管。
[0036]在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过压力辅助低温烧结工艺来制造电子部件(34，34
’
，34”)的方法，该压力辅助低温烧结工艺通过使用具有上模(4)和下模(6)的压力烧结装置(2)来进行，其中，该上模(4)和/或该下模(6)设置有第一压力垫(10，210)，其中，该方法包括以下步骤：
‑
将第一可烧结部件(26)放置在设置于第一基板(12，20，22)的顶层(22)上的第一烧结层(24)上；
‑
通过将该上模(4)和该下模(6)压向彼此来联结该可烧结部件(26)和该第一基板(12，20，22)的顶层(22)以形成第一电子部件(34)，其中，同时加热该烧结装置(2)；其特征在于，该方法在将该上模(4)和该下模(6)压向彼此之前应用以下步骤：
‑
在该第一电子部件(34)上方或该第一电子部件(34)下方的水平面中，将至少第二可烧结部件(26
’
)放置在设置于第二基板(12
’
，20
’
，22
’
)的顶层(22
’
)上的第二烧结层(24”)上；
‑
将第二压力垫(10
’
，210
’
)放置在该第一电子部件(34)和包括该第二可烧结部件(26
’
)的第二电子部件(34
’
)之间，该第二可烧结部件布置在设置于该第二基板(12
’
，20
’
，22
’
)的顶层(22
’
)上的第二烧结层(24”)上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括用被布置成与该第一压力垫(10，210)接合的第一保护箔(18)覆盖该第一可烧结部件(26)的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法包括用第二保护箔(18
’
)覆盖该第二可烧结部件(26
’
)的步骤。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该方法应用将该基板(12，20，22)附接到底板(28)的步骤。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，这些压力垫(10，10
’
，10”，10
”’
，10
””
，10
””’
)中的一个或多个是可变形压力垫(210，210
’
，210”，210
”’
，210
””
，210
””’
)。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，这些可变形压力垫(210，210
’
，210”，210
”’
，210
””
，210
””’
)包括容纳在外壳中的流体。7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其特征在于，这些可变形压力垫(210，210
’
，210”，210
”’
，210
””
，210
””’
)的厚度在300μm
‑
3mm的范围内，优选地在1
‑
2mm的范围内。8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，这些保护箔(18，18
’
，18”)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，
申请(专利权)人：丹佛斯硅动力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：