半导体设备及其双面覆银预制片制作工艺制造技术

本申请公开了一种半导体设备及其双面覆银预制片制作工艺，属于电子材料制备领域。该工艺包括制备烧结用银膏；将所述银膏均匀涂覆在转印基材上；烘干所述银膏成银膜；将所述银膜转印至金属箔的正反两面，制备成型，得到双面覆银预制片；所述双面覆银预制片用于功率模块与散热器之间的烧结焊接。也就是说，基于本申请双面覆银预制片制作工艺得到的双面覆银预制片，该双面覆银预制片的厚度均匀，在保证焊接后的正常散热需求的前提下，降低原本焊接银膏的缺陷，从而提高焊接可靠性，进而保证了在使用双面覆银预制片作为散热器与功率模块之间的焊接片时散热性能的稳定。之间的焊接片时散热性能的稳定。之间的焊接片时散热性能的稳定。

【技术实现步骤摘要】
半导体设备及其双面覆银预制片制作工艺


[0001]本申请涉及电子材料制备领域，尤其涉及一种半导体设备及其双面覆银预制片制作工艺。

技术介绍

[0002]随着电子技术的高速发展，半导体器件的应用也越加广泛，但由于半导体器件的特性，在使用其时会在产生大量的热，若对半导体器件的散热不及时，则会影响其工作效率及其使用寿命。
[0003]为解决半导体器件的散热问题，采用烧结银技术，在半导体器件与基板之间涂覆银膏，该基板通常为DBC(Direct Bonding Copper，陶瓷覆铜板)基板或AMB基板(Active Metal Brazing，活性金属钎焊基板)，从而封装为功率模块，并在功率模块与散热器之间涂覆银膏，并以钎焊的方式烧结固定。
[0004]但上述工艺中，由于功率模块与散热器之间的焊接面积较大，导致基板往往存在一定的变形量，因此在使用银膏进行烧结焊接时，需要印刷很厚的银膏才能使两者之间的焊接较为可靠。但银膏印刷较厚时，银膏内的有机溶剂较难挥发彻底，容易造成烧结过程中出现空洞以及密度不均等缺陷，从而使导热率的不能达到正常的较高水平。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的主要目的在于提供一种半导体设备及其双面覆银预制片制作工艺，旨在提高烧结银膏的导热率的稳定性。
[0006]为实现上述目的，本申请提供一种半导体设备，包括功率模块、双面覆银预制片和散热器：
[0007]所述功率模块，用于执行所述功率模块内的半导体器件相应的功能；
[0008]所述散热器，用于对所述功率模块进行散热；
[0009]所述双面覆银预制片，用于将所述功率模块与所述散热器进行焊接固定。
[0010]可选的，所述功率模块下端设有所述散热器，所述功率模块与所述散热器之间连接有所述双面覆银预制片，所述双面覆银预制片通过烧结焊接将所述功率模块与所述散热器进行固定；
[0011]其中，所述功率模块为在半导体器件与陶瓷覆铜板之间涂覆银膏封装得到的，所述双面覆银预制片为在黑色金属或有色金属制成的金属箔正反两面上涂覆均匀厚度的银膏得到的。
[0012]为实现上述目的，本申请提供一种双面覆银预制片制作工艺，包括以下步骤：
[0013]制备烧结用银膏；
[0014]将所述银膏均匀涂覆在转印基材上；
[0015]烘干所述银膏成银膜；
[0016]将所述银膜转印至金属箔的正反两面，制备成型，得到双面覆银预制片；所述双面
覆银预制片用于功率模块与散热器之间的烧结焊接。
[0017]可选的，所述将所述银膜转印至金属箔的正反两面，制备成型，得到双面覆银预制片之后，还包括：
[0018]转印预设覆银面积大小的银膜至金属箔的正反两面；
[0019]确定所述双面覆银预制片的待裁剪面积；
[0020]根据所述待裁剪面积，对所述双面覆银预制片进行加工裁剪，并将裁剪后的双面覆银预制片进行包装；其中，使用晶圆载盘或飞达圈带进行包装。
[0021]可选的，所述将所述银膏均匀涂覆在转印基材上，包括：
[0022]选取耐高温的薄膜材料作为转印基材；
[0023]在所述转印基材上均匀涂覆厚度在20um～200um内的银膏。
[0024]可选的，所述烘干所述银膏成银膜，包括：
[0025]在烘干所述银膏成银膜时，使用100℃～200℃的加热温度对所述银膏进行烘干处理，直至凝固成型。
[0026]可选的，所述将所述银膜转印至金属箔的正反两面之前，包括：
[0027]选取厚度为20um～500um的金属箔；其中，所述金属箔的材质选定范围包括黑色金属和有色金属；
[0028]对所述金属箔的表面进行镀层处理；其中，对镀膜处理后的金属箔的正反两面待覆盖银膜；其中，所述镀层材料的选定范围包括金、银、镍/金、镍/钯/金、镍/银。
[0029]可选的，所述将所述银膜转印至金属箔的正反两面，制备成型，得到双面覆银预制片，包括：
[0030]在将所述银膜转印至金属箔的正反两面后，对所述银膜与所述金属箔的组合物进行加热和加压处理；
[0031]待所述组合物制备成型，得到双面覆银预制片。
[0032]可选的，所述对所述银膜与所述金属箔的组合物进行加热和加压处理，包括：
[0033]将所述银膜与所述金属箔的组合物置于真空状态下，对所述组合物进行加热和加压处理；
[0034]或，将所述银膜与所述金属箔的组合物置于惰性气体保护状态下，对所述组合物进行加热和加压处理；
[0035]其中，所述加热和加压处理所需的温度为100℃～200℃、所需的压力为3～10MPa。
[0036]可选的，所述待所述组合物制备成型，得到双面覆银预制片，包括：
[0037]在所述组合物经过所述加热和加压处理后，制备得到双面覆银预制片；其中，所述双面覆银预制片的银层的结构体系包括为纳米、微米和微纳混合体系。
[0038]与现有技术中在功率模块与散热器之间涂覆银膏，并以钎焊的方式烧结固定，但在银膏较厚时，银膏内的有机溶剂较难挥发彻底，容易造成烧结过程中出现空洞以及密度不均等缺陷，从而使导热率的不能达到正常的较高水平的情况相比，在本申请中，制备烧结用银膏，并将银膏均匀涂覆在转印基材上，在转印基材上，将银膏烘干成银膜，并将银膜转印至金属箔的正反两面，制备成型，得到双面覆银预制片，通过使用该双面覆银预制片放置于功率模块与散热器之间，并用于烧结焊接用。即将原本用于烧结固定的厚银膏更换为厚度均匀的双面覆银预制片，避免了银膏因有机溶剂影响而出现的缺陷问题，从而提高焊接
密度，进而使焊接层的导热率保持稳定，因而保证了功率模块与散热器之间进行热交换的稳定性和可靠性。
附图说明
[0039]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0040]为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本申请双面覆银预制片制作工艺第一实施例的流程示意图；
[0042]图2为传统烧结银膏焊接功率模块与散热器的结构示意图；
[0043]图3为双面覆银预制片的结构示意图；
[0044]图4为双面覆银预制片在使用时的结构示意图。
[0045]本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0046]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0047]本申请实施例提供了一种半导体设备，包括功率模块、双面覆银预制片和散热器：
[0048]所述功率模块，用于执行所述功率模块内的半导体器件相应的功能；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体设备，其特征在于，所述半导体设备包括功率模块、双面覆银预制片和散热器：所述功率模块，用于执行所述功率模块内的半导体器件相应的功能；所述散热器，用于对所述功率模块进行散热；所述双面覆银预制片，用于将所述功率模块与所述散热器进行焊接固定。2.如权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述功率模块下端设有所述散热器，所述功率模块与所述散热器之间连接有所述双面覆银预制片，所述双面覆银预制片通过烧结焊接将所述功率模块与所述散热器进行固定；其中，所述功率模块为在半导体器件与陶瓷覆铜板之间涂覆银膏封装得到的，所述双面覆银预制片为在黑色金属或有色金属制成的金属箔正反两面上涂覆均匀厚度的银膏得到的。3.一种双面覆银预制片制作工艺，其特征在于，所述双面覆银预制片制作工艺包括以下步骤：制备烧结用银膏；将所述银膏均匀涂覆在转印基材上；烘干所述银膏成银膜；将所述银膜转印至金属箔的正反两面，制备成型，得到双面覆银预制片；所述双面覆银预制片用于功率模块与散热器之间的烧结焊接。4.如权利要求3所述的双面覆银预制片制作工艺，其特征在于，所述将所述银膜转印至金属箔的正反两面，制备成型，得到双面覆银预制片之后，还包括：转印预设覆银面积大小的银膜至金属箔的正反两面；确定所述双面覆银预制片的待裁剪面积；根据所述待裁剪面积，对所述双面覆银预制片进行加工裁剪，并将裁剪后的双面覆银预制片进行包装；其中，使用晶圆载盘或飞达圈带进行包装。5.如权利要求4所述的双面覆银预制片制作工艺，其特征在于，所述将所述银膏均匀涂覆在转印基材上，包括：选取耐高温的薄膜材料作为转印基材；在所述转印基材上均匀涂覆厚度在20um～200um内的银膏。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑玮，靳清，吴昊，
申请(专利权)人：深圳市先进连接科技有限公司，
类型：发明
国别省市：