用于功率电子电路的基材及其生产工艺制造技术

提出了一种用于功率电子电路的基材，该基材具有片状绝缘体并且具有其上设置有片状金属导体迹线的第二主面并且具有其上设置有片状金属叠层的第一主面，其中第一部分叠层和第二部分叠层设置在绝缘体的外边缘处或附近，并且其中两个部分叠层通过优选地到达第一主面的沟槽至少部分地从彼此分离，并且其中所述沟槽包括坝，其中所述沟槽部分地填充有坝材料或包括沟槽结构。本发明专利技术还包括用于这种基材的一种布置的生产工艺。种布置的生产工艺。种布置的生产工艺。

【技术实现步骤摘要】
用于功率电子电路的基材及其生产工艺


[0001]本专利技术描述了一种功率电子电路，所述功率电子电路具有片状绝缘体并且具有其上设置有片状金属导体迹线的第二主面并且具有其上设置有片状金属叠层的第一主面。在该上下文中的通用基材是已知的，特别是以DCB(直接铜键合)基材及其衍生物的形式已知。当这些基材采用多个面板的形式时，已知的布置是金属叠层的第一部分叠层和第二部分叠层设置在绝缘体的外边缘处或附近，其中两个部分叠层通过到达第一主面的沟槽彼此分开。本专利技术另外描述了用于所述基材的一种特定布置的生产工艺。

技术介绍

[0002]DE 43 19 944 A1公开了一种这种类型的通用多层基材，其具有陶瓷层，该陶瓷层形成至少两个相互邻接的凹槽，这些凹槽彼此连接成一体，并且每个凹槽在陶瓷层的至少一个表面侧上设置有至少一个金属化或金属区域，并且还公开了一种用于通用多层基材的生产的工艺。
[0003]此外，EP 0 330 895 A2公开了一种用于通过压力烧结工艺将电子部件(更具体地，功率半导体)固定在基材上的设备，其中待接合的区域在烧结温度下被压缩，其中以不小于900N/cm2内插金属粉末糊剂。如果具有结构化顶面的部件与由可弹性变形材料(例如硅橡胶)制成的主体一起插入到接收室中，则它们可以被压力烧结，该接收室由可移动冲头封闭并且其传递烧结压力，其中当已经达到烧结压力时，可变形主体完全填充接收室的剩余内部。
[0004]当在上述工艺中使用上述多层基材以用于例如功率半导体部件在这种基材的导体迹线上的材料结合固定时，特别地出现以下不利情况：在其背离导体迹线的第一主面上，基材的绝缘体包括片状金属叠层，其中第一部分叠层和第二部分叠层邻近绝缘体的外边缘设置，并且其中两个部分叠层通过沟槽从彼此分离。被称为烧结垫的可变形主体在该过程中在所施加的压力下转变为类似于液化状态的具有高粘度的状态。因此，烧结垫变得粘弹性并且能够穿透沟槽。在压力施加结束之后，烧结垫的一部分保留在该沟槽中，导致烧结垫损坏。这种机制限制了烧结垫的使用寿命，即限制了可能使用的次数。
[0005]在认识到现有技术和所概述的不利情况的情况下，本专利技术基于用于功率电子电路的基材的前展开发的目的以及还有基材的特定生产工艺，使得当结合配体烧结结合到该基材时，烧结垫在很大程度上受到保护免受损坏。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术，该目的通过一种用于功率电子电路的基材来实现，该基材具有片状绝缘体，并且具有其上设置有片状金属导体迹线的第二主面并且具有其上设置有片状金属叠层的第一主面，其中第一部分叠层和第二部分叠层设置在绝缘体的外边缘处或附近，并且其中两个部分叠层通过优选地到达第一主面的沟槽至少部分地从彼此分离，并且其中所述沟槽包括坝(dam)，在这种情况下，沟槽部分地填充有坝材料，以留下剩余沟槽，该布置满
足以下条件：
[0007]a)在沟槽方向上观察，坝材料的最大横截面积为沟槽的净横截面积的至少30％；
[0008]b)在沟槽方向上观察，坝材料的长度至少为沟槽净深度的50％；
[0009]或者所述沟槽包括沟槽结构，其中沟槽具有不大于最大横截面积的50％的净通道面积或者不具有这样的净通道面积；
[0010]或所述沟槽包括由坝和沟槽结构组成的混合形式。
[0011]术语“沟槽”在本文和下文中旨在指代两个部分金属化部之间的假想间隙，其在绝缘体的方向上从部分金属化部的背离绝缘体的相应表面的相邻部分到达，并且其在空间上将两个部分金属化部从彼此分开。“坝”则是用坝材料对这种沟槽的部分填充(在纵向方向或沟槽方向上观察)。作为用坝材料填充沟槽的结果，沟槽的实际剩余部分即总是存在的剩余沟槽保留。术语“净横截面面积”旨在表示沟槽的面积，更确切地是如在沟槽方向上观察时的剩余沟槽的面积，其由绝缘体的第一主面、沟槽的两个侧壁和邻接侧壁的部分叠层的两个表面的假想连接线形成。沟槽的“净深度”、更确切地剩余沟槽的“净深度”旨在指代两个相等厚度的部分叠层的表面距绝缘体的第一主面的垂直距离。“净通道面积”旨在意味着在沟槽方向上观察导致在沟槽入口(即，在绝缘体外边缘处的沟槽开口)上的投影的横截面面积。
[0012]一方面，如果坝材料构造为第一坝材料，该第一坝材料构造成与部分叠层的材料相同，则可能是有利的，并且有利地，两个部分叠层和第一坝材料构造成一体。因此，在这种情况下，这种布置具有部分非真实沟槽。因此，即使在生产期间，两个部分叠层也绝不是两件。相反，存在于部分叠层之间的间隙已经通过下文尚要描述的工艺更具体地构造。另一方面，如果坝材料构造为第二坝材料，其构造与两个部分叠层的材料不同并且其具有金属或非金属构造，优选为塑料，优选为环氧树脂，则可能是有利的。
[0013]具体地，如果最大横截面积为沟槽的净横截面积的至少50％，更特别地至少80％，或100％，则可能是优选的。
[0014]如果在沟槽方向上观察，坝材料的长度不超过沟槽长度的50％，优选不超过沟槽长度的30％，则也是优选的。
[0015]基本上，优选的是，坝材料的外边缘在每种情况下直接与第一和第二部分叠层的邻接外边缘对齐。备选地，优选的是，在每种情况下，坝材料的外边缘相对于两个部分叠层的邻接外边缘以不超过沟槽的净深度的十倍缩回到沟槽中。
[0016]如果两个部分叠层的与沟槽相邻的相应外边缘与绝缘体的相关外边缘对齐，则基本上是有利的。备选地，如果两个部分叠层的与沟槽相邻的相应外边缘相对于绝缘体的相关联的外边缘以不超过两个部分叠层的厚度(其对于两个部分叠层是相同的)的十倍，更特别地五倍缩回，则可能是有利的。
[0017]更特别地，如果沟槽结构选自以下局部结构中的一个或组合，则可能是有利的：
[0018]A)具有蛇形轮廓的局部结构；
[0019]B)具有弓形或S形轮廓的局部结构；
[0020]C)具有一个或多个局部凹口的局部结构；
[0021]D)具有圆锥形轮廓的局部结构。
[0022]在这种情况下，如果通过构造金属叠层的至少一个部分叠层来形成沟槽结构，则
可能是有利的。另外，如果沟槽结构恒定地具有对应于金属叠层的厚度并且因此直接达到绝缘体，则可能是有利的。
[0023]该目的另外通过一种用于生产基材的方法来实现，该方法包括以下相继的方法步骤：
[0024]·
提供初始基材，所述初始基材具有片状绝缘体并具有第一主面，片状金属叠层设置在所述第一主面上；
[0025]·
金属叠层的结构化，其中在绝缘体的边缘部分上周围形成边缘叠层，边缘叠层包括在不少于一个点处的剩余沟槽，并且包括由第一部分叠层形成的部分，第一部分叠层一体地过渡到第一坝材料内，第一坝材料又一体地过渡到第二部分叠层内。
[0026]在这种情况下，如果通过湿法蚀刻或通过机械加工工艺，更特别地通过铣削进行结构化，则可能是有利的。
[0027]将领会到的是，除非明确排除或本身排除或与本专利技术的概念冲突，否则在每种情况下以单数形式陈述的特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于功率电子电路的基材(1)，所述基材(1)具有片状绝缘体(2)并且具有其上设置有片状金属导体迹线的第二主面(20)和其上设置有片状金属叠层(3)的第一主面(20)，所述片状金属叠层(3)的第一部分叠层(4)和第二部分叠层(5)设置在所述绝缘体(2)的外边缘(22)处或附近，并且其中所述第一部分叠层(4)和第二部分叠层(5)通过沟槽(6)至少部分地从彼此分离，并且其中所述沟槽(6)：包括坝(7)，在这种情况下，所述沟槽(6)部分地填充有坝材料(70)，以留下剩余沟槽(66)，所述坝材料(70)的布置满足以下条件：
·
在沟槽方向(600)上观察，所述坝材料的最大横截面积(800)为所述沟槽(6)的净横截面积(820)的至少30％；
·
在沟槽方向(600)上观察，所述坝材料(70)的长度(802)是所述沟槽(6)的净深度(824)的至少50％；或者包括沟槽结构(9)，在所述沟槽结构(9)中，所述沟槽(6)具有不大于所述最大横截面积(800)的50％的净通道面积(810)或者不具有这样的净通道面积(810)；或者包括由坝(7)和沟槽结构(9)组成的混合形式。2.根据权利要求1所述的基材(1)，其特征在于：所述沟槽(6)到达所述第一主面(20)。3.根据权利要求1所述的基材(1)，其特征在于：所述坝材料(70)构造为第一坝材料(72)，所述第一坝材料(72)在构造上与所述第一部分叠层(4)和第二部分叠层(5)的材料相同。4.根据权利要求3所述的基材(1)，其特征在于：所述第一部分叠层(4)和第二部分叠层(5)与所述第一坝材料(72)构造成一体。5.根据权利要求1所述的基材(1)，其特征在于：所述坝材料(70)构造为第二坝材料(74)，所述第二坝材料(74)在构造上与从彼此完全分离的所述第一部分叠层(4)和第二部分叠层(5)的材料不同，并且所述第二坝材料(74)具有金属或非金属构造。6.根据权利要求5所述的基材(1)，其特征在于：所述第二坝材料(74)为塑料。7.根据权利要求1至6中任一项所述的基材(1)，其特征在于：所述最大横截面积(800)是沟槽(6)的净横截面积(820)的至少50％。8.根据权利要求7所述的基材(1)，其特征在于：所述最大横截面积(800)是沟槽(6)的净横截面积(820)的至少80％。9.根据权利要求7所述的基材(1)，其特征在于：所述最大横截面积(800)是沟槽(6)的净横截面积(820)的100％。10.根据权利要求1至6中任一项所述的基材(1)，其特征在于：在沟槽方向(600)上观察，所述坝材料(70)的长度(802)不超过所述沟槽(6)的长度(822)的50％。11.根据权利要求10所述的基材(1)，其特征在于：在沟槽方向(600)上观察，所述坝材料(70)的长度(802)不超过所述沟槽(6)的长度(822)的30％。
12.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：