一种用于半导体功率模块封装的石墨烯基板制造技术

本发明专利技术涉及半导体功率模块封装技术领域，特别涉及一种用于半导体功率模块封装的石墨烯基板，包括石墨烯层，所述石墨烯层表面覆有绝缘层，所述绝缘层表面为金属电路拓扑层。本发明专利技术省去了陶瓷板和铜板，用绝缘层代替了陶瓷板，无需陶瓷板与铜板焊接，孔洞率为零，利用石墨烯优异的导热特性，可以大大改善模块的散热效果；由于石墨烯材质的硬度可以抵抗芯片焊接造成的拱起，石墨烯不会发生形变，因此石墨烯不必像铜板一样提前预弯出弧度，降低了模块封装工艺控制难度。装工艺控制难度。装工艺控制难度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于半导体功率模块封装的石墨烯基板


[0001]本专利技术涉及半导体功率模块封装
，特别涉及一种用于半导体功率模块封装的石墨烯基板。

技术介绍

[0002]目前，制作半导体模块采用的板材通常是铜材或者三氧化二铝覆铜板，后者因散热不好在功率模块中已很少使用。铜材表面需要一层起绝缘作用的陶瓷板(DBC或AMB)，陶瓷板正反面都需要覆铜，正面铜层需要做出所需的电路拓扑，先把芯片焊接在陶瓷板正面，再把陶瓷板背面覆铜与铜板焊接在一起。
[0003]陶瓷板与铜板的焊接有个质量控制难点：由于芯片焊接后陶瓷板会发生形变向上拱起，陶瓷板与铜板焊接又会导致铜板向上拱起，为了保证铜板与外加散热器接触良好，铜板必须提前向下进行预弯，由于铜板预弯的方向与陶瓷板拱起的方向相反，陶瓷板与铜板间存在缝隙，焊接的时候这个缝隙容易造成焊接孔洞，所以铜板的预弯弧度及陶瓷板的拱起弧度都要精确控制，增加了材料制作及生产工艺控制的难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决了相关技术中半导体模块中陶瓷板与铜板焊接存在工艺难度的问题，提出一种用于半导体功率模块封装的石墨烯基板，省去了陶瓷板和铜板，用绝缘层代替了陶瓷板，无需陶瓷板与铜板焊接，孔洞率为零，利用石墨烯优异的导热特性，可以大大改善模块的散热效果；由于石墨烯材质的硬度可以抵抗芯片焊接造成的拱起，石墨烯不会发生形变，因此石墨烯不必像铜板一样提前预弯出弧度，降低了模块封装工艺控制难度。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于半导体功率模块封装的石墨烯基板，包括石墨烯层，所述石墨烯层表面覆有绝缘层，所述绝缘层表面为金属电路拓扑层。
[0006]作为优选方案，所述石墨烯层的厚度为0.2mm～3mm。
[0007]作为优选方案，所述绝缘层的厚度为0.2～20μm。
[0008]作为优选方案，所述金属电路拓扑层的厚度为0.1～1mm。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0010](1)省去了陶瓷板和铜板，用绝缘层代替了陶瓷板，无需陶瓷板与铜板焊接，孔洞率为零，利用石墨烯优异的导热特性，可以大大改善模块的散热效果；
[0011](2)由于石墨烯材质的硬度可以抵抗芯片焊接造成的拱起，石墨烯不会发生形变，因此石墨烯不必像铜板一样提前预弯出弧度，降低了模块封装工艺控制难度；
[0012](3)石墨烯基板的绝缘层加工工艺采用半导体生产的常规CVD工艺或TEOS工艺，易于批量生产。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的整体结构示意图。
[0014]图中：
[0015]1、石墨烯层，2、绝缘层，3、金属电路拓扑层。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0018]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0019]在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0020]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0021]此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0022]如图1所示，一种用于半导体功率模块封装的石墨烯基板，包括石墨烯层1，石墨烯层1表面覆有绝缘层2，绝缘层2表面为金属电路拓扑层3。
[0023]在一个实施例中，石墨烯层1的厚度在0.2mm～3mm之间。
[0024]在一个实施例中，绝缘层2的厚度为0.2～20μm，绝缘层2可以是二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃等任何具有良好导热并且绝缘的薄膜材料。
[0025]在一个实施例中，金属电路拓扑层3是可焊接的铜层、银层、镍金、镍钯金等任何导电良好的单质金属或多层金属或合金材料；金属电路拓扑层3的厚度为0.1～1mm，典型值为0.4mm。
[0026]下面以绝缘层2选择二氧化硅、金属电路拓扑层3选用铜为例说明其具体的工艺步骤：
[0027](1)采用半导体常规CVD工艺或TEOS工艺在石墨烯层1表面淀积一层0.2～20μm二氧化硅绝缘薄膜(绝缘层2)；
[0028](2)在二氧化硅绝缘薄膜(绝缘层2)表面溅射一层1～10μm的铜层薄膜；
[0029](3)经过电镀或化镀将铜层厚度增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体功率模块封装的石墨烯基板，其特征在于：包括石墨烯层(1)，所述石墨烯层(1)表面覆有绝缘层(2)，所述绝缘层(2)表面为金属电路拓扑层(3)。2.根据权利要求1所述的用于半导体功率模块封装的石墨烯基板，其特征在于：所述石墨烯层(1)的厚度为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利峰，王晓宝，赵善麒，
申请(专利权)人：江苏宏微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：