【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体封装领域，尤其涉及一种增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构及其制备方法。
技术介绍
1、在现有功率半导体封装过程中，覆铜陶瓷基板边缘的上层覆铜和塑封料之间的结合强度相对薄弱，封装过程中易发生覆铜陶瓷基板边缘和塑封料之间分层的问题，从而影响工件的可靠性。为提高覆铜陶瓷基板和塑封料的结合强度，现有技术通常采用以下方法：方法1、增加覆铜陶瓷基板边缘线路覆铜面积；方法2、增加基板边缘陶瓷的宽度；方法3、在覆铜陶瓷基板表面进行铜表面粗糙化，覆铜陶瓷基板表面涂敷增粘剂等特殊处理。现有的传统覆铜陶瓷基板设计方案如图1所示，其中a代表覆铜陶瓷基板正面覆铜线路到陶瓷边缘的距离、b，c代表正面覆铜线路侧面宽度。方法1即为增加b、c的大小、方法2为增大a值，方法1、2的目的均为使塑封料和覆铜陶瓷基板材料之间的连续接触面积增大，从而改善结合强度。但是，这两种方法往往导致覆铜陶瓷基板尺寸变大引起成本升高，或者牺牲覆铜陶瓷基板内部其他线路布线空间影响其使用效果。而方法3采用表面粗糙化或者涂敷材料，前者效果甚微，后者会增加较大成本，失去竞争优势。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构及其制备方法，在保持覆铜陶瓷基板整体尺寸和正面布线不变的前提下，可以增强覆铜陶瓷基板和塑封料之间的结合强度，从而解决塑封料和正面覆铜陶瓷基板边缘之间的分层问题。
2、本专利技术提供了如下的技术方案：
3、本专
4、进一步地，所述凹槽的深度小于等于铜线路侧面最小宽度的1/2。
5、进一步地，所述补偿延伸部设置在所述凹槽上方的铜线路侧面。
6、进一步地，所述的补偿延伸部的厚度等于铜线路侧面宽度减凹槽高度。
7、进一步地，所述的铜线路边缘在陶瓷层上的投影与陶瓷层边缘的距离不小于0.2mm。
8、进一步地，新结构覆铜陶瓷基板的铜线路和塑封料的接触面积较传统的结构有所增加，因此所述的补偿延伸部上开设有使底部凹槽和铜线路上表面连通的纵向凹槽，以增加塑封填充性和分层控制。
9、进一步地，所述的凹槽选自方形凹槽、半圆形凹槽、楔形凹槽中的一种。
10、本专利技术还提供一种如上述增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构的制备方法，包括以下步骤：
11、s01：测定原设计线路中覆铜陶瓷基板铜线路侧面最小宽度x和厚度y，横截面面积为s，所述的s＝x×y；
12、s02：设计改良覆铜陶瓷基板铜线路结构尺寸，令铜线路侧面最小宽度为x1、厚度为y1、覆铜陶瓷基板铜线路补偿延伸部的宽度为x3；
13、x1、y1、x3满足：
14、x1＝x+x3 ①
15、y1＝y ②
16、令覆铜陶瓷基板铜线路侧面底部开口的宽度为x2、深度为y2、；所述的x2、y2满足：
17、x2≤1/2x1 ③
18、1/3y1≤y2≤2/3y1 ④
19、令改良后的覆铜陶瓷基板铜线路侧面横截面面积为s1，侧面底部凹槽横截面面积为s2，补偿延伸部横截面面积为s3；s1、s2、s3满足：
20、s1＝s-s2+s3 ⑤
21、s2＝(x2-x3)×y2 ⑥
22、s3＝x3×(y1-y2) ⑦
23、为保证铜线路的过电流能力不发生改变，改良后的覆铜陶瓷基板铜线路侧面横截面面积应与原设计线路中覆铜陶瓷基板铜线路侧面横截面面积相等，即：
24、s1＝s ⑧
25、根据上述公式①-⑧计算得到x1、y1、x2、y2、x3；
26、s03：对覆铜陶瓷基板铜线路侧面底部进行开口，开口的宽度为x2、深度为y2，并根据s2得到的尺寸数据制作完成覆铜陶瓷基板；
27、s04：将覆铜陶瓷基板进行装片、键合后进行塑封，使塑封料填满凹槽，冷却凝固后形成可增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构。
28、进一步地，在步骤s04的塑封工序中，高温会使得固态的环氧塑封料变成液态，并填充陶瓷基板表面和侧面，形成塑封体，在填充过程中，因为陶瓷基板上层覆铜侧面开口结构，塑封料会填充到开口中，对陶瓷基板的上铜层边缘形成强大的锁定力，极大地提升了陶瓷基板和塑封体的结合强度，提升了产品的可靠性。
29、进一步地，所述的步骤s03中，通过化学处理或物理加工的方法进行开口；所述的化学处理包括药水腐蚀；所述的物理处理包括机加工。
30、优选地，所述的开口宽度x2为：0.2mm≤x2≤0.6mm，深度y2为：2/5y1≤y2≤3/5y1，以更好地满足覆铜陶瓷基板布线设计规则和实现更好的塑封效果。
31、进一步地，所述步骤s03中，在覆铜陶瓷基板铜线路侧面底部进行开口后，在开口上方的铜线路侧面开设凹槽，凹槽的宽度≤x3。
32、本专利技术具有以下效果：
33、1、本专利技术在不改变覆铜陶瓷基板尺寸的前提下，可以提升覆铜陶瓷基板边缘和塑封料之间的结合强度。
34、2、本专利技术的铜线路结构与传统覆铜陶瓷基板铜线路结构相比，在塑封后，塑封料可以对覆铜陶瓷基板边缘形成强大的锁定力，更好地抵抗内应力和外部冲击力，提高元器件和模块的整体可靠性。
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1.一种增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，包括覆铜陶瓷基板和塑封料，所述的覆铜陶瓷基板包括陶瓷层和位于陶瓷层上的铜线路；所述铜线路侧面的底部设有凹槽，所述凹槽的深度小于等于铜线路侧面宽度的1/2，所述凹槽的高度为铜线路厚度的1/3-2/3；所述的铜线路设有补偿延伸部，补偿延伸部的横截面面积与凹槽的横截面面积相等；所述的塑封料覆盖在覆铜陶瓷基板的铜线路面上，并延伸至凹槽内。
2.如权利要求1所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，所述凹槽的深度小于等于铜线路侧面最小宽度的1/2。
3.如权利要求1所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，所述补偿延伸部设置在所述凹槽上方的铜线路侧面。
4.如权利要求3所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，所述的补偿延伸部的厚度等于铜线路侧面宽度减凹槽的高度。
5.如权利要求4所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，所述的铜线路边缘在陶瓷层上的投影与陶瓷层边缘的距离不小于0.2mm。
6.如权利要求4所
7.如权利要求6所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，所述的凹槽选自方形凹槽、半圆形凹槽、楔形凹槽中的一种。
8.如权利要求1-7任意一项所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.权利要求8所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的制备方法，其特征在于，所述的开口深度为0.2mm-0.6mm，高度为铜线路厚度的2/5-3/5。
10.权利要求9所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，在覆铜陶瓷基板铜线路侧面底部进行开口后，在开口上方的铜线路侧面开设凹槽，凹槽的宽度≤X3。
...【技术特征摘要】
1.一种增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，包括覆铜陶瓷基板和塑封料，所述的覆铜陶瓷基板包括陶瓷层和位于陶瓷层上的铜线路；所述铜线路侧面的底部设有凹槽，所述凹槽的深度小于等于铜线路侧面宽度的1/2，所述凹槽的高度为铜线路厚度的1/3-2/3；所述的铜线路设有补偿延伸部，补偿延伸部的横截面面积与凹槽的横截面面积相等；所述的塑封料覆盖在覆铜陶瓷基板的铜线路面上，并延伸至凹槽内。
2.如权利要求1所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，所述凹槽的深度小于等于铜线路侧面最小宽度的1/2。
3.如权利要求1所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，所述补偿延伸部设置在所述凹槽上方的铜线路侧面。
4.如权利要求3所述的增强覆铜陶瓷基板和塑封料结合强度的结构，其特征在于，所述的补偿延伸部的厚度等于铜线路侧面宽度减凹槽的高度。
5.如权利要求4所述的增强覆铜陶瓷...
【专利技术属性】
技术研发人员：方骏，石海忠，
申请(专利权)人：江西万年芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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