CN108615717A - 一种金属化陶瓷基板、基板制作方法及基板与芯片焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属化陶瓷基板、基板制作方法及基板与芯片焊接方法，属于半导体元器件领域。针对现有技术中存在的金属化陶瓷基板在环境温度冷热变化频繁的冲击下，会使芯片与金属化层之间出现裂开现象，使芯片脱落或断裂导致电力电子器件失效的问题，本发明提供了一种金属化陶瓷基板、基板制作方法及基板与芯片焊接方法，包括陶瓷基板，陶瓷基板的一面或两面设置有金属层，金属层上设置有线路，所述的金属层芯片安装位置，设置有芯片凹槽，通过钎焊工艺将芯片焊接在所制作成的金属化陶瓷基板的芯片凹槽上。它可以达到尽可能减少金属与芯片之间由于热膨胀系数不匹配导致的内应力，实现提高产品可靠性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及半导体元器件领域，更具体地说，涉及一种金属化陶瓷基板、基板制作方法及基板与芯片焊接方法。
背景技术
金属化陶瓷基板是半导体领域的新型基板，目前常见的封装形式是将芯片直接钎焊在金属化层的表面。但是此种基板存在多种技术缺陷：由于金属化厚度大于等于100μm，在环境温度冷热变化频繁的冲击下，就会使芯片与金属化层之间出现裂开现象，使芯片脱落或断裂导致电力电子器件失效。出现这种情况的主要原因是金属层的热膨胀系数与硅芯片不匹配导致。
中国专利申请，申请号201520462392.3，公开日2015年12月2日，公开了一种双面盲槽电路板，在铝基板上设置有盲槽，该盲槽开在铝基板的横向中部，在盲槽的一端前方，留有一段未开槽区域，盲槽另一端与铝基板的边缘连接，在铝基板一侧开有方形缺口，该方形缺口与盲槽紧靠，在其边角处设置有一个沉头孔，方形缺口的边与盲槽转角处底面相平，铝基板上还设置有若干个放置芯片的芯片槽位，所述铝基板的反面设置有与盲槽大小形状一致的第二盲槽。此实用新型用盲槽取代了通孔槽，使得PCB板上大的通孔会很少，因而可以为走线提供更多的空间，剩余空间可以用作大面积屏蔽用途，以改进EMI/RFI性能，同时更多的剩余空间还可以用于内层对器件和关键网线进行部分屏蔽，使其具有最佳电气性能。但此基板并不针对于陶瓷基板进行改进，应用于普通金属基板，无法解决金属与芯片间内应力导致的开裂问题。
又如现有中国专利申请，申请号201110273683.4，公开日2012年2月8日，公开了一种芯片埋入方法，其步骤包括:在基板上开设至少一个凹槽；将芯片固定于所述凹槽内；使用填充材料填充凹槽与芯片之间的空隙，使得所述凹槽填满；在所述芯片焊盘上植入金属球；在基板上对应芯片植入金属球的一面设置一层绝缘保护层，并暴露出芯片焊盘上植入的金属球；此发明还提供了一种芯片埋入式电路板，包括：基板，其至少设置有一个凹槽；固定于所述凹槽内的芯片，且凹槽与芯片之间的空隙填充有填充材料；设置在所述芯片焊盘上的金属球状体；所述基板上对应芯片植入金属球的一面上还覆盖有绝缘保护层，但暴露出所述芯片上焊盘上植入的金属球。但是此方案主要是针对于焊盘老化问题进行的设计，并没有解决金属与芯片间内应力导致的开裂问题，没有解决由于内应力导致的生产阶段不良品率高的问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的金属化陶瓷基板在环境温度冷热变化频繁的冲击下，会使芯片与金属化层之间出现裂开现象，使芯片脱落或断裂导致电力电子器件失效的问题，本发明提供了一种金属化陶瓷基板、基板制作方法及基板与芯片焊接方法，它可以达到尽可能减少金属与芯片之间由于热膨胀系数不匹配导致的内应力，实现提高产品可靠性的目的。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种金属化陶瓷基板，包括陶瓷基板，陶瓷基板的一面或两面设置有金属层，金属层上设置有线路，所述的金属层芯片安装位置，设置有芯片凹槽。
更进一步的，所述的芯片凹槽深度小于等于金属层的厚度。保证不会贯穿金属层。
更进一步的，所述的芯片凹槽与线路一体设置或者独立设置。可以单独设置一个芯片凹槽，可以芯片凹槽设置在线路中。
更进一步的，所述的陶瓷基板包括但不局限Al2O3、ZrO2增韧Al2O3、AlN、Si3N4、SiC、玻璃，金属层包括但不局限Cu、Al、Ni。
更进一步的，金属层厚度≥100μm。
一种金属化陶瓷基板制作方法，其步骤如下：
在金属化完毕的陶瓷基板上加工电路图形；并将加工的金属化陶瓷基板通过在金属层上贴芯片的位置区域制作出芯片凹槽。
更进一步的，
通过激光蚀刻、机械加工或化学蚀刻工艺加工电路图形；
通过激光蚀刻、机械加工或二次化学蚀刻工艺，在金属层上贴芯片的位置区域蚀刻出面积大于等于芯片尺寸和规定深度的芯片凹槽，或直接将贴芯片区域整体独立直接减薄至规定的厚度。
更进一步的，使用二次化学蚀刻工艺加工芯片凹槽时候，先通过贴膜、曝光、显影等工序后第一次化学蚀刻将线路和出芯片凹槽的位置都蚀刻出来，蚀刻深度小于金属层厚度，后直接在出芯片凹槽的位置涂抹阻蚀浆料将出芯片凹槽覆盖保护，最后再将线路通过二次化学蚀刻，直至将线路完全蚀刻出来。当使用激光蚀刻和机械加工的时候，只需要分别加工对应的线路和对应的芯片凹槽区域即可。也可以在加工芯片凹槽的时候，先使用激光蚀刻，后使用二次化学蚀刻工艺，完成对芯片凹槽的制作。
更进一步的，直接将贴芯片区域整体独立直接减薄至规定的厚度方法如下：将芯片区域设计成孤岛形式，然后单独将孤岛整体减薄。
更进一步的，通过钎焊工艺将芯片焊接在所制作成的金属化陶瓷基板的芯片凹槽上。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案采用激光加工凹槽可以快速、准确蚀刻出规定的面积尺寸的凹槽，再通过二次化学蚀刻可以加工出规定深度的凹槽；加工效率高，准确率好；
(2)本方案的金属化陶瓷基板，加工出来的芯片凹槽可以对芯片准确的定位，方便自动化安装，生产精度高；
(3)本方案的金属化陶瓷基板，芯片凹槽可以避免由于焊料的溢出造成的故障，整体产品的可靠性好，不良率大大降低；
(4)将芯片直接钎焊在凹槽内部可以尽可能的减少金属与芯片之间由于热膨胀系数不一致造成的内应力，实现提高产品可靠性的目的；
(5)由于采用了芯片凹槽的设计，将芯片直接钎焊在凹槽内部可以降低整体封装厚度，产品尺寸降低，集成化程度高；
(6)采用激光蚀刻方法可以直接省略传统的贴膜、曝光、显影等繁琐的工序，明显节省成本，成本低，利润高，利于推广。
附图说明
图1为本发明的金属化陶瓷基板结构示意图；
图2为本发明的实施例1流程示意图；
图3为本发明的实施例2流程示意图；
图4为本发明的实施例3流程示意图；
图5为本发明的实施例4流程示意图。
图中标号说明：
1、陶瓷基板；2、金属层；3、线路；4、芯片凹槽。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
本技术公开了一种带有凹槽的金属化陶瓷基板以及用带有凹槽的金属化陶瓷基板与芯片焊接可靠性的方法，从而达到尽可能减少金属与芯片之间由于热膨胀系数不匹配导致的内应力，提高产品可靠性的目的。本发明通过在金属化陶瓷基板上通过物理、化学、激光、机械加工等手段在金属化陶瓷基板的金属上加工出大于或等于芯片尺寸的一定深度槽，然后将芯片通过焊料焊接在槽内。使芯片可以安全准确固定在特定的位置，也可以避免焊料的溢出造成的故障，更可以适当减少电子器件的整体厚度。最重要的是通过加工出合适的深度的凹槽，协调了铜与芯片之间的由于热膨胀系数失配造成的内应力。理论上通过选择加工适当的深度可以使槽内的铜面热膨胀系数与芯片的热膨胀系数完全一致，从而尽可能减少两者之间的内应力。
如图1所示，一种金属化陶瓷基板，包括了陶瓷基板1，陶瓷基板1上设置有金属层2，金属层2上，设置有线路3，金属层2上还设置有芯片凹槽4。金属层2厚度一般会大于芯片厚度，所述的芯片凹槽4深度大于等于芯片高度。芯片凹槽4所在的金属层2厚度根据金属层种类和芯片材料种类确定，由于金属层的热膨胀系数会随着厚度的增加而增加，铜的热膨胀系数随厚度变化曲线，一般情况下需要调整金属层2厚度，保证芯片凹槽4所在的金属层2厚度的热膨胀系数与芯片的热膨胀系数一致。由于金属的热膨胀系数在相同的厚度下大于芯片的热膨胀系数，由此可知，想要获得芯片和其所在金属层一样的热膨胀系数，芯片凹槽4所在金属层的厚度需要小于芯片厚度，具体数值根据不同金属材料和芯片材料的膨胀系数，可以计算获得，在此不多做赘述。
一种金属化陶瓷基板制作方法，其步骤如下：
S1：将金属化完毕的陶瓷基板1通过激光蚀刻、化学蚀刻或机械加工工艺将电路图形加工到陶瓷基板上。本实施例所述金属化陶瓷基板为Al2O3-DBC(氧化铝直接敷铜陶瓷基板)或AlN-AMB(氮化铝活性金属钎焊陶瓷基板)；
S2：将加工图形完毕的金属化陶瓷基板1通过激光蚀刻、机械加工或二次化学蚀刻在铜片上贴芯片的位置区域蚀刻出大于等于芯片尺寸规定深度的芯片凹槽4，或直接将贴芯片区域整体独立直接减薄至规定的厚度，本实施例规定深度为蚀刻后芯片凹槽4的底部金属层2的厚度为25μm。
一种金属化陶瓷基板与芯片焊接方法，步骤如下：
获得带有的芯片凹槽4的金属化陶瓷基板后，将适量的钎焊料均匀铺在的芯片凹槽4内金属面上，再将钎焊料内的有机物排出，排除有机物的方式为现有常规技术，在此不多做阐述。
将芯片贴在钎焊料上加温实现芯片与金属化陶瓷基板的焊接。
通过上述带有的芯片凹槽4的金属化陶瓷基板的设计，它可以达到尽可能减少金属与芯片之间由于热膨胀系数不匹配导致的内应力，实现提高产品可靠性的目的。
实施例1
如图2所示，带有的芯片凹槽4的Al2O3--DBC金属化陶瓷基板以及可靠性焊接方法，本方法包括下述步骤：
S1、将138mm*190mm*0.38mm(铜片规格134mm*184mm*0.30mm)规格的Al2O3-DBC陶瓷基板，通过传统化学蚀刻方式将设计好的图形在Al2O3-DBC的铜面上加工出来。
S2、通过MARK点精确定位在贴芯片位置，用激光蚀刻方式蚀刻出15mm*15mm*0.28mm的规格芯片凹槽。
S3、再将Sn-Ag-Cu焊料均匀涂覆在芯片凹槽底部铜面上。
S4、再将芯片放置在凹槽内部通过350℃保温20min完成钎焊。由于金属化陶瓷基板的芯片凹槽4较小，且容易与相邻的线路发生接触，使用钎焊有效保证了焊接的精度，防止焊料覆盖线路，有效保证焊接的可靠性。完成Al2O3--DBC金属化陶瓷基板的制作和对应的芯片焊接。
经过测试，最后得到的带有的芯片凹槽4的DBC基板与芯片钎焊方式在-55℃-250℃环境下循环冲击300次没有在芯片与铜结合部位出现裂纹。相对于不带的芯片凹槽4的Al2O3-DBC基板与芯片焊接方式在该环境下只循环冲击180次在现芯片与铜结合部位即出现裂纹，本方案稳定性和可靠性大大增强。
实施例2
如图3所示，带有的芯片凹槽4的AlN-AMB金属化陶瓷基板以及可靠性焊接方法，本方法包括下述步骤：
S1、将127mm*127mm*0.635mm(铜片规格125mm*125mm*0.30mm)规格的AlN-AMB基板通过贴膜、曝光、显影等工序将图形转移到铜层上。
S2、通过化学蚀刻将图形和凹槽都蚀刻出来，蚀刻深度约0.27mm，凹槽的规格为15mm*15mm。
S3、用绿油将凹槽的位置整体覆盖，烘干、硬化。
S4、再通过二次化学蚀刻快速的将剩余的铜蚀刻完毕，将线路和凹槽都加工出来，然后去膜、去绿油，此时凹槽金属层厚度为0.03mm，保证了金属层的热膨胀系数很小。
S5、再将Sn-Ag-Cu焊料均匀涂覆在的芯片凹槽4底部铜面上。
S6、再将芯片放置在的芯片凹槽4内部通过350℃保温20min完成钎焊。
经过测试，最后得到的带有凹槽的DBC基板与芯片钎焊方式在-55℃-250℃环境下循环冲击190次没有在芯片与铜结合部位出现裂纹。相对于不带的芯片凹槽4的AlN-DBC基板与芯片焊接方式在该环境下只循环冲击110次在现芯片与铜结合部位即出现裂纹。本方案稳定性和可靠性大大增强。
实施例3
如图4所示，带有的芯片凹槽4的ZTA-DBA(氧化锆增韧氧化铝)金属化陶瓷基板以及可靠性焊接方法，本方案包括下述步骤：
S1、将138mm*190mm*0.32mm(铝片规格为134mm*184mm*0.30mm)规格的ZTA-DBA基板通过贴膜、曝光、显影工序转移到铝层上。
S2、通过化学蚀刻将线路加工出来，蚀刻深度为铝层的厚度。
S3、利用机械加工的方式，在贴芯片的位置加工出15mm*15mm*0.28mm的凹槽。
S4、通过化学镀方式在ZTA-DBA铝层上镀镍。
S5、再将Sn-Ag-Cu焊料均匀涂覆在的芯片凹槽4底部铝面上。
S6、再将芯片放置在的芯片凹槽4内部通过350℃保温20min完成钎焊。
实施例4
如图5所示，减薄型Si3N4-AMB金属化陶瓷基板及可靠性焊接方法。本方法包括下述步骤：
S1、将127mm*127mm*0.32mm(铜片规格为125mm*125mm*0.30mm)规格的Si3N4-AMB基板通过机械加工方式图形转移到铜面上，图形加工深度为0.25mm，芯片区域加工深度为0.20mm。
S2、将上述步骤的陶瓷基板1整体印刷阻蚀材料，芯片区域由于存在高度差没有印刷到阻蚀材料，然后烘干、硬化。
S3、再通过化学蚀刻快速的将剩余的铜蚀刻完毕，将芯片区域整体减薄，然后去绿油。
S4、再将Sn-Ag-Cu焊料均匀涂覆在减薄的芯片区域铜面上。
S5、再将芯片放置在芯片区域，通过350℃保温20min完成钎焊。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (10)
1.一种金属化陶瓷基板，包括陶瓷基板(1)，陶瓷基板(1)的一面或两面设置有金属层(2)，金属层(2)上设置有线路(3)，其特征在于：所述的金属层(2)芯片安装位置，设置有芯片凹槽(4)。
2.根据权利要求1所述的一种金属化陶瓷基板，其特征在于：所述的芯片凹槽(4)深度小于等于金属层(2)的厚度。
3.根据权利要求1所述的一种金属化陶瓷基板，其特征在于：所述的芯片凹槽(4)与线路(3)一体设置或者独立设置。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种金属化陶瓷基板，其特征在于：所述的陶瓷基板(1)包括但不局限Al2O3、ZrO2增韧Al2O3、AlN、Si3N4、SiC、玻璃，金属层(2)包括但不局限Cu、Al、Ni。
5.根据权利要求1所述的一种金属化陶瓷基板，其特征在于：金属层(2)厚度≥100μm。
6.一种金属化陶瓷基板制作方法，其步骤如下：
在金属化完毕的陶瓷基板(1)上加工电路图形；并将加工的金属化陶瓷基板通过在金属层(2)上贴芯片的位置区域制作出芯片凹槽(4)。
7.根据权利要求6所述的一种金属化陶瓷基板制作方法，其特征在于：
通过激光蚀刻、机械加工或化学蚀刻工艺加工电路图形；
通过激光蚀刻、机械加工或二次化学蚀刻工艺，在金属层(2)上贴芯片的位置区域蚀刻出面积大于等于芯片尺寸、规定深度的芯片凹槽(4)，或直接将贴芯片区域整体独立直接减薄至规定的厚度。
8.根据权利要求7所述的一种金属化陶瓷基板制作方法，其特征在于：使用二次化学蚀刻工艺加工芯片凹槽(4)时候，先通过贴膜、曝光、显影等工序后第一次化学蚀刻将线路和出芯片凹槽(4)的位置都蚀刻出来，蚀刻深度小于金属层(2)厚度，后直接在出芯片凹槽(4)的位置涂覆阻蚀浆料将出芯片凹槽(4)覆盖保护，最后再将线路(2)通过二次化学蚀刻，直至将线路(2)完全蚀刻出来。
9.根据权利要求6所述的一种金属化陶瓷基板制作方法，其特征在于：直接将贴芯片区域整体独立直接减薄至规定的厚度方法如下：将芯片区域设计成孤岛形式，然后单独将孤岛整体减薄。
10.一种金属化陶瓷基板与芯片焊接方法，步骤如下：通过钎焊工艺将芯片焊接在权利要求6所制作成的金属化陶瓷基板的芯片凹槽(4)上。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110474688A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-19 | 武汉光迅信息技术有限公司 | 一种光模块 |
| CN112045329A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-08 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 一种金属基板上植球的倒装焊工艺方法 |
| CN112864024A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 池州昀冢电子科技有限公司 | 陶瓷线路板及其制作方法 |
| CN113571425A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-29 | 江苏富乐德半导体科技有限公司 | 一种3d结构陶瓷基板的制备方法 |
| CN114026967A (zh) * | 2019-05-17 | 2022-02-08 | 阿莫善斯有限公司 | 陶瓷基板制造方法 |
| CN117457504A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-26 | 成都万士达瓷业有限公司 | 一种陶瓷封装表面覆铜的生产方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10242330A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-11 | Dowa Mining Co Ltd | パワーモジュール用基板及びその製造法 |
| CN1457225A (zh) * | 2003-06-05 | 2003-11-19 | 华中科技大学 | 一种激光刻蚀制作线路板的方法 |
| CN102693969A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-09-26 | 南京银茂微电子制造有限公司 | 一种igbt功率模块 |
| CN104835796A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-12 | 嘉兴斯达微电子有限公司 | 一种无铅扩散焊的功率模块 |
| CN105981162A (zh) * | 2014-02-03 | 2016-09-28 | 电化株式会社 | 碳化硅质复合体及其制造方法以及使用该复合体的散热零件 |
| CN208722872U (zh) * | 2018-07-20 | 2019-04-09 | 井敏 | 一种金属化陶瓷基板 |
-
2018
- 2018-07-20 CN CN201810800345.3A patent/CN108615717A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10242330A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-11 | Dowa Mining Co Ltd | パワーモジュール用基板及びその製造法 |
| CN1457225A (zh) * | 2003-06-05 | 2003-11-19 | 华中科技大学 | 一种激光刻蚀制作线路板的方法 |
| CN102693969A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-09-26 | 南京银茂微电子制造有限公司 | 一种igbt功率模块 |
| CN105981162A (zh) * | 2014-02-03 | 2016-09-28 | 电化株式会社 | 碳化硅质复合体及其制造方法以及使用该复合体的散热零件 |
| CN104835796A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-12 | 嘉兴斯达微电子有限公司 | 一种无铅扩散焊的功率模块 |
| CN208722872U (zh) * | 2018-07-20 | 2019-04-09 | 井敏 | 一种金属化陶瓷基板 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114026967A (zh) * | 2019-05-17 | 2022-02-08 | 阿莫善斯有限公司 | 陶瓷基板制造方法 |
| CN114026967B (zh) * | 2019-05-17 | 2024-05-14 | 阿莫善斯有限公司 | 陶瓷基板制造方法 |
| CN110474688A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-19 | 武汉光迅信息技术有限公司 | 一种光模块 |
| CN112045329A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-08 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 一种金属基板上植球的倒装焊工艺方法 |
| CN112045329B (zh) * | 2020-09-07 | 2022-03-11 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 一种金属基板上植球的倒装焊工艺方法 |
| CN112864024A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 池州昀冢电子科技有限公司 | 陶瓷线路板及其制作方法 |
| CN113571425A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-29 | 江苏富乐德半导体科技有限公司 | 一种3d结构陶瓷基板的制备方法 |
| CN117457504A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-26 | 成都万士达瓷业有限公司 | 一种陶瓷封装表面覆铜的生产方法 |
| CN117457504B (zh) * | 2023-12-22 | 2024-03-08 | 成都万士达瓷业有限公司 | 一种陶瓷封装表面覆铜的生产方法 |
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