CN112652541A - 一种改善amb基板翘曲的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体技术领域。一种改善AMB基板翘曲的方法，所述AMB基板包括从上至下堆叠的上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层，所述上铜箔层为图形面侧，所述上铜箔层的左端以及右端均设有长度方向为前后方向的条状图形，所述下铜箔为非图形面侧，所述下铜箔层上刻蚀有凹槽；所述AMB基板呈长方形AMB基板时，所述下铜箔层的左右两侧均刻蚀有从前至后排布的所述凹槽；所述AMB基板呈正方形AMB基板时，所述下铜箔层的左右两侧均刻蚀有从前至后排布的所述凹槽。本专利通过在AMB基板非图形面上设计凹槽，释放其热应力，以平衡图形面的应力，减少基板向铜箔图形面方向的翘曲(凹陷)程度。

Description

一种改善AMB基板翘曲的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体是改善AMB基板翘曲的方法。
背景技术
陶瓷基板具有热导率高、耐热性好、热膨胀系数低、机械强度高、绝缘性好、耐腐蚀、抗辐射等特点，在电子器件封装中得到广泛应用，根据制备原理和工艺的不同，目前主流产品可以分为厚膜印刷陶瓷基板(Thick Printing Ceramic Substrate,TPC)、直接键合铜陶瓷基板(Direct Bonded Copper Ceramic Substrate,DCB或称DBC)、活性金属焊接陶瓷基板(Active Metal Brazing Ceramic Substrate,AMB)等。
目前，活性金属焊接陶瓷基板(AMB)应用于对冷热循环可靠性要求高的领域。活性金属焊接陶瓷基板(AMB)具有优异的力学性能及耐高低温冲击可靠性，已成为大功率IGBT模块的首选封装材料。由于AMB基板要承载的电流密度大，导热率要求高，其结构都为厚铜薄瓷。在AMB基板制程中，厚铜箔与薄陶瓷钎焊过程会产生较大的热应力，这些应力在铜箔图形蚀刻后会释放出来。造成基板向铜箔图形面翘曲(凹陷)和非图形面外凸。见图1。后道的封装焊接工序会进一步加剧翘曲的增加，造成基板焊接不良增加，甚至基板开裂。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种改善AMB基板翘曲的方法，以解决以上至少一个技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种改善AMB基板翘曲的方法，所述AMB基板包括从上至下堆叠的上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层，所述上铜箔层为图形面侧，所述上铜箔层的左端以及右端均设有长度方向为前后方向的条状图形，所述下铜箔为非图形面侧，其特征在于所述下铜箔层上刻蚀有凹槽；
所述AMB基板呈长方形AMB基板时，所述下铜箔层的左右两侧均刻蚀有从前至后排布的所述凹槽；
所述AMB基板呈正方形AMB基板时，所述下铜箔层的左右两侧均刻蚀有从前至后排布的所述凹槽。
本专利通过在AMB基板非图形面上设计凹槽，释放其热应力，以平衡图形面的应力，减少基板向铜箔图形面方向的翘曲(凹陷)程度。
进一步优选的，所述AMB基板中上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层的厚度分别为0.40～1.0mm、0.25～0.50mm以及0.40～1.0mm。
进一步优选的，所述上铜箔层的条状图形的加工深度为上铜箔层的厚度。
进一步优选的，所述凹槽的深度是所述下铜箔层厚度的50％～100％。
所述AMB基板呈长方形AMB基板时；具体设计如下：
进一步优选的，所述上铜箔层的左端设有左右设置的第一条状图形以及第二条状图形，所述第一条状图形的前端与所述第二条状图形的前端齐平，所述第一条状图形的长度短于所述第二条状图形，所述第一条状图形的长度为A1；
所述第一条状图形与所述第二条状图形的宽度之和为A2；
所述下铜箔层上正对所述第一条状图形与所述第二条状图形的区域设有第一对应凹槽组，所述第一对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第一凹槽；
所述第一凹槽的长度为(A2+0.5)mm；
所述第一对应凹槽组中最前方的第一凹槽与第一条状图形的前端的间距为3-5mm。
进一步优选的，所述第一凹槽设有3-6个。
进一步优选的，所述上铜箔层的右端设有左右并排设置的第三条状突起以及第四条状图形，所述第三条状图形以及所述第四条状图形的长度为B1；
所述第三条状图形与所述第四条状图形的宽度之和为B2；
所述下铜箔层上正对所述第三条状图形与所述第四条状图形的区域设有第二对应凹槽组，所述第二对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第二凹槽；
所述第二凹槽的长度为(B2+0.5)mm；
所述第二对应凹槽组中最前方的第二凹槽与第三条状图形的前端的间距为3-5mm。
进一步优选的，所述第二凹槽设有3-6个。
进一步优选的，所述第一条状图形的前后两侧均设置有方形图形，所述第二条状图形的前侧设置有方形图形，且所述第一条状图形与所述第二条状图形前侧的方形图形左右并排设置，所述第一条状图形的后侧的方形图形的后端与所述第二条状图形的后端对齐。
进一步优选的，所述第三条状图形以及第四条状图形的前端设置有方形图形。
所述AMB基板呈正方形AMB基板时，具体设计如下：
所述上铜箔层的左端设有左右设置的第一条状图形以及第二条状图形，所述第一条状图形的前端与所述第二条状图形的前端齐平；
所述第一条状图形与所述第二条状图形的宽度之和为A2；
所述下铜箔层上正对所述第一条状图形与所述第二条状图形的区域设有第一对应凹槽组，所述第一对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第一凹槽；
所述第一凹槽的长度a＝(A2+0.5)mm，宽度c为0.50～1.5mm；
所述上铜箔层的右端设有左右并排设置的第三条状突起以及第四条状图形；
所述第三条状图形与所述第四条状图形的宽度之和为B2；
所述下铜箔层上正对所述第三条状图形与所述第四条状图形的区域设有第二对应凹槽组，所述第二对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第二凹槽；
所述第二凹槽的长度为b＝(B2+0.5)mm，宽度c为0.5～1.5mm。
附图说明
图1是背景技术AMB基板的翘曲示意图；
图2是本发明具体实施例1的图形面侧以及非图形面侧的结构示意图；
图2(A)是本发明具体实施例1图形面侧的示意图；
图2(B)是本发明具体实施例1非图形面侧的示意图；
图3是本发明具体实施例2的图形面侧以及非图形面侧的结构示意图；
图3(A)是本发明具体实施例2图形面侧的示意图；
图3(B)是本发明具体实施例2非图形面侧的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
具体实施例1：
参见图2，一种改善AMB基板翘曲的方法，AMB基板包括从上至下堆叠的上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层，上铜箔层为图形面侧，上铜箔层的左端以及右端均设有长度方向为前后方向的条状图形，下铜箔为非图形面侧，刻蚀工序之前，下铜箔层上刻蚀有凹槽；
AMB基板呈长方形AMB基板时，下铜箔层的左右两侧均刻蚀有从前至后排布的凹槽。
本专利通过在AMB基板非图形面上设计凹槽，释放其热应力，以平衡图形面的应力，减少基板向铜箔图形面方向的翘曲(凹陷)程度。
图2(A)是图形面侧的示意图；图2(B)是非图形面侧的示意图。
AMB基板中上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层的厚度分别为0.40～1.0mm、0.25～0.50mm以及0.40～1.0mm。
上铜箔层的条状图形的加工深度为铜箔层的厚度。
凹槽的深度是下铜箔层厚度的50％～100％。
上铜箔层的左端设有左右设置的第一条状图形以及第二条状图形，第一条状图形的前端与第二条状图形的前端齐平，第一条状图形的长度短于第二条状图形，第一条状图形的长度为A1；第一条状图形与第二条状图形的宽度之和为A2；下铜箔层上正对第一条状图形与第二条状图形的区域设有第一对应凹槽组，第一对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第一凹槽；第一凹槽的长度a为(A2+0.5)mm；第一对应凹槽组中最前方的第一凹槽与第一条状图形的前端的间距d为3-5mm。第一凹槽设有3-6个。
上铜箔层的右端设有左右并排设置的第三条状突起以及第四条状图形，第三条状图形以及第四条状图形的长度为B1；第三条状图形与第四条状图形的宽度之和为B2；下铜箔层上正对第三条状图形与第四条状图形的区域设有第二对应凹槽组，第二对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第二凹槽；第二凹槽的长度b为(B2+0.5)mm；第二对应凹槽组中最前方的第二凹槽与第三条状图形的前端的间距e为3-5mm。第二凹槽设有3-6个。
第一条状图形的前后两侧均设置有方形图形，第二条状图形的前侧设置有方形图形，且第一条状图形与第二条状图形前侧的方形图形左右并排设置，第一条状图形的后侧的方形图形的后端与第二条状图形的后端对齐。第三条状图形以及第四条状图形的前端设置有方形图形。
具体实施例2：
参见图3，一种改善AMB基板翘曲的方法，AMB基板包括从上至下堆叠的上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层，上铜箔层为图形面侧，上铜箔层的左端以及右端均设有长度方向为前后方向的条状图形，下铜箔为非图形面侧，下铜箔层上刻蚀有凹槽；
AMB基板呈正方形AMB基板时，下铜箔层的左右两侧均刻蚀有从前至后排布的所述凹槽。
AMB基板中上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层的厚度分别为0.40～1.0mm、0.25～0.50mm以及0.40～1.0mm。
图3(A)是图形面侧的示意图；图3(B)是非图形面侧的示意图。
上铜箔层的条状图形的加工深度为上铜箔层的厚度。
凹槽的深度是下铜箔层厚度的50％～100％。
下铜箔层的左右两侧刻蚀有从前至后等间距排布的凹槽。凹槽的长度为a＝(A2+0.5)mm；b＝(B2+0.5)mm，凹槽的宽度c为0.50～1.5mm。
具体的，上铜箔层的左端设有左右设置的第一条状图形以及第二条状图形，第一条状图形的前端与第二条状图形的前端齐平，第一条状图形的长度短于第二条状图形，第一条状图形的长度为A1；第一条状图形与第二条状图形的宽度之和为A2；下铜箔层上正对第一条状图形与第二条状图形的区域设有第一对应凹槽组，第一对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第一凹槽；第一凹槽的长度a为(A2+0.5)mm；第一对应凹槽组中最前方的第一凹槽与第一条状图形的前端的间距d为3-5mm。第一凹槽设有3-6个。
上铜箔层的右端设有左右并排设置的第三条状突起以及第四条状图形，第三条状图形以及第四条状图形的长度为B1；第三条状图形与第四条状图形的宽度之和为B2；下铜箔层上正对第三条状图形与第四条状图形的区域设有第二对应凹槽组，第二对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第二凹槽；第二凹槽的长度b为(B2+0.5)mm；第二对应凹槽组中最前方的第二凹槽与第三条状图形的前端的间距e为3-5mm。第二凹槽设有3-6个。
第一条状图形的前后两侧均设置有方形图形，第二条状图形的前侧设置有方形图形，且第一条状图形与第二条状图形前侧的方形图形左右并排设置，第一条状图形的后侧的方形图形的后端与第二条状图形的后端对齐。第三条状图形以及第四条状图形的前端设置有方形图形。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改善AMB基板翘曲的方法，所述AMB基板包括从上至下堆叠的上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层，所述上铜箔层为图形面侧，所述上铜箔层的左端以及右端均设有长度方向为前后方向的条状图形，所述下铜箔为非图形面侧，其特征在于，所述下铜箔层上刻蚀有凹槽；
所述AMB基板呈长方形AMB基板时，所述下铜箔层的左右两侧均刻蚀有从前至后排布的所述凹槽；
所述AMB基板呈正方形AMB基板时，所述下铜箔层的左右两侧均刻蚀有从前至后排布的所述凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述AMB基板中上铜箔层、陶瓷基板以及下铜箔层的厚度分别为0.40～1.0mm、0.25～0.50mm以及0.40～1.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述上铜箔层的条状图形的加工深度为上铜箔层的厚度；
所述凹槽的深度是所述下铜箔层厚度的50％～100％。
4.根据权利要求1所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述AMB基板呈长方形AMB基板时；
所述上铜箔层的左端设有左右设置的第一条状图形以及第二条状图形，所述第一条状图形的前端与所述第二条状图形的前端齐平，所述第一条状图形的长度短于所述第二条状图形，所述第一条状图形的长度为A1；
所述第一条状图形与所述第二条状图形的宽度之和为A2；
所述下铜箔层上正对所述第一条状图形与所述第二条状图形的区域设有第一对应凹槽组，所述第一对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第一凹槽；
所述第一凹槽的长度a＝(A2+0.5)mm，宽度c为0.50～1.5mm。
所述第一对应凹槽组中最前方的第一凹槽与第一条状图形的前端的间距为3-5mm。
5.根据权利要求4所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述第一凹槽设有3-6个。
6.根据权利要求4所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述上铜箔层的右端设有左右并排设置的第三条状突起以及第四条状图形，所述第三条状图形以及所述第四条状图形的长度为B1；
所述第三条状图形与所述第四条状图形的宽度之和为B2；
所述下铜箔层上正对所述第三条状图形与所述第四条状图形的区域设有第二对应凹槽组，所述第二对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第二凹槽；
所述第二凹槽的长度为b＝(B2+0.5)mm，宽度c为0.5～1.5mm。
所述第二对应凹槽组中最前方的第二凹槽与第三条状图形的前端的间距为3-5mm。
7.根据权利要求6所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述第二凹槽设有3-6个。
8.根据权利要求6所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述第一条状图形的前后两侧均设置有方形图形，所述第二条状图形的前侧设置有方形图形，且所述第一条状图形与所述第二条状图形前侧的方形图形左右并排设置，所述第一条状图形的后侧的方形图形的后端与所述第二条状图形的后端对齐。
9.根据权利要求8所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述第三条状图形以及第四条状图形的前端设置有方形图形。
10.根据权利要求1所述的一种改善AMB基板翘曲的方法，其特征在于：所述AMB基板呈正方形AMB基板时；
所述上铜箔层的左端设有左右设置的第一条状图形以及第二条状图形，所述第一条状图形的前端与所述第二条状图形的前端齐平；
所述第一条状图形与所述第二条状图形的宽度之和为A2；
所述下铜箔层上正对所述第一条状图形与所述第二条状图形的区域设有第一对应凹槽组，所述第一对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第一凹槽；
所述第一凹槽的长度a＝(A2+0.5)mm，宽度c为0.50～1.5mm；
所述上铜箔层的右端设有左右并排设置的第三条状突起以及第四条状图形；
所述第三条状图形与所述第四条状图形的宽度之和为B2；
所述下铜箔层上正对所述第三条状图形与所述第四条状图形的区域设有第二对应凹槽组，所述第二对应凹槽组设有至少三个从前至后排布的第二凹槽；
所述第二凹槽的长度为b＝(B2+0.5)mm，宽度c为0.5～1.5mm。
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