CN115410924B - 一种SiC器件模块封装的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SiC器件模块封装的制备方法。包括以下步骤：步骤一：制备一种具有镶嵌式的Cu‑Sn封装焊片，步骤二：覆铝氮化铝陶瓷基板表面处理，步骤三：冷却板TLP连接，步骤四：碳化硅芯片TLP连接，步骤五：灌封。本发明通过制备一种具有镶嵌式的Cu‑Sn封装焊片来作为连接材料以及使用覆铝氮化铝陶瓷基板来替代传统的DBC或AMB陶瓷基板，解决了功率模块在高温恶劣的环境下工作可靠性不足，导致器件难以位置正常工作的问题；同时，制备的环氧树脂具有较强的耐高温性能，抗冲击性能，进一步提高了功率模块器件的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体为一种SiC器件模块封装的制备方法。
背景技术
宽禁带半导体碳化硅SiC，具有禁带宽度大、击穿电压大、热导率高、耐高温等特点。碳化硅器件可以在高温度(200～350℃)和高电场环境下的工作特点，为高效、高功率密度、高可靠的功率变换器提供了技术可能。
SiC器件模块封装结构材料需要满足工作温度高、击穿强度高、热机械性能好，热膨胀系数与SiC材料相匹配等要求，其难点主要体现在高压、高可靠性陶瓷基板与芯片连接材料与技术方面。陶瓷基板需要具备优异的散热、耐高压和可靠性；芯片连接材料，需要满足低的焊接温度，优异的可靠性以及焊接接头具有较高工作温度、高可靠性等特点。
陶瓷基板DBA(氮化铝覆铝基板)主要应用于高压、高温、大功率模块，是高压SiC器件理想的封装衬板之一，基于传统锡焊料焊接方法，需要衬板表面镀镍金等工艺解决铝面可焊性问题，并且铝的塑性低，耐热循环(-50～150℃)条件下虽然取得了基板本身的优异可靠性，但是镍面容易因铝晶粒相互滑移、挤压产生水波纹，影响了芯片与衬板焊接界面可靠性。
纳米Ag烧结技术具有耐高温及优异的可靠性，但仅受到部分高端市场的青睐，主要原因在于纳米银烧结技术的成熟焊接工艺有待开发，其成本高。
瞬间液相烧结技术(TLP)，是在低温条件下(280℃以下)，低熔点金属熔化，其液相扩散至高熔点金属中进行反应，形成高熔点金属间化合物实现连接键合，其键合接头同样具有优异的耐高温(400℃)特性，但其可靠性，受到键合层为金属间化合物的影响，可靠性不足。
环氧树脂的灌封对于SiC器件模块的保护也尤为重要，传统环氧树脂存在着耐高温性能强，但脆性大，抗冲击能力差或者抗冲击能力强，韧性强但耐高温性能较弱，玻璃化温度较低的问题。
综上所示，SiC半导体材料为高压、高效、高温、高频的功率器件带来了崭新机遇，但目前市场上的SiC器件封装结构及材料仍然以Si器件封装结构为基础。这就导致SiC器件难以发挥高温、高效的工作特性。
因此低成本、低温连接、高温高可靠性服役特性的连接材料及封装工艺亟待开发，本发明一种SiC器件模块封装的制备方法，为上述问题提供途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SiC器件模块封装的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种SiC器件模块封装的制备方法，包括以下步骤：
S01：Cu-Sn嵌入式焊片制备；
S11：黄铜箔片电镀锡：黄铜箔片进行酸性电镀锡、水洗、酒精洗、烘干，黄铜箔片厚度为5～8μm，锡层为0.5～1.2μm；
S12：将镀锡黄铜箔片真空脱锌，得到Cu-Sn嵌入式焊片；
S02：氮化铝覆铝基板备料；氮化铝陶瓷厚度为0.635～1.0mm，铝层厚度为0.2～0.4mm，表层为裸铝层；
S03：使用Cu-Sn嵌入式焊片，将表面处理覆铝氮化铝陶瓷基板与冷却板进行TLP连接，得到连接完成冷却板；
S04：使用Cu-Sn嵌入式焊片，将连接完成冷却板与碳化硅芯片进行TLP连接，得到碳化硅器件模块；
S05：使用环氧树脂将碳化硅器件模块进行灌封，完成一种碳化硅器件模块封装；
进一步的，所述步骤S12中，镀锡黄铜箔片真空脱锌具体操作为：将S11黄铜箔片放入真空炉中，在真空退火条件下进行脱锌，得到Cu-Sn嵌入式焊片，真空退火温度420～465℃，真空度为0.01～0.5Pa，保温时间120～200min；
进一步的，所述Cu-Sn嵌入式焊片片为多孔结构，焊片表面孔径1.2～2.5μm孔隙率85～90％，表面Sn层厚度为0.3～0.8μm，表层Sn重量百分含量93.5～96.5％，其余为Cu，备用；
进一步优化的方案，S03冷却板为封装结构底板，材质主要为铜板、镀镍铝板、镀镍AlSiC板中的任意一种；
进一步的，所述步骤S03中，所述的冷却板TLP连接具体操作为：将Cu-Sn嵌入式焊片放置冷却板与覆铝氮化铝陶瓷基板中间，置于真空热压键合机中进行焊接，焊接温度280～320℃真空度为10～20Pa的氩气气氛下保温时间15～45min加压0.2～10Mpa。
进一步的，所述步骤S04中，所述的碳化硅芯片是SiC芯片具有常规背面金属化铜层的芯片；
进一步的，所述步骤S04中，所述的碳化硅芯片TLP连接具体操作为：将Cu-Sn嵌入式焊片放置连接完成冷却板与碳化硅芯片中间，置于真空热压键合机中进行焊接，焊接温度280～320℃真空度为10～20Pa的氩气气氛下保温时间15～45min加压0.2～10Mpa。
进一步的，所述步骤S05中，所述环氧树脂按如下方法制备：
S51：将4,4’～二氨基二苯甲烷、甲基异丁基酮、表氯醇和水加热搅拌均匀；降温，加入氢氧化钠溶液和三甲基-2-氯乙基氯化铵溶液，搅拌均匀；加入水，分离有机层，通入气体饱和有机层，稀释，洗涤；汽提溶剂，过滤，得到预备环氧树脂；
S52：将β-环糊精加入氢氧化钠溶液中，搅拌溶解；滴加一氯乙酸水溶液，加热搅拌反应；调节pH，低温静置，用乙醇沉淀，抽滤，真空干燥，得到羧甲基-β-环糊精；
S53：将端羧基丁腈橡胶和γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入预备环氧树脂中，加热搅拌反应；加入羧甲基-β-环糊精，二次加热反应；加入4,4’-二氨基二苯砜，混合均匀，消除气泡，固化，得到环氧树脂。
进一步的，所述步骤S51中，4,4’-二氨基二苯甲烷：表氯醇：氢氧化钠溶液的质量比为1:2：(2.2～2.6)，其中氢氧化钠浓度为42％；加热搅拌均匀温度为80℃，加热搅拌均匀时间为8h，降温温度为50℃，搅拌均匀具体操作为50℃下搅拌3h，70～80℃下搅拌1h；汽提溶剂的温度为120℃，1.3kPa；
步骤S52中，β-环糊精：氢氧化钠溶液：一氯乙酸水溶液的质量比为10：(6.6～6.8)：5.6，其中氢氧化钠溶液浓度为25％，加热搅拌反应温度为40～80℃，加热搅拌反应时间为3～8h，调节pH为6～7；
步骤S53中，环氧树脂中包括以下部分组成，按质量份数计，15～20份端羧基丁腈橡胶、0.5～3份羧甲基-β-环糊精、75～80份预备环氧树脂、0.2～0.8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和40～50份4,4’-二氨基二苯砜；加热搅拌反应温度为100～150℃，加热搅拌反应时间3h，二次加热反应温度为100℃，二次加热反应时间为2h，固化温度为60℃，固化时间为4h。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明集成了Cu-Sn嵌入式焊片的制备工艺，即采用1.黄铜箔镀锡；2.经低温真空退火脱除黄铜中的Zn元素。对比传统TLPCu-Sn类型连接工艺，本发明可实现5～8μm更薄焊接层，与高可靠性；对比纯Sn焊片连接，耐热性高，且对基板无表面镀要求；对比Ag烧结技术，成本更低。
本发明通过制备4,4’-二氨基二苯甲烷型环氧树脂，其含有多个环氧官能团和刚性苯环结构，与传统树脂相比具有优异的耐高温性能，与4,4’-二氨基二苯砜固化剂协同作用，提高了环氧树脂的玻璃化转变温度；解决了因端羧基丁腈橡胶的加入导致环氧树脂玻璃化转变温度下降，耐热性能下降的问题。
本发明通过加入羧甲基-β-环糊精有效提高了环氧树脂的断裂伸长率与端羧基丁腈橡胶对环氧树脂起到增韧效果协同作用，进一步提高了环氧树脂的力学性能，解决了4,4’-二氨基二苯甲烷型环氧树脂在固化后体系脆性大，扛冲击性能差的问题。使得制备的环氧树脂既具有较高的耐高温性能，又有较强的力学性能以及耐冲击能力。
综上本发明提出一种SiC器件模块封装的制备方法，具有低成本、低温连接、高温高可靠性服役特性的连接材料以及连接工艺。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的SiC器件模块封装的制备方法制备过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中，化学镀锡使用商用镀锡药液，主要成分组成为：硫酸亚锡24-35g/L，硫酸90-110ml/L，Sn-817镀锡柔软剂20-40ml/L，Sn-817镀锡光亮剂1-4ml/L。
实施例1
S01：Cu-Sn嵌入式焊片制备；
S11：将厚度为5μm黄铜箔片在25℃下进行酸性电镀锡3min；其中，锡层为1.0μm，用水和酒精依次洗涤，烘干，得到镀锡黄铜箔片；
S12：将镀锡黄铜箔片放入温度为450℃，真空度为0.2Pa的真空炉中保温180min退火脱锌，用去离子水和乙醇分别清洗3次，干燥，得到Cu-Sn嵌入式焊片；其中，焊片表面孔径2.0μm，孔隙率90.5％，表面Sn层厚度为0.5μm，表层Sn重量百分含量95.5％，其余为Cu；
S02：将覆铝氮化铝陶瓷基板用去离子水和乙醇分别清洗3次，干燥，备用；其中，氮化铝陶瓷厚度为0.635mm，铝层厚度为0.2mm，表层无其他金属镀层；
S03：Cu-Sn嵌入式焊片放置冷却板与覆铝氮化铝陶瓷基板中间，置于真空热压键合机中，温度加热至320℃，加压至0.2MPa进行焊接，在氩气气氛中保温35min，得到连接完成冷却板；其中，真空度为20Pa；
S04：将Cu-Sn嵌入式焊片放置连接完成冷却板与碳化硅芯片中间，置于真空热压键合机中，温度加热至320℃，加压至0.2MPa进行焊接，在氩气气氛中保温45min，得到碳化硅器件模块；其中，真空度为20Pa；
S05：壳体塑封、灌胶、固化成型，对壳体进行点胶加装底板，将碳化硅器件模块置于壳体内部，使用环氧树脂将碳化硅器件模块进行灌封，然后加装密封顶盖及外部接线端子部件，完成一种碳化硅器件模块封装。
其中，冷却板为封装结构底板，材质主要为铜板；SiC芯片具有背面金属化铜层。
实施例2
本实施例中环氧树脂按如下方法制备：
将200g4,4’-二氨基二苯甲烷、170g甲基异丁基酮、400g表氯醇和36g水加热至80℃搅拌8h；降温至50℃，加入440g浓度为42％氢氧化钠溶液和12.4g三甲基-2-氯乙基氯化铵溶液，在50℃下搅拌3h，再在70℃下搅拌1h；加入450g水，分离有机层，通入二氧化碳气体饱和有机层，用230g甲基异丁基酮稀释后，用150g浓度为5％的氯化钠溶液洗涤；在120℃，1.3kPa压力下汽提溶剂，过滤，得到预备环氧树脂；
将10gβ-环糊精加入6.6g浓度为25％氢氧化钠溶液中，搅拌溶解；滴加5.6g一氯乙酸水溶液，加热至40℃搅拌反应8h；调节pH为7，低温静置，用乙醇沉淀，抽滤，真空干燥，得到羧甲基-β-环糊精；
将20g端羧基丁腈橡胶和0.8gγ-氨丙基三乙氧基硅烷加入80g预备环氧树脂中，加热至150℃搅拌反应3h；加入3g羧甲基-β-环糊精，加热至100℃反应2h；加入40g4,4’-二氨基二苯砜，混合均匀，消除气泡，在60℃下固化4h，得到环氧树脂。
S01：Cu-Sn嵌入式焊片制备；
S11：将厚度为5μm黄铜箔片在25℃下进行酸性电镀锡3min；其中，锡层为1.0μm，用水和酒精依次洗涤，烘干，得到镀锡黄铜箔片；
S12：将镀锡黄铜箔片放入温度为450℃，真空度为0.2Pa的真空炉中保温180min退火脱锌，用去离子水和乙醇分别清洗3次，干燥，得到Cu-Sn嵌入式焊片；其中，焊片表面孔径2.0μm，孔隙率90.5％，表面Sn层厚度为0.5μm，表层Sn重量百分含量95.5％，其余为Cu；
S02：将覆铝氮化铝陶瓷基板用去离子水和乙醇分别清洗3次，干燥，备用；其中，氮化铝陶瓷厚度为0.635mm，铝层厚度为0.2mm，表层无其他金属镀层；
S03：Cu-Sn嵌入式焊片放置冷却板与覆铝氮化铝陶瓷基板中间，置于真空热压键合机中，温度加热至320℃，加压至0.2MPa进行焊接，在氩气气氛中保温35min，得到连接完成冷却板；其中，真空度为20Pa；
S04：将Cu-Sn嵌入式焊片放置连接完成冷却板与碳化硅芯片中间，置于真空热压键合机中，温度加热至320℃，加压至0.2MPa进行焊接，在氩气气氛中保温45min，得到碳化硅器件模块；其中，真空度为20Pa；
S05：壳体塑封、灌胶、固化成型，对壳体进行点胶加装底板，将碳化硅器件模块置于壳体内部，使用环氧树脂将碳化硅器件模块进行灌封，然后加装密封顶盖及外部接线端子部件，完成一种碳化硅器件模块封装。
其中，冷却板为封装结构底板，材质主要为铜板；SiC芯片具有背面金属化铜层。
对比例1
焊片采用5μm铜箔双面电镀锡制备而成，Sn层厚度为1.0μm，其余步骤与实施例1相同。
对比例2
焊片采用5μmSn焊片，基板采用具有镀镍层的DBA封装基板，镀镍层厚度为5.4μm，其余步骤与实施例1相同。
对比例3
将200g4,4’-二氨基二苯甲烷、170g甲基异丁基酮、400g表氯醇和36g水加热至80℃搅拌8h；降温至50℃，加入440g浓度为42％氢氧化钠溶液和12.4g三甲基-2-氯乙基氯化铵溶液，在50℃下搅拌3h，再在70℃下搅拌1h；加入450g水，分离有机层，通入二氧化碳气体饱和有机层，用230g甲基异丁基酮稀释后，用150g浓度为5％的氯化钠溶液洗涤；在120℃，1.3kPa压力下汽提溶剂，过滤，得到预备环氧树脂；
将20g端羧基丁腈橡胶和0.8gγ-氨丙基三乙氧基硅烷加入80g预备环氧树脂中，加热至150℃搅拌反应3h；加入3g羧甲β-环糊精，加热至100℃反应2h；加入40g4,4’-二氨基二苯砜，混合均匀，消除气泡，在60℃下固化4h，得到环氧树脂。
S01：Cu-Sn嵌入式焊片制备；
S11：将厚度为5μm黄铜箔片在25℃下进行酸性电镀锡3min；其中，锡层为1.0μm，用水和酒精依次洗涤，烘干，得到镀锡黄铜箔片；
S12：将镀锡黄铜箔片放入温度为450℃，真空度为0.2Pa的真空炉中保温180min退火脱锌，用去离子水和乙醇分别清洗3次，干燥，得到Cu-Sn嵌入式焊片；其中，焊片表面孔径2.0μm，孔隙率90.5％，表面Sn层厚度为0.5μm，表层Sn重量百分含量95.5％，其余为Cu；
S02：将覆铝氮化铝陶瓷基板用去离子水和乙醇分别清洗3次，干燥，备用；其中，氮化铝陶瓷厚度为0.635mm，铝层厚度为0.2mm，表层无其他金属镀层；
S03：Cu-Sn嵌入式焊片放置冷却板与覆铝氮化铝陶瓷基板中间，置于真空热压键合机中，温度加热至320℃，加压至0.2MPa进行焊接，在氩气气氛中保温35min，得到连接完成冷却板；其中，真空度为20Pa；
S04：将Cu-Sn嵌入式焊片放置连接完成冷却板与碳化硅芯片中间，置于真空热压键合机中，温度加热至320℃，加压至0.2MPa进行焊接，在氩气气氛中保温45min，得到碳化硅器件模块；其中，真空度为20Pa；
S05：壳体塑封、灌胶、固化成型，对壳体进行点胶加装底板，将碳化硅器件模块置于壳体内部，使用环氧树脂将碳化硅器件模块进行灌封，然后加装密封顶盖及外部接线端子部件，完成一种碳化硅器件模块封装。
其中，冷却板为封装结构底板，材质主要为铜板；SiC芯片具有背面金属化铜层。
对比例4
将200g4,4’-二氨基二苯甲烷、170g甲基异丁基酮、400g表氯醇和36g水加热至80℃搅拌8h；降温至50℃，加入440g浓度为42％氢氧化钠溶液和12.4g三甲基-2-氯乙基氯化铵溶液，在50℃下搅拌3h，再在70℃下搅拌1h；加入450g水，分离有机层，通入二氧化碳气体饱和有机层，用230g甲基异丁基酮稀释后，用150g浓度为5％的氯化钠溶液洗涤；在120℃，1.3kPa压力下汽提溶剂，过滤，得到预备环氧树脂；
将10gβ-环糊精加入6.6g浓度为25％氢氧化钠溶液中，搅拌溶解；滴加5.6g一氯乙酸水溶液，加热至40℃搅拌反应8h；调节pH为7，低温静置，用乙醇沉淀，抽滤，真空干燥，得到羧甲基-β-环糊精；
将20g丁腈橡胶和0.8gγ-氨丙基三乙氧基硅烷加入80g预备环氧树脂中，加热至150℃搅拌反应3h；加入3g羧甲基-β-环糊精，加热至100℃反应2h；加入40g4,4’-二氨基二苯砜，混合均匀，消除气泡，在60℃下固化4h，得到环氧树脂。
S01：Cu-Sn嵌入式焊片制备；
S11：将厚度为5μm黄铜箔片在25℃下进行酸性电镀锡3min；其中，锡层为1.0μm，用水和酒精依次洗涤，烘干，得到镀锡黄铜箔片；
S12：将镀锡黄铜箔片放入温度为450℃，真空度为0.2Pa的真空炉中保温180min退火脱锌，用去离子水和乙醇分别清洗3次，干燥，得到Cu-Sn嵌入式焊片；其中，焊片表面孔径2.0μm，孔隙率90.5％，表面Sn层厚度为0.5μm，表层Sn重量百分含量95.5％，其余为Cu；
S02：将覆铝氮化铝陶瓷基板用去离子水和乙醇分别清洗3次，干燥，备用；其中，氮化铝陶瓷厚度为0.635mm，铝层厚度为0.2mm，表层无其他金属镀层；
S03：Cu-Sn嵌入式焊片放置冷却板与覆铝氮化铝陶瓷基板中间，置于真空热压键合机中，温度加热至320℃，加压至0.2MPa进行焊接，在氩气气氛中保温35min，得到连接完成冷却板；其中，真空度为20Pa；
S04：将Cu-Sn嵌入式焊片放置连接完成冷却板与碳化硅芯片中间，置于真空热压键合机中，温度加热至320℃，加压至0.2MPa进行焊接，在氩气气氛中保温45min，得到碳化硅器件模块；其中，真空度为20Pa；
S05：壳体塑封、灌胶、固化成型，对壳体进行点胶加装底板，将碳化硅器件模块置于壳体内部，使用环氧树脂将碳化硅器件模块进行灌封，然后加装密封顶盖及外部接线端子部件，完成一种碳化硅器件模块封装。
其中，冷却板为封装结构底板，材质主要为铜板；SiC芯片具有背面金属化铜层。
性能对比：
实施例1～2可以看出，4,4’-二氨基二苯甲烷型环氧树脂接枝羧甲基-β-环糊精后再与羧甲基丁腈橡胶共混的环氧树脂，封装固化后，芯片焊接区耐热性能更好。
对比例1～2可以看出，本发明制备的Cu-Sn嵌入式焊片焊接制备的SiC器件封装模块具有优异的性能。
对比例3～4可以看出，缺少羧甲基改性的β-环糊精和缺少羧甲基改性的丁腈橡胶，固化效果差，环氧树脂与丁腈橡胶相容性较差，导致导热性能，耐热性能和力学性能下降，使得制备的SiC器件封装模块性能降低。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：Cu-Sn嵌入式焊片制备：
S11：将黄铜箔片电镀锡，得到镀锡黄铜箔片；
S12：将镀锡黄铜箔片脱锌，得到Cu-Sn嵌入式焊片；
S02：将覆铝氮化铝陶瓷基板洗涤烘干，备用；
S03：使用Cu-Sn嵌入式焊片，将表面处理覆铝氮化铝陶瓷基板与冷却板进行TLP连接，得到连接完成冷却板；
S04：使用Cu-Sn嵌入式焊片，将连接完成冷却板与碳化硅芯片进行TLP连接，得到碳化硅器件模块；
S05：使用环氧树脂将碳化硅器件模块进行灌封，完成一种碳化硅器件模块封装。
2.根据权利要求1所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：步骤S11中，所述电镀锡具体操作为：
将黄铜箔片进行酸性电镀锡后，用去离子水和酒精洗涤3次，烘干；
其中，黄铜箔片厚度为5～8μm，锡层厚度为0.5～1.2μm。
3.根据权利要求1所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：步骤S12中，镀锡黄铜箔片脱锌具体操作为：
将镀锡黄铜箔片放入真空炉中，在真空退火条件下进行脱锌；
其中，真空退火温度为420～465℃，真空度为0.01～0.5Pa，保温时间为120～200min。
4.根据权利要求1所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：步骤S12中，所述Cu-Sn嵌入式焊片为多孔结构，其中焊片孔隙直径为1.2～2.5μm，孔隙率为80～90％，焊片表面Sn层厚度为0.3～0.8μm；焊片中，Sn重量百分比为93.5～96.5％，其余为Cu。
5.根据权利要求1所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：步骤S02中，所述覆铝氮化铝陶瓷基板氮化铝陶瓷厚度为0.635～1.0mm，铝层厚度为0.2～0.4mm。
6.根据权利要求1所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：步骤S03中，所述的冷却板TLP连接具体操作为：
将Cu-Sn嵌入式焊片放置冷却板与覆铝氮化铝陶瓷基板中间，置于真空热压键合机中进行焊接，在氩气气氛下保温；其中，焊接温度280～320℃，氩气气氛下保温时间为15～45min，真空度为10～20Pa，压力为0.2～10MPa。
7.根据权利要求1所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：步骤S03中，所述冷却板为封装结构底板，材质为铜板、镀镍铝板、镀镍AlSiC板中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：步骤S04中，所述的碳化硅芯片TLP连接具体操作为：
将Cu-Sn嵌入式焊片放置连接完成冷却板与碳化硅芯片中间，置于真空热压键合机中进行焊接，在氩气气氛下保温；其中，焊接温度为280～320℃，氩气气氛下保温时间为15～45min，真空度为10～20Pa，压力为0.2～10MPa。
9.根据权利要求1所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：步骤S05中，所述环氧树脂按如下方法制备：
S51：将4,4’-二氨基二苯甲烷、甲基异丁基酮、表氯醇和水加热搅拌均匀；降温，加入氢氧化钠溶液和三甲基-2-氯乙基氯化铵溶液，搅拌均匀；加入水，分离有机层，通入气体饱和有机层，稀释，洗涤；汽提溶剂，过滤，得到预备环氧树脂；
S52：将β-环糊精加入氢氧化钠溶液中，搅拌溶解；滴加一氯乙酸水溶液，加热搅拌反应；调节pH，低温静置，用乙醇沉淀，抽滤，真空干燥，得到羧甲基-β-环糊精；
S53：将端羧基丁腈橡胶和γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入预备环氧树脂中，加热搅拌反应；加入羧甲基-β-环糊精，二次加热反应；加入4,4’-二氨基二苯砜，混合均匀，消除气泡，固化，得到环氧树脂。
10.根据权利要求9所述的一种SiC器件模块封装的制备方法，其特征在于：
步骤S51中，4,4’-二氨基二苯甲烷：表氯醇：氢氧化钠溶液的质量比为1:2：(2.2～2.6)，其中氢氧化钠浓度为42％；加热搅拌均匀温度为80℃，加热搅拌均匀时间为8h，降温温度为50℃，搅拌均匀具体操作为50℃下搅拌3h，70～80℃下搅拌1h；汽提溶剂的温度为120℃，1.3kPa；
步骤S52中，β-环糊精：氢氧化钠溶液：一氯乙酸水溶液的质量比为10：(6.6～6.8)：5.6，其中氢氧化钠溶液浓度为25％，加热搅拌反应温度为40～80℃，加热搅拌反应时间为3～8h，调节pH为6～7；
步骤S53中，环氧树脂中包括以下部分组成，按质量份数计，15～20份端羧基丁腈橡胶、0.5～3份羧甲基-β-环糊精、75～80份预备环氧树脂、0.2～0.8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和40～50份4,4’-二氨基二苯砜；加热搅拌反应温度为100～150℃，加热搅拌反应时间3h，二次加热反应温度为100℃，二次加热反应时间为2h，固化温度为60℃，固化时间为4h。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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