[發明專利]厚膜功率模塊成膜基板的制造方法

無效

• 申請號: 200910251522.8
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN102110615A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 尤廣為;楊寶平
• 申請（專利權）人: 華東光電集成器件研究所
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所 34113
• 代理人: 楊晉弘

技術領域

本發明涉及一種厚膜功率模塊成膜基板的加工方法。

背景技術

厚膜功率模塊隨著市場需求向高密度、大功率方向的不斷發展，其功率密度越來越大，其中功率芯片數越來越多，布線和封裝密度越來越高，熱效應比較突出。為了減小厚膜功率模塊熱效應影響，有效降低厚膜功率模塊成膜基板的自身功耗就顯得比較重要。

現有厚膜功率模塊成膜基板制造方法是采用杜邦6177型鈀銀導體漿料進行厚膜導體走線成膜。此種導體漿料方阻較大，若采用300目不銹鋼絲網40μm乳劑膜的掩膜版來制作厚膜導體走線，該厚膜導體走線膜厚為14μm～16μm，其方阻值達20mΩ/口～30mΩ/口，則厚膜功率模塊導體走線內阻總和將達到20Ω以上。如當其內部電流為500mA時，通過公式可知：P＝I²R，在功率模塊內部導體走線上將產生5W以上自身功耗，從而使其導體走線上產生大量熱量，嚴重影響功率模塊的性能。用此種制造方法重復多層印刷后，其導體膜層厚度雖然有所增加，但其膜層表面易出現明顯開裂現象，無法滿足使用要求。針對上述問題進行廣泛檢索，沒有檢索到解決該問題的相關文獻。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有厚膜功率模塊成膜基板工藝制作出來的導體走線方阻較大，導致電路自身功耗較大的缺陷，提出的一種厚膜功率模塊成膜基板制造方法，使其成膜基板上導體走線方阻降低，保證厚膜功率模塊工作的長期可靠性。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

厚膜功率模塊成膜基板的制造方法，包括以下步驟：

1、使用杜邦公司7740型加厚型銀漿料；

2、采用絲網進行2-6次重復印刷；

在上述技術方案的基礎上，絲網目數采用250目或300目，乳劑膜厚度選用40μm、50μm或80μm，使厚膜功率模塊成膜基板的導帶間距達到0.25mm。

本發明優點在于：

通過將杜邦公司7740型導體漿料，使用到厚膜功率模塊中，經多次重復印刷，使其原有導線方阻從20mΩ/口下降到導線方阻1mΩ/口以下；經過四次重復印刷，最低可達導線方阻0.2mΩ/口，從而使厚膜功率模塊工作時導體走線產生較低功耗，從而有效提高了功率模塊所能承受的功率密度和長期可靠性。另外，克服了多次重復印刷所產生的龜裂問題。

附圖說明：

圖1是本發明的掩膜版側視圖；

圖2是本發明的掩膜版俯視圖；

圖3是掩模版放入絲網印刷機中機頭刮板印刷示意圖。

具體實施方式：

本發明提供的厚膜功率模塊成膜基板的制造方法，包括以下步驟：

a)本發明中采用96％Al₂O₃陶瓷基片來作為厚膜功率模塊成膜基片，導體漿料采用杜邦公司7740型加厚型銀漿料；

b)制作掩膜版：如圖1、圖2所示，掩膜版是厚膜絲網印刷工藝中所必需的網版，通過絲網印刷工藝將掩膜版上的圖形轉化到陶瓷基板上。其網框1采用鋁框，絲網2采用不銹鋼絲網，絲網目數選用250目、300目等兩種，在絲網表面覆蓋一層乳劑膜3，乳劑膜厚度選用40μm、50μm及80μm等三種，掩膜版上的圖形4就制作在乳劑膜上，因乳劑膜具有感光效應，被紫外線曝光的位置被固化在絲網上，而沒有被紫外線曝光的位置則乳劑膜被顯影洗掉，利用乳劑膜這一特性從而將底片的黑白圖形轉化到乳劑膜上，從而制作出可進行絲網印刷的掩膜板。

c)如圖3所示，利用上述掩膜版將杜邦公司7740型加厚型銀漿料采用厚膜絲網印刷方式，絲網印刷機機頭刮板5的規律動作，通過刮板對絲網1施壓，從而將網版上的7740型加厚型銀漿料均勻地沉積在陶瓷基片6上，以獲得清晰完整的印刷圖形7，形成均勻且膜厚可控的膜層。

d)厚膜功率模塊成膜基板在高溫環境下進行排膠和燒結成膜，燒結后膜層表面光滑致密。

通過上述成膜工藝方法，采用不同目數絲網和不同厚度乳劑膜的掩膜版，可形成各種厚度的杜邦7740型導體膜層。在對不同厚度的導體膜層進行方阻測量后，發現隨著導體膜層厚度增加其方阻越來越小，從1.2mΩ/口降低到1mΩ/口以下。具體導體膜層厚度控制和方阻指標所對應的工藝參數要求如下表所示。杜邦公司7740型加厚型銀漿料印刷控制方法

e)重復上述c)～d)步驟，可在原有導體膜層上進行多次(2-6次)成膜加工，從而可形成更厚的導體膜層，其方阻也更小。