[發明專利]用于制造電子組件的結合部件的方法以及包括被結合部件的電子組件

有效

• 申請號: 201310091502.5
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103325698A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: K.勒;V.格羅蘇;G.S.史密斯;Y.鄭;G.D.羅斯達爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平

技術領域

本發明大體涉及用于制造電子組件的方法以及電子組件，并且更具體地，涉及用于制造電子組件的結合部件的方法以及通過這類方法制造的電子組件。

背景技術

結合（bonding）與連接（joining）技術在各種電子組件的制造中是基本的。功率模塊是一類電子組件的示例，在該電子組件中，在各種部件之間形成穩健的結合部可能是挑戰性的。功率模塊通常包括就熱量而言具有大功率損耗的電子元件，諸如包括功率晶體管、二極管等的半導體芯片。這些模塊可以是負責用于控制像馬達的電氣負載的速度和扭矩的更加廣泛的電子系統的部分。

通常，功率模塊包括熱堆棧，其包括結合到大功率基底的多個芯片，例如，半導體芯片，所述大功率基底諸如結合到散熱片的直接結合銅（DBC）基底或活性金屬銅焊（AMB）基底。帶有（多個）芯片和/或（多個）散熱片的（多個）基底的組件通常利用諸如焊接、銅焊、或高壓力燒結的傳統的結合和連接技術。然而，這些技術具有一些問題。第一，焊接、銅焊、以及高壓力燒結各自將整個電子組件暴露于一些形式的整體加熱（bulk?heating），例如，用于焊接的回流爐，該回流爐將所述（多個）芯片基本加熱至會不利地影響芯片性能和可靠性的溫度。第二，焊接接頭在功率模塊的正常運行期間所實現的相對高模塊溫度處常常迅速地劣化。第三，雖然銅焊和高壓力燒結產生對于相對高模塊溫度來說更具彈性的結合接頭，但是銅焊和高壓力燒結兩者在可能昂貴的加工期間使用非環境壓力條件。具體地，銅焊通常在真空下形成結合接頭，而高壓力燒結通常在約30MPa或更大的壓力下形成結合接頭。此外，在高壓力燒結期間所使用的較高壓力可導致芯片破裂，造成較低的功率模塊產量。

因此，期望提供用于通過形成穩健的結合接頭制造電子組件的結合部件的方法以及由這類方法制造的電子組件。另外，還期望提供成本較低、生產友好、和/或不有害地影響芯片性能和可靠性的用于制造電子組件的結合部件的方法以及由這類方法制造的電子組件。此外，本發明的其它期望的特征和特點將從隨后的詳細描述和所附權利要求并結合附圖和該背景技術變得明顯。

發明內容

本文提供用于制造電子組件的結合部件的方法以及包括被結合部件的電子組件。根據示例性實施例，用于制造電子組件的結合部件的方法包括將第一層第一含高溫金屬漿料布置成鄰近第一部件的步驟。將第二層第二含高溫金屬漿料布置成鄰近第二部件。納米結構多層反應箔被布置在所述第一層和第二層之間。納米結構多層反應箔被激活以便燒結第一層和第二層并且結合第一部件和第二部件。

根據另一示例性實施例，用于制造電子組件的結合部件的方法包括將第一層第一含高溫金屬漿料布置成鄰近基底的步驟。將第二層第二含高溫金屬漿料布置成鄰近芯片或散熱片。納米結構多層反應箔被布置在所述第一層和第二層之間。納米結構多層反應箔暴露于激勵物，以引起所述納米結構多層反應箔反應并且產生足夠的熱量，以燒結第一層和第二層并且形成將基底與芯片或散熱片接合的結合接頭。

根據另一示例性實施例，包括被結合部件的電子組件包括第一部件和第二部件。第二部件由結合接頭結合到第一部件。結合接頭包括布置在經燒結金屬的基質中的經反應的納米結構多層反應箔。

本發明還提供如下方案：

1.?一種用于制造電子組件的結合部件的方法，所述方法包括步驟：

將第一層第一含高溫金屬漿料布置成鄰近第一部件；

將第二層第二含高溫金屬漿料布置成鄰近第二部件；

將納米結構多層反應箔布置所述第一層和第二層之間；以及

激活所述納米結構多層反應箔以燒結所述第一層和第二層并且結合所述第一部件和第二部件。

2.?根據方案1所述的方法，其特征在于，布置所述第一層的步驟包括：利用包括銀、鋁、鎳或其組合的所述第一含高溫金屬漿料形成所述第一層，和/或布置所述第二層的步驟包括：利用包括銀、鋁、鎳或其組合的所述第二含高溫金屬漿料形成所述第二層。

3.?根據方案1所述的方法，其特征在于，布置所述第一層的步驟包括：利用包括銀漿料的所述第一含高溫金屬漿料形成所述第一層，和/或布置所述第二層的步驟包括：利用包括所述銀漿料的所述第二含高溫金屬漿料形成所述第二層。