[發(fā)明專利]具有被結合到金屬箔的半導體管芯的半導體模塊

有效

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• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104835746B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設計）人: A.海因里希;P.帕爾姆;T.西姆貝克;H.托維斯滕
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L21/60;H01L23/498;H01L23/31
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 王岳,徐紅燕

1.一種制造半導體模塊的方法，該方法包括：

提供包括被附著于金屬層的金屬箔的金屬復合材料襯底，該金屬箔比金屬層更薄且包括與之不同的材料；

在將金屬箔結構化之前將多個半導體管芯的第一表面附著于金屬箔；

將被附著于金屬箔的半導體管芯裝入電絕緣材料中；

在用電絕緣材料包住半導體管芯之后將金屬層和金屬箔結構化，使得電絕緣材料的表面區(qū)沒有金屬箔和金屬層；以及

沿著沒有金屬箔和金屬層的表面區(qū)劃分電絕緣材料以形成單個模塊。

2.權利要求1的方法，其中，所述金屬層是具有在50 μm和200 μm之間的厚度的Al層，并且金屬箔是具有在3 μm和100 μm厚之間的厚度的Cu箔。

3.權利要求1的方法，其中，在將金屬箔結構化之前將管芯的第一表面附著于金屬箔包括將管芯的第一表面擴散焊接到金屬箔。

4.權利要求1的方法，其中，在將金屬箔結構化之前將管芯的第一表面附著于金屬箔包括將管芯的第一表面焊接、燒結或粘合到金屬箔。

5.權利要求1的方法，其中，在將金屬箔結構化之前將管芯的第一表面附著于金屬箔包括：

用比金屬箔和金屬層熔點更低的焊料來涂敷與金屬層相對的金屬箔表面；以及

經由焊料將半導體管芯的第一表面擴散焊接到金屬箔，包括焊料到高熔點相的等溫凝固。

6.權利要求5的方法，還包括：

在將半導體管芯的第一表面擴散焊接到金屬箔之后且在將半導體管芯裝入電絕緣材料中之前從金屬箔中去除焊料的未反應部分。

7.權利要求1的方法，其中，所述電絕緣材料是層壓件。

8.權利要求1的方法，其中，在用電絕緣材料包住半導體管芯之后將金屬層和金屬箔結構化，使得電絕緣材料的表面區(qū)沒有金屬箔和金屬層包括：

掩蔽金屬層，使得金屬層的區(qū)域被暴露；

去除金屬層的暴露區(qū)，使得金屬箔的區(qū)域被暴露；以及

使用剩余金屬層作為掩模來去除金屬箔的暴露區(qū)。

9.權利要求1的方法，還包括：

形成一個或多個第一連接，其通過電絕緣材料從與第一表面相對的管芯的第二表面延伸到背對金屬復合材料襯底的電絕緣材料的表面上的結構化金屬層；以及

形成一個或多個第二連接，其通過電絕緣材料從金屬箔延伸到背對金屬復合材料襯底的電絕緣材料的表面上的結構化金屬層。

10.一種半導體模塊，包括：

金屬復合材料襯底，包括被附著于結構化金屬箔的第一表面的金屬層，該結構化金屬箔具有與第一表面相對的第二表面且比金屬層更薄，該金屬層具有從結構化金屬箔的第一表面向外延伸的錐形側壁；

至少一個半導體管芯，具有被附著于結構化金屬箔的第二表面的第一表面；

電介質層，其被附著于結構化金屬箔的第二表面并包住所述至少一個半導體管芯；以及

結構化金屬層，其在背對金屬復合材料襯底的電介質層的表面上，

其中，所述結構化金屬箔具有從電介質層向外延伸的側壁，結構化金屬箔的側壁未被電介質層覆蓋且與金屬復合材料襯底的金屬層的側壁對準，

其中，所述電介質層具有在電介質層的相對第一和第二主表面之間延伸的邊緣，電介質層的邊緣未被金屬覆蓋。

11.權利要求10的半導體模塊，還包括：

一個或多個第一連接，其通過電介質層從與第一表面相對的所述至少一個半導體管芯的第二表面延伸到背對金屬復合材料襯底的電介質層的表面上的結構化金屬層。

12.權利要求11的半導體模塊，還包括：

一個或多個第二連接，其通過電介質層從結構化金屬箔延伸到背對金屬復合材料襯底的電介質層的表面上的結構化金屬層。

13.一種將半導體管芯附著到金屬復合材料襯底的方法，所述方法包括：

提供包括被附著于金屬層的金屬箔的金屬復合材料襯底，該金屬箔比金屬層更薄且包括與之不同的材料；

用比金屬箔和金屬層熔點更低的焊料來涂敷與金屬層相對的金屬箔表面；

經由焊料而將多個半導體管芯的第一表面焊接至金屬箔，包括焊料到高熔點相的等溫凝固；以及

在將半導體管芯的第一表面擴散焊接到金屬箔之后將半導體管芯裝入電絕緣材料中。