[發(fā)明專利]一種AlSiC底板及其安裝孔防裂的方法

在審

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• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106952875A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 徐文輝;王玉林;滕鶴松
• 申請（專利權(quán)）人: 揚州國揚電子有限公司
• 主分類號: H01L23/12
• 分類號: H01L23/12;H01L23/13;H01L23/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 陳靜

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及電力電子領域，尤其是一種AlSiC底板及其安裝孔防裂的方法。

背景技術(shù)

AlSiC即鋁碳化硅，是鋁基碳化硅顆粒增強復合材料的簡稱。AlSiC是采用高科技手段將鋁滲透進碳化硅的內(nèi)部，形成內(nèi)外一體，性質(zhì)炯異的新型材料。AlSiC是金屬基熱管理復合材料，是電子元器件專用封裝材料，主要是將鋁與高體積分數(shù)的SiC復合成為低密度、高導熱率和低膨脹系數(shù)的封裝材料，以解決電子電路的熱失效問題。由于功率半導體器件發(fā)熱嚴重，工作溫度較高，往往由于封裝材料的熱膨脹系數(shù)不匹配造成失效，AlSiC的熱膨脹系數(shù)較銅更接近半導體器件，而且還具有重量輕、密度小、高剛度、不變形的特點，因此廣泛應用于功率半導體行業(yè)。

但是，AlSiC作為功率半導體器件的底板，兩個較大表面往往采用一平一凸設計，其用于安裝螺栓的通孔內(nèi)留鋁較多，且碳化硅胚體與鋁的熱膨脹系數(shù)有差異，鋁的熱膨脹系數(shù)較大，因此滲鋁工序完成后，在通孔中的金屬鋁會向中間收縮，由于鋁的收縮胚體通孔邊角處的鋁層非常薄加上胚體通孔處的應力集中，因此安裝孔處胚體邊角很容易開裂，甚至使碳化硅胚體外露，更加劇其邊緣碎裂。在使用過程中，胚體開裂后會導致其周圍碳化硅胚體碎裂從而造成功率半導體器件無法正常使用的后果，不僅嚴重影響了功率半導體器件的可靠性，還會對封裝企業(yè)造成很大損失。現(xiàn)有技術(shù)為了防止其開裂均采用加厚鋁層的方式，使得其收縮后依然能夠以很大的厚度包裹碳化硅胚體，但由于鋁與絕緣底板的熱膨脹系數(shù)相關(guān)較大，這種做法會導致AlSiC底板與絕緣底板之間的焊層承受較大應力，存在相應的隱患。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種AlSiC底板及其安裝孔防裂的方法。

技術(shù)方案：一種AlSiC底板及其安裝孔防裂的方法，在加工碳化硅胚體用于容納螺栓的通孔時，在通孔的兩端邊緣處開設倒角，再通過滲鋁工藝并對通孔內(nèi)的金屬鋁進行加工，形成AlSiC底板的安裝孔。

進一步的，所述倒角的傾斜角度為30°～60°。

進一步的，所述倒角為倒圓角。

進一步的，所述倒角的長度為0.5mm至3mm。

進一步的，所述AlSiC底板具有焊接面和非焊接面，所述焊接面為平面，非焊接面為凸形球面。

進一步的，所述AlSiC底板的表面為鋁合金，鍍層為半光亮鎳、光亮鎳或鎳硼。

進一步的，在所述碳化硅胚體表面經(jīng)滲鋁工藝所包覆的鋁層厚度小于0.2mm。

一種AlSiC底板的碳化硅胚體，所述碳化硅胚體上設有用于容納螺栓的通孔，在所述通孔的兩端邊緣處分別設有倒角。

一種AlSiC底板，采用上述制造方法制造。

有益效果：在碳化硅胚體通孔的兩端加工有倒角，即使鋁層較薄但通孔周邊的鋁層比較均勻，碳化硅胚體沒有形狀突變的區(qū)域，胚體滲鋁完成后通孔邊緣處及通孔內(nèi)的鋁層雖然也會收縮，但安裝時胚體通孔處卻不會存在應力集中，減小了由收縮而導致的碳化硅胚體邊緣裂縫甚至胚體外露的風險，避免了在安裝孔處胚體碎裂而導致的功率半導體器件無法正常使用的后果；并且也不會由于鋁與絕緣底板的熱膨脹系數(shù)相關(guān)較大而導致AlSiC底板與絕緣底板之間的焊層承受較大應力，大大提高了AlSiC底板的可靠性。

附圖說明

圖1是AlSiC底板的制造流程圖；

圖2是AlSiC底板的制造過程圖；

圖3是胚體倒圓角的AlSiC底板的制造過程圖。

具體實施方式

下面并結(jié)合附圖對本技術(shù)方案進行詳細說明：

實施例1：如圖1、圖2所示，一種AlSiC底板及其安裝孔防裂的方法，在加工碳化硅胚體1用于容納螺栓的通孔2時，在通孔2的兩端邊緣處開設倒角，再通過滲鋁工藝并對通孔2內(nèi)的金屬鋁3進行加工，即：將液體鋁滲入到多孔結(jié)構(gòu)的碳化硅胚體1中，滲鋁完成后，通孔2中的鋁會向中間收縮，形成兩個內(nèi)凹的平面，在內(nèi)凹的平面上加工圓柱形通孔2，去除部分鋁，形成AlSiC底板的安裝孔。使用時，通過螺栓將AlSiC底板安裝在散熱裝置上，使用螺栓固定AlSiC底板時不會產(chǎn)生明顯的應力集中問題。由此制造出的AlSiC底板其碳化硅胚體1在通孔2的兩端邊緣處設有倒角，倒角的傾斜角度為45°，倒角的長度為0.5mm，其具體長度與胚體1的長度有關(guān)，倒角也可以采用倒圓角，如圖3所示。

AlSiC底板具有焊接面和非焊接面，所述焊接面為平面，非焊接面為凸形球面，AlSiC底板的表面為鋁合金，鍍層為半光亮鎳、光亮鎳或鎳硼。本實施例中在所述碳化硅胚體表面經(jīng)滲鋁工藝所包覆的鋁層厚度小于0.2mm。