[發(fā)明專利]一種IGBT鋁碳化硅散熱基板的阻焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811124403.1
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109243984B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉昌濤;陳巧霞;劉棟
• 申請（專利權(quán)）人: 西安明科微電子材料有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L23/367;H01L23/492
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種IGBT鋁碳化硅散熱基板的阻焊方法，將鋁碳化硅基板進(jìn)行表面處理，然后進(jìn)行電鍍鎳，最后對電鍍后的碳化硅基板進(jìn)行激光阻焊，鋁碳化硅激光阻焊時間短，速度快，效率高，適合于大批量生產(chǎn)，激光阻焊能夠節(jié)省能源，不對環(huán)境造成污染，成本大幅下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于IGBT封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種IGBT鋁碳化硅散熱基板的阻焊方法。

背景技術(shù)

碳化硅增強鋁基復(fù)合材料具有高熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)可調(diào)、高比強度和比剛度、耐磨、耐疲勞、低密度和良好的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)異的力學(xué)和熱物理性能，這些性能夠使得封裝體與芯片的熱膨脹系數(shù)相匹配，并起到良好的導(dǎo)熱作用，從而解決了電路的熱失效問題，提高了元器件的可靠性和穩(wěn)定性，能夠大幅度提高了各種微波、微電子以及功率器件、光電器件的封裝性能，是惡劣環(huán)境下的首選材料。目前，在歐美等發(fā)達(dá)國家，高體積分?jǐn)?shù)SiC p/Al已率先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域也從軍事、航空航天普及到民用市場，如大功率民用電子、IGBT功率基板、無線基站、汽車電子、高亮度LED等。然而由于鋁碳化硅的特性，在封裝過程中其阻焊方法還局限于油墨阻焊，即用液體油墨印刷到鋁碳化硅散熱板上，然后進(jìn)行烘烤，曝光，顯影等工藝，其開窗尺寸和精度很難保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種IGBT鋁碳化硅散熱基板的阻焊方法，提高鋁碳化硅的阻焊效果，降低IGBT封裝成本，提高焊接可靠性。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種IGBT鋁碳化硅散熱基板的阻焊方法，將鋁碳化硅基板進(jìn)行表面處理，然后進(jìn)行電鍍鎳，最后對電鍍后的碳化硅基板進(jìn)行激光阻焊。

具體的，包括以下步驟：

S1、將鋁碳化硅基板進(jìn)行表面處理，然后電鍍一層厚度10～25μm的鎳；

S2、調(diào)整激光發(fā)射器功率5～50KW，使激光焦點落在鍍鎳層上；

S3、控制激光刻蝕深度與寬度，將鍍鎳層打掉，露出鋁碳化硅表面鋁層，控制激光刻蝕線條沿芯片邊緣形成一個封閉區(qū)域；

S4、在步驟S3制備的封閉區(qū)域外，用激光刻蝕一個線框，控制激光刻蝕深度，打掉鍍層和鋁層，露出鋁碳化硅層。

進(jìn)一步的，步驟S3中，激光刻蝕深度為12～30μm，寬度為25～40μm。

進(jìn)一步的，步驟S4中，激光刻蝕的深度為30～50μm，激光刻蝕的線框?qū)挾葹?0～40μm。

更進(jìn)一步的，兩個線框的間距為0.5～1.0mm。

進(jìn)一步的，步驟S4中，線框包括多個，在碳化硅基板上構(gòu)成若干阻焊區(qū)域。

具體的，電鍍鎳的厚度為15～25μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明一種IGBT鋁碳化硅散熱基板的阻焊方法將鋁碳化硅基板進(jìn)行表面處理，然后進(jìn)行電鍍鎳，最后對電鍍后的碳化硅基板進(jìn)行激光阻焊，鋁碳化硅激光阻焊時間短，速度快，效率高，適合于大批量生產(chǎn)，激光阻焊能夠節(jié)省能源，不對環(huán)境造成污染，成本大幅下降。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的核心在于制備鋁碳化硅基板時，通過工藝要求控制鋁碳化硅表面鋁層厚度一致，并且整體基板平面度達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求；鍍鎳層的目的在于提高產(chǎn)品的可焊性及耐腐蝕強度，鍍層厚度可以根據(jù)客戶要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般控制在10-25μm之內(nèi)。

進(jìn)一步的，第一步激光刻蝕深度為12～30μm，寬度為25～40μm，目的在于打掉表面鍍鎳層，露出提前設(shè)計好的鋁層，因為鋁層的特殊性，它與焊料潤濕性較差，當(dāng)焊料與鋁層接觸時，在表面張力作用下會形成一個隆起槽樑，阻止焊料向外圍流出。