[發(fā)明專利]一種適用于高壓功率器件模塊封裝的DBC結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910879279.8
• 申請(qǐng)日: 2019-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN110491857A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚金才;陳宇;朱超群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳愛仕特科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/498
• 分類號(hào): H01L23/498
• 代理公司: 44632 深圳倚智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 霍如肖<國際申請(qǐng)>=<國際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開了一種適用于高壓功率器件模塊封裝的DBC結(jié)構(gòu)，包括中陶瓷絕緣層，所述中陶瓷絕緣層的兩側(cè)分別設(shè)置有上銅層和下銅層，所述上銅層上設(shè)置有耐高溫絕緣介質(zhì)層。本發(fā)明在進(jìn)行芯片與DBC焊接時(shí)，芯片被固定在DBC上銅層的凹面內(nèi)部，芯片位置將不再會(huì)出現(xiàn)偏移，提高芯片貼片的良率以及整個(gè)工藝過程的成品率以及最終產(chǎn)品的可靠性，采用本DBC結(jié)構(gòu)在進(jìn)行模塊封裝，在封裝工藝后都可以進(jìn)行高壓測(cè)試，提前發(fā)現(xiàn)不良產(chǎn)品，提前處理，降低封裝成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種適用于高壓功率器件模塊封裝的DBC結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

DBC(銅直接鍵合)作為功率器件模塊封裝的關(guān)鍵配件，通常由上銅層、中陶瓷絕緣層及下銅層組成，其主要作用包括實(shí)現(xiàn)多芯片以不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互聯(lián)、實(shí)現(xiàn)器件的電氣隔離、作為器件的主要散熱通道等。其中，DBC下銅層通常通過焊料被焊接在模塊的底板上，主要用于實(shí)現(xiàn)DBC與底板間的連接。上銅層通常通過焊料與功率器件芯片背面金屬相連，實(shí)現(xiàn)多芯片以不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互聯(lián)。

因?yàn)樾酒趁媾cDBC上銅層連接的面為一平面，現(xiàn)有DBC上銅層表面與芯片接觸區(qū)域及周邊(器件的電氣隔離以外)通常被設(shè)計(jì)制造為一個(gè)平面，具體如圖1所示。

在模塊封裝的過程的芯片與DBC焊接時(shí)，由于DBC上銅層表面平滑，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)芯片偏移預(yù)定位置，影響后續(xù)工藝過程，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品失效，抬高了產(chǎn)品失效率，增加封裝成本。

隨著新材料以及新的芯片技術(shù)發(fā)展，尤其SiC材料以及工藝技術(shù)的發(fā)展，芯片耐壓在提高，相同規(guī)格的芯片尺寸在減小，相同耐壓的SiC功率器件的終端尺寸遠(yuǎn)小于Si器件，這就給器件模塊封裝過程中的測(cè)試帶來一定的困難。因?yàn)镈BC上銅層表面與芯片接觸區(qū)域及周邊(器件的電氣隔離以外)為一個(gè)平面，當(dāng)與芯片背面焊接后進(jìn)行高壓測(cè)試時(shí)，在芯片周邊將產(chǎn)生高壓電弧，又因?yàn)樾酒K端尺寸小，很容易通過芯片周邊使芯片高壓擊穿，從而損壞芯片。因此，目前的高壓器件，尤其是SiC高壓功率器件，在模塊封裝過程中，直到灌膠后才進(jìn)行高壓測(cè)試，在灌膠前都只是進(jìn)行高壓以外的測(cè)試，即使器件耐壓出現(xiàn)問題也無法檢測(cè)，使得封裝成本大為增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于高壓功率器件模塊封裝的DBC結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行芯片與DBC焊接時(shí)，芯片被固定在DBC上銅層的凹面內(nèi)部，芯片位置將不再會(huì)出現(xiàn)偏移，提高芯片貼片的良率以及整個(gè)工藝過程的成品率以及最終產(chǎn)品的可靠性，采用本DBC結(jié)構(gòu)在進(jìn)行模塊封裝，在封裝工藝后都可以進(jìn)行高壓測(cè)試，提前發(fā)現(xiàn)不良產(chǎn)品，提前處理，降低封裝成本，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種適用于高壓功率器件模塊封裝的DBC結(jié)構(gòu)，包括中陶瓷絕緣層，所述中陶瓷絕緣層的兩側(cè)分別設(shè)置有上銅層和下銅層，所述上銅層上設(shè)置有耐高溫絕緣介質(zhì)層。

優(yōu)選的，所述上銅層的焊面上設(shè)置有至少一個(gè)用于放置芯片的凹面，所述耐高溫絕緣介質(zhì)層設(shè)置在所述凹面四周側(cè)面上。

優(yōu)選的，所述凹面的深度比焊片厚度與芯片厚度之和小1～2㎜。

優(yōu)選的，所述凹面的形狀與芯片的形狀相同，所述凹面的尺寸比芯片的尺寸大0.5～1㎜。

優(yōu)選的，所述耐高溫絕緣介質(zhì)層固定粘結(jié)在在所述上銅層焊面上，所述耐高溫絕緣介質(zhì)層設(shè)置有至少一個(gè)，所述耐高溫絕緣介質(zhì)層上設(shè)置有焊孔。

優(yōu)選的，所述焊孔與所述上銅層相連通。

優(yōu)選的，所述焊孔的深度比焊片厚度與芯片厚度之和小1～2㎜。

優(yōu)選的，所述焊孔的形狀與芯片的形狀相同，所述焊孔的尺寸比芯片的尺寸大0.5～1㎜。

優(yōu)選的，所述耐高溫絕緣介質(zhì)層的耐壓值高于芯片的耐壓值。