[發明專利]功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法

在審

• 申請號: 202010146105.3
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111341666A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 劉多;宋延宇;胡勝鵬;宋曉國;曹健;馮吉才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強

1.一種功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征是包括以下步驟：

(1)將高導熱氮化硅陶瓷封裝基板和銅置于酒精中清洗10-20min，然后分別采用400#、800#、1200#、2000#、3000#的砂紙對高導熱氮化硅陶瓷封裝基板和銅逐級打磨，最后分別采用1.5μm、1μm、0.5μm、0.1μm、0.05μm、0.02μm的拋光液對高導熱氮化硅陶瓷封裝基板和銅逐級拋光；

(2)將步驟(1)中處理后的高導熱氮化硅陶瓷封裝基板和銅放置在真空清洗室中，在真空狀態下，對待鍵合的高導熱氮化硅陶瓷封裝基板和銅表面進行離子轟擊表面活化處理；

(3)采用真空互聯系統的樣品運送架將步驟(2)中得到的表面活化的高導熱氮化硅陶瓷封裝基板和銅傳送到真空連接室中，在真空狀態下將高導熱氮化硅陶瓷封裝基板與銅活化表面相互貼合，對連接結構施壓和加熱，從而實現高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接。

2.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(1)中選用的高導熱氮化硅陶瓷封裝基板，其熱導率為70W/(m·K)-100W/(m·K)。

3.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(2)中真空清洗室真空度范圍為1.5×10^-5Pa-5×10^-7Pa。

4.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(2)中離子轟擊的離子源為Ne、Ar、Kr、Xe中任意一種。

5.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(2)中離子轟擊功率范圍為10W-100W。

6.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(2)中離子轟擊時間范圍為60s-300s。

7.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(3)中真空連接室的真空度范圍為5×10^-5Pa-5×10^-7Pa。

8.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(3)中高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接溫度范圍為25℃-300℃。

9.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(3)中高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接時間范圍為5min-60min。

10.根據權利要求1所述的功率器件模塊封裝用高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接方法，其特征在于：所述步驟(3)中高導熱氮化硅陶瓷基板與銅的連接壓力范圍為30kg-320kg。