基板、基板的制备方法和智能功率模块技术

本发明专利技术提供了一种基板、基板的制备方法和智能功率模块，其中，基板包括：基板本体；合金电路布线层，设于所述基板本体的正侧；无机颗粒层，粘附于基板本体的背侧。通过本发明专利技术技术方案，提高了基板与塑封外壳的结合度，提升了封装器件的可靠性。

Substrate, method for producing substrate and intelligent power module

The invention provides a substrate, substrate preparation method and intelligent power module, wherein the substrate comprises a substrate body; alloy circuit wiring layer is arranged on the side of the substrate body; inorganic particles adhered to the substrate layer, dorsal body. Through the technical proposal of the invention, the bonding degree of the substrate and the plastic sealing shell is improved, and the reliability of the packaging device is improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种基板、一种基板的制备方法和一种智能功率模块。
技术介绍
智能功率模块，即IPM(IntelligentPowerModule)，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动器件(DeriverIntegratedCircuit，即DriverIC)。由于具有高集成度、高可靠性等优势，赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动和变频家电常用的电力电子器件。智能功率模块发热较大，因此需要良好的散热设计以解决可靠性问题，行业上常见的做法是在封装体上设置散热片并将散热片外露，属于半包封结构。目前，金属基线路板作为功率器件绝缘散热组件而广为应用，这些线路板板一般由金属基板、绝缘层、铜箔三层结构组成，其中以价廉、质轻的铝基板居多。相关技术中，封装在模块内部的铝基线路板容易在潮湿的环境下受到来自包封料中离子的腐蚀，使线路板和包封料间分层，导致可靠性问题。对于解决铝基板腐蚀问题，线路板行业通常将铝基板氧化处理后使用，但氧化后的铝基板与包封料间仍存在结合力差的问题。目前，行业上有对铝基板粗糙化的处理方法包括拉丝和喷砂。但对于带氧化铝层的铝基板，这些方法并不适用，一方面，拉丝破坏了氧化层结构，影响了防腐蚀效果，另一方面，喷砂不易粗糙化硬度较高的氧化铝层。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出了一种基板。本专利技术的另一个目的在于提出了一种基板的制备方法。本专利技术的另一个目的在于提出了一种智能功率模块。为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面的实施例，提出了一种基板，包括：基板本体；合金电路布线层，设于所述基板本体的正侧；无机颗粒层，粘附于所述基板本体的背侧。根据本专利技术的实施例的基板，通过在基板本体的背侧粘附形成无机颗粒层，提高了基板的粗糙度，也即提高基板本体与包封料之间的结合力，另外，由于无机颗粒层通常具备极高的热稳定性，因此，半导体加工过程的高温工艺和功率器件的高温散热均不会导致无机颗粒层的形状或薄膜应力发生较大地变化，更进一步地，无机颗粒层的热应力小，且导热效率高，因此，有助于基板和包封料之间的热传递，以提高功率器件的散热效率。其中，无机颗粒层的制备过程兼容于标准CMOS工艺或其他先进半导体加工流程，因此，适于批量生产和推广应用。根据本专利技术的上述实施例的基板，还可以具有以下技术特征：优选地，基板本体为铝质基板。根据本专利技术的实施例的基板，通过设置基板本体为铝质基板，一方面，由于铝分子量仅为26.98，因此，铝质基板具备轻便的特点，另一方面，由于铝的热导率为217.7W/mk，因此，铝质基板具备极高的导热性能，第三方面，铝质基板的工艺兼容度高，制作方法简单，因此，有助于降低半导体器件的生产成本。优选地，基板本体包括：依次复合的氧化铝层和绝缘层，所述氧化层形成于所述铝质基板的表面。根据本专利技术的实施例的基板，通过依次复合并经过图形化处理的氧化铝层和绝缘层，其中，氧化铝层可以是化学淀积形成或自然氧化形成，在粘附无机颗粒层后，具备极低的薄膜应力，同时具备极高的可靠性和致密性，其中，合金布线层可以是覆铜层，由于覆铜层耐腐蚀，作为基板的线路层，有助于提升半导体电路的可靠性。优选地，氧化铝层的厚度范围为1～20微米。优选地，氧化铝层的厚度为10微米。优选地，无机颗粒层包括氧化铝颗粒、碳化硅颗粒、氧化硅颗粒和氮化硅颗粒中的至少一种无机颗粒。根据本专利技术的实施例的基板，通过设置无机颗粒层包括氧化铝颗粒、碳化硅颗粒、氧化硅颗粒和氮化硅颗粒中的至少一种无机颗粒，上述无机颗粒层可以提高基板的表面粗糙度，进而提高基板和包封料之间的结合力，另外，由于上述无机颗粒的热稳定性高和耐腐蚀，因此，增加上述无机颗粒层不会恶化基板的表面应力和封装产品的可靠性。优选地，无机颗粒层的粗糙度范围为1～500微米。根据本专利技术的第二方面的实施例，提出了一种基板的制备方法，包括：在基板本体的正侧形成合金电路布线层；在所述基板本体的背侧形成无机颗粒层，以完成所述基板的制备。根据本专利技术的实施例的基板的制备方法，通过在基板本体的背侧粘附形成无机颗粒层，提高了基板的粗糙度，也即提高基板本体与包封料之间的结合力，另外，由于无机颗粒层通常具备极高的热稳定性，因此，半导体加工过程的高温工艺和功率器件的高温散热均不会导致无机颗粒层的形状或薄膜应力发生较大地变化，更进一步地，无机颗粒层的热应力小，且导热效率高，因此，有助于基板和包封料之间的热传递，以提高功率器件的散热效率。其中，无机颗粒层的制备过程兼容于标准CMOS工艺或其他先进半导体加工流程，因此，适于批量生产和推广应用。优选地，在基板本体的正侧形成合金电路布线层，具体包括以下步骤：在所述基板本体的表面形成氧化铝层，在所述基板本体的正侧的氧化铝层上形成绝缘层，并通过电镀工艺形成覆铜层；在所述基板本体的背侧的氧化铝层上形成无机颗粒层。根据本专利技术的实施例的基板的制备方法，通过依次复合并经过图形化处理的氧化铝层和绝缘层，其中，氧化铝层可以是化学淀积形成或自然氧化形成，在粘附无机颗粒层后，具备极低的薄膜应力，同时具备极高的可靠性和致密性，而合金电路布线层可以是覆铜层，由于覆铜层耐腐蚀，作为基板的线路层，有助于提升半导体电路的可靠性。优选地，在所述合金电路布线层上形成无机颗粒层，以完成所述基板的制备，具体包括以下步骤：在所述氧化铝的背侧的氧化铝层上涂覆化学粘胶剂，并将无机颗粒散布于所述化学粘胶剂的表面；对粘附有所述无机颗粒的基板本体依次进行烘烤、清洗和干燥处理，以固化形成所述无机颗粒层。根据本专利技术的实施例的基板的制备方法，在氧化铝的表面涂覆化学粘胶剂，并将无机颗粒散布于化学粘胶剂的表面，以粘附于氧化铝层，并且对粘附有无机颗粒的基板本体依次进行烘烤、清洗和干燥处理，以固化形成无机颗粒层，上述无机颗粒层可以提高基板的表面粗糙度，进而提高基板和包封料之间的结合力，另外，由于上述无机颗粒的热稳定性高和耐腐蚀，因此，增加上述无机颗粒层不会恶化基板的表面应力和封装产品的可靠性。根据本专利技术的第三方面的实施例，提出了一种智能功率模块，包括：基板，如上述第一方面任一项技术方案所述的基板，或采用如第二方面的制备方法制备而成；功率器件，焊接于基板的正侧的第一指定区域。根据本专利技术的实施例的智能功率模块，通过在基板本体的背侧粘附形成无机颗粒层，提高了基板的粗糙度，也即提高基板本体与包封料之间的结合力，另外，由于无机颗粒层通常具备极高的热稳定性，因此，半导体加工过程的高温工艺和功率器件的高温散热均不会导致无机颗粒层的形状或薄膜应力发生较大地变化，更进一步地，无机颗粒层的热应力小，且导热效率高，因此，有助于基板和包封料之间的热传递，以提高功率器件的散热效率，进而提高了智能功率模块的可靠性。其中，无机颗粒层的制备过程兼容于标准CMOS工艺或其他先进半导体加工流程，因此，适于批量生产和推广应用。优选地，还包括：金属连线，连接于指定的功率器件和基板的正侧的第二指定区域。优选地，还包括：封装外壳，全包覆于基板、金属连线和功率器件。根据本专利技术的实施例的基板的制备方法，通过设置封装外壳全包覆于基板、金属连线和功率器件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板，其特征在于，包括：基板本体；合金电路布线层，设于所述基板本体的正侧；无机颗粒层，粘附于所述基板本体的背侧。

【技术特征摘要】
1.一种基板，其特征在于，包括：基板本体；合金电路布线层，设于所述基板本体的正侧；无机颗粒层，粘附于所述基板本体的背侧。2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述基板本体包括铝质基板。3.根据权利要求2所述的基板，其特征在于，所述基板本体包括：依次复合的氧化铝层、绝缘层，所述氧化层形成于所述铝质基板的表面。4.根据权利要求3所述的基板，其特征在于，所述氧化铝层的厚度范围为1～20微米。5.根据权利要求3所述的基板，其特征在于，所述氧化铝层的厚度为10微米。6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板，其特征在于，所述无机颗粒层包括氧化铝颗粒、碳化硅颗粒、氧化硅颗粒和氮化硅颗粒中的至少一种无机颗粒。7.根据权利要求1至5中任一项所述的基板，其特征在于，所述无机颗粒层的粗糙度范围为1～500微米。8.一种基板的制备方法，其特征在于，包括：在基板本体的正侧形成合金电路布线层；在所述基板本体的背侧形成无机颗粒层，以完成所述基板的制备。9.根据权利要求8所述的基板的制备方法，其特征在于，在基板本体的正侧形成合金电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新雷，冯宇翔，黄锦生，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44