一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法技术

本发明专利技术提出的是一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法，将半导体器件通过排布、烧结、键合等工艺装配在管壳内，采用悬涂方式在未封帽的管壳内涂覆BCB树脂，旋转速率由低速至高速逐步提升，使BCB均匀分布于管壳内；将管壳放入具有保护气体气氛的烘箱中静置，利用烘箱对BCB做温度阶梯式固化处理，最后将管壳从烘箱中拿出进行封装处理。本发明专利技术采用悬涂方式在管壳内填充BCB树脂，利用其高流动性、热稳定性、优异的机械和介电性能，保证BCB树脂在管壳内的覆盖均匀性和表面平坦性，避免气泡产生，经过对填充后的BCB树脂进行阶梯式固化处理，保证BCB树脂的热稳定性，最终封装后形成具有较高耐击穿特性的器件。高耐击穿特性的器件。高耐击穿特性的器件。

【技术实现步骤摘要】
一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法


[0001]本专利技术涉及的是一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法，属于半导体器件


技术介绍

[0002]苯并环丁烯（BCB）热固定树脂具有介电常数低、吸水率低、高频介电损耗小、固化温度低等优良的性质，因其优异的热、机械和介电性能，逐渐成为新一代高性能电子材料而应用于高端微电子领域。
[0003]半导体器件在管壳内排布、烧结、键合时需要综合考虑性能及可靠性等多方面的问题，尤其在高电压、大功率状态下工作时，器件与器件之间、器件与管壳之间都容易产生空气击穿，造成烧毁现象。因此，为提升器件间、器件与管壳间的击穿特性，可以在管壳内填充高介电常数的介质。现有方法通常采用聚酰亚胺对管壳进行填充，然而在实际使用时，由于器件表面及器件间的空隙处的填充能力有限，聚酰亚胺无法均匀覆盖，且填充过程中容易产生气泡，在高温固化过程中容易形成孔洞状固化层，无法有效达到防止击穿的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有半导体器件防击穿加工工序存在的上述问题，提出一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案：一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法，具体包括如下步骤：1）将半导体器件通过排布、烧结、键合工艺装配在未封帽的管壳内，该半导体器件可以是硅器件、砷化镓器件、氮化镓器件、碳化硅器件、磷化铟器件、氧化镓器件中的一种或者多种组合；2）采用悬涂的方式在未封帽的管壳内涂覆BCB树脂，旋转速率由低速至高速逐步提升，悬涂旋转速率及时间依次为：50rad/min，15秒；100rad/min，10秒；300rad/min，7秒；500rad/min，5秒；使BCB树脂均匀平坦分布于管壳内，填充区域无气泡，填充的BCB树脂表面高度高于管壳内的器件和键合丝的最高点，但不超过管壳壁高度；3）将管壳放入具有保护气体气氛的烘箱中静置6小时，烘箱内的保护气体为氮气，烘箱内氮气压强稳定状态下，氧气含量低于100ppm；4）在保护气体的气氛中，利用烘箱对BCB树脂做温度阶梯式固化处理，固化温度及时间设定依次为：由常温经过1小时升温至40℃~60℃，维持该温度6小时；经过1小时升温至90℃~110℃，维持该温度4小时；经过2小时升温至140℃~160℃，维持该温度2小时；经过2小时升温至190℃~210℃，维持该温度1.5小时；经过1.5小时升温至240℃~260℃，维持该温度1小时；经过2小时降温至常温；5）将管壳从烘箱中拿出，进行封装处理。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：采用悬涂方式在管壳内填充BCB树脂，利用
其高流动性、热稳定性、优异的机械和介电性能，保证BCB树脂在管壳内的覆盖均匀性和表面平坦性，避免气泡产生，经过对填充后的BCB树脂进行阶梯式固化处理，保证BCB树脂的热稳定性，最终封装后形成具有较高耐击穿特性的器件。
附图说明
[0007]附图1~附图2是本专利技术提出的用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法流程示意图。
[0008]图中1是管壳，2是器件，3是键合金丝，4是BCB树脂。
具体实施方式
[0009]下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0010]为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0011]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”“某些实施方式”“示意性实施方式”“示例”“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征结构材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征结构材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0012]如图1~图2所示，本实施例中提出的一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法，具体操作步骤如下：1）将管壳1内的各项半导体器件2按要求分别完成装配，包括器件2的排布、烧结，键合金丝3的安装等工序，管壳1未做封帽处理。
[0013]2）采用悬涂的方式在未封帽的管壳1内涂覆BCB树脂4，悬涂速率及时间由低速至高速逐步提升，依次为50rad/min 15秒、100rad/min 10秒、300rad/min 7秒、500rad/min 5秒；BCB树脂4均匀平坦分布于管壳1内，填充区域无气泡，填充的BCB树脂4表面高度要高于管壳1内的器件2和键合金丝3等的最高点，但不超过管壳1壁高度，为封帽留有余量。
[0014]3）将管壳1放入具有保护气体气氛的烘箱中静置6小时，保护气体为氮气，烘箱内氮气压强稳定状态下，氧气含量低于100ppm。
[0015]4）在保护气体的气氛中，利用烘箱对BCB树脂4做温度阶梯式固化处理，固化温度及时间设定依次为由常温经过1小时升温至50℃，维持该温度6小时；经过1小时升温至100℃，维持该温度4小时；经过2小时升温至150℃，维持该温度2小时；经过2小时升温至200℃，维持该温度1.5小时；经过1.5小时升温至250℃，维持该温度1小时；经过2小时降温至常温。
[0016]5）将管壳1从烘箱中拿出，进行封装处理。
[0017]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：1）将半导体器件通过排布、烧结、键合工艺装配在未封帽的管壳内；2）采用悬涂的方式在未封帽的管壳内涂覆BCB树脂，旋转速率由低速至高速逐步提升，使BCB树脂均匀平坦分布于管壳内；3）将管壳放入具有保护气体气氛的烘箱中静置；4）在保护气体的气氛中，利用烘箱对BCB树脂做温度阶梯式固化处理；5）将管壳从烘箱中拿出，进行封装处理。2.根据权利要求1所述的一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法，其特征在于：所述步骤1）中的半导体器件为硅器件、砷化镓器件、氮化镓器件、碳化硅器件、磷化铟器件、氧化镓器件中的一种或者多种组合。3.根据权利要求1所述的一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法，其特征在于：所述步骤2）中的悬涂旋转速率及时间依次为：50rad/min，15秒；100rad/min，10秒；300rad/min，7秒；500rad/min，5秒。4.根据权利要求1所述的一种用BCB树脂提升器件耐击穿特性的方法，其特征在于：所述步骤2）中BCB树脂填充区域无气泡，填充的BCB树脂表...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵国键，林罡，陈正廉，刘柱，陈韬，陈堂胜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：