[发明专利]厚膜功率模块成膜基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种厚膜功率模块成膜基板的加工方法。

背景技术

厚膜功率模块随着市场需求向高密度、大功率方向的不断发展，其功率密度越来越大，其中功率芯片数越来越多，布线和封装密度越来越高，热效应比较突出。为了减小厚膜功率模块热效应影响，有效降低厚膜功率模块成膜基板的自身功耗就显得比较重要。

现有厚膜功率模块成膜基板制造方法是采用杜邦6177型钯银导体浆料进行厚膜导体走线成膜。此种导体浆料方阻较大，若采用300目不锈钢丝网40μm乳剂膜的掩膜版来制作厚膜导体走线，该厚膜导体走线膜厚为14μm～16μm，其方阻值达20mΩ/口～30mΩ/口，则厚膜功率模块导体走线内阻总和将达到20Ω以上。如当其内部电流为500mA时，通过公式可知：P＝I²R，在功率模块内部导体走线上将产生5W以上自身功耗，从而使其导体走线上产生大量热量，严重影响功率模块的性能。用此种制造方法重复多层印刷后，其导体膜层厚度虽然有所增加，但其膜层表面易出现明显开裂现象，无法满足使用要求。针对上述问题进行广泛检索，没有检索到解决该问题的相关文献。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有厚膜功率模块成膜基板工艺制作出来的导体走线方阻较大，导致电路自身功耗较大的缺陷，提出的一种厚膜功率模块成膜基板制造方法，使其成膜基板上导体走线方阻降低，保证厚膜功率模块工作的长期可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

厚膜功率模块成膜基板的制造方法，包括以下步骤：

1、使用杜邦公司7740型加厚型银浆料；

2、采用丝网进行2-6次重复印刷；

在上述技术方案的基础上，丝网目数采用250目或300目，乳剂膜厚度选用40μm、50μm或80μm，使厚膜功率模块成膜基板的导带间距达到0.25mm。

本发明优点在于：

通过将杜邦公司7740型导体浆料，使用到厚膜功率模块中，经多次重复印刷，使其原有导线方阻从20mΩ/口下降到导线方阻1mΩ/口以下；经过四次重复印刷，最低可达导线方阻0.2mΩ/口，从而使厚膜功率模块工作时导体走线产生较低功耗，从而有效提高了功率模块所能承受的功率密度和长期可靠性。另外，克服了多次重复印刷所产生的龟裂问题。

附图说明：

图1是本发明的掩膜版侧视图；

图2是本发明的掩膜版俯视图；

图3是掩模版放入丝网印刷机中机头刮板印刷示意图。

具体实施方式：

本发明提供的厚膜功率模块成膜基板的制造方法，包括以下步骤：

a)本发明中采用96％Al₂O₃陶瓷基片来作为厚膜功率模块成膜基片，导体浆料采用杜邦公司7740型加厚型银浆料；

b)制作掩膜版：如图1、图2所示，掩膜版是厚膜丝网印刷工艺中所必需的网版，通过丝网印刷工艺将掩膜版上的图形转化到陶瓷基板上。其网框1采用铝框，丝网2采用不锈钢丝网，丝网目数选用250目、300目等两种，在丝网表面覆盖一层乳剂膜3，乳剂膜厚度选用40μm、50μm及80μm等三种，掩膜版上的图形4就制作在乳剂膜上，因乳剂膜具有感光效应，被紫外线曝光的位置被固化在丝网上，而没有被紫外线曝光的位置则乳剂膜被显影洗掉，利用乳剂膜这一特性从而将底片的黑白图形转化到乳剂膜上，从而制作出可进行丝网印刷的掩膜板。

c)如图3所示，利用上述掩膜版将杜邦公司7740型加厚型银浆料采用厚膜丝网印刷方式，丝网印刷机机头刮板5的规律动作，通过刮板对丝网1施压，从而将网版上的7740型加厚型银浆料均匀地沉积在陶瓷基片6上，以获得清晰完整的印刷图形7，形成均匀且膜厚可控的膜层。

d)厚膜功率模块成膜基板在高温环境下进行排胶和烧结成膜，烧结后膜层表面光滑致密。

通过上述成膜工艺方法，采用不同目数丝网和不同厚度乳剂膜的掩膜版，可形成各种厚度的杜邦7740型导体膜层。在对不同厚度的导体膜层进行方阻测量后，发现随着导体膜层厚度增加其方阻越来越小，从1.2mΩ/口降低到1mΩ/口以下。具体导体膜层厚度控制和方阻指标所对应的工艺参数要求如下表所示。杜邦公司7740型加厚型银浆料印刷控制方法

e)重复上述c)～d)步骤，可在原有导体膜层上进行多次(2-6次)成膜加工，从而可形成更厚的导体膜层，其方阻也更小。