[发明专利]一种DCB衬板的制作方法及IGBT模块

说明书

本发明涉及一种DCB衬板的制作方法，包括以下步骤：S10：在DCB基底表面的第一金属布线层上开设凹槽；S20：将第二金属布置在所述凹槽内部；S30：将与所述第二金属相同材质的丝线与所述第二金属进行连接。通过该方法制作的IGBT模块，克服了不同材质之间键合所导致的CTE值不匹配等问题，不但使键合更加牢固，还减少了模块在工作过程中产生的微裂纹等问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别地涉及一种DCB衬板的制作方法及IGBT模块。

背景技术

IGBT模块是由绝缘栅双极型晶体管芯片(IGBT)和续流二极管芯片(FWD)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，主要由芯片、塑料框架、电极端子、DCB衬底、基板、金属底板、键合丝和焊料等材料构成。

IGBT模块的焊接方式一般是采用电极端子底部平面和DCB衬底表面金属作为键合区域，用铜丝、金丝或铝丝键合的工艺实现端子与模块内部的电气连接，由此可实现模块结构薄型化、部件轻量化、封装工艺和组装模具简易化，同时由于模块高度较低，缩短端子通流距离，使得封装电感减小。

在键合工艺中，所使用的金属丝一般为铝丝。因为与铜丝、金丝相比，铝丝具有较软，应力较小，成本低，导电性能良好等特点，因而在模块的键合工艺中得到广泛应用。而DCB衬底表面的金属布线层一般为铜布线层，所以DCB衬底表面的键合方式一般为铝-铜键合。但是，由于铜的CTE(热膨胀系数)值为17×10^-6/℃,铝的CTE值为25×10^-6/℃，两种金属的CTE值存在差异，所以铝-铜键合方式将会由于CTE值的不匹配性在热疲劳实验中显示出来，并导致模块在工作过程中应力增加并最终出现微裂纹。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种DCB衬板的制作方法及IGBT模块，用于解决上述问题。

第一方面，本申请提供了一种DCB衬板的制作方法，包括以下步骤：

S10：在DCB基底表面的第一金属布线层上开设凹槽；

S20：将第二金属布置在所述凹槽内部；

S30：将与所述第二金属相同材质的丝线与所述第二金属进行连接。

在一种实施方式中，所述凹槽的纵截面构造成正立的锥形。

在一种实施方式中，所述凹槽设置在所述第一金属布线层的中间位置。

在一种实施方式中，所述锥形的高度小于等于第一金属布线层厚度的1/2。

在一种实施方式中，所述凹槽上表面的圆形的直径小于等于第一金属布线层宽度的1/4，所述凹槽下表面的圆形的直径小于等于第一金属布线层宽度的1/2。

在一种实施方式中，在步骤S20和步骤S30之间还包括：将第二金属的上表面进行抛光打磨处理。

在一种实施方式中，所述第一金属为铜，相应地，第一金属布线层为铜布线层，

所述第二金属为铝材，相应地，与第二金属相同材质的丝线为铝丝线。

在一种实施方式中，铜布线层与铝材之间采用挤压成型的方式结合在一起。

在一种实施方式中，在步骤S30之后还包括：将凹槽内的铝材上表面以及铝材与铝丝线连接处进行镀镍处理。

在一种实施方式中，镀镍层的厚度为3-10微米。

第二方面，本申请提供了一种IGBT模块，包括从下至上依次设置的基板、DCB衬板和芯片，

所述DCB衬板包括DCB基底和设置在所述DCB基底上方的第一金属布线层，所述第一金属布线层的中间位置设有凹槽，所述凹槽内压接第二金属，所述第二金属连接与所述第二金属相同材质的丝线。