[发明专利]一种无压烧结连接大功率GTO模块的方法

摘要

本发明公开了一种无压烧结连接大功率GTO模块的方法；以钛为中间金属层，利用磁控溅射设备实现钼基板表面镀银，接着通过纳米银焊膏低温无压烧结实现芯片与基板大面积互连。对钼基板进行等离子清洗，实现表面清洁活化；通过磁控溅射设备依次镀钛和银，将试样在氮气或者惰性气体下进行热处理保证镀膜的稳定性。镀银膜的厚度可通过镀膜功率和镀膜时间来调节。钛作为金属过渡层可以克服由于银和钼互不固溶体造成的无法在钼上镀银的问题。烧结后的银接头具有高的导电性能(4.10×107S m‐1)和导热性能(240W K‐1m‐1)；烧结后的银接头可耐高温(<960℃)，进一步提高了模块的应用温度范围。

主权项

一种无压烧结连接大功率GTO模块的方法，其特征是以钛为中间金属层，利用磁控溅射设备实现钼基板表面镀银，接着通过纳米银焊膏低温无压烧结实现芯片与基板大面积互连；具体步骤如下：(1)对钼基板进行预处理，去除表面污染物，使表面清洁；(2)进行镀膜，在钼基板上依次镀钛膜和银膜；(3)对镀膜试样进行退火处理，随炉冷，保护气氛为高纯度≥99.99％在氮气或惰性气体氩气；(4)使用纳米银焊膏作为互连材料，焊膏涂抹厚度为30‑90um，芯片与基板的连接面积为314‑1256mm2，将互连接头放在加热台或者加热炉中，实现芯片与基板的低温无压烧结互连，其升温速率为3‑8℃/min，加热到250‑320℃，保温5‑30min；芯片与钼基板实现连接，中间的焊膏层的厚度降为15‑45um。