无源器件与芯片同步烧结的加工方法及半导体组件与流程

本发明涉及半导体封装，尤其涉及一种无源器件与芯片同步烧结的加工方法及半导体组件。

背景技术：

1、目前，在半导体功率模块封装的有压烧结过程中，不同器件的基础厚度存在区别，例如，门极电阻rg、正温度系数热敏电阻ptc等无源器件比较厚，上述两种器件的厚度通常大于sic mosfet芯片的厚度，由于这两种无源器件与芯片的厚度存在较大差异，焊接在覆铜陶瓷基板上以后，顶部未能处于同一水平面，无法进行同步有压烧结，现在通常采用以下方法。

2、其中一种方法是先烧结芯片，再追加一道工序烧结一个无源器件(器件a：如门极电阻rg)，再追加一道工序烧结下一个无源器件(如器件b：正温度系数热敏电阻ptc)。这一处理方法效率低，烧结后器件与覆铜陶瓷基板的结合力不足，工序较多、基板表面铜层更容易产生氧化，且一颗模块内只使用1颗器件b，单独烧结器件b时，因单位面积的压强过大，器件b容易碎裂；

3、另一种方法是采用具备不同高低平面的定制压头模具，这种方法只能按照固定型号的器件a和器件b制作对应的定制模具，若使用匹配不同性能芯片与不同型号的无源器件进行搭配安装，则需要重新定制多款模具，不仅模块数量多，而且模具成本太高，管理和使用麻烦，导致加工制造效率低下。

4、这两种方法因工序较多或需要定制模具多，会增加较大成本，且加工制造的效率较差。因此，现有技术方法中对无源器件及芯片进行有压烧结过程存在加工效率较低的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种无源器件与芯片同步烧结的加工方法及半导体组件，旨在解决现有技术方法中对无源器件及芯片进行有压烧结过程所存在的加工效率较低的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其中，所述加工方法包括：

3、根据各无源器件的尺寸在覆铜陶瓷基板中顶面铜层的表层开设器件凹槽；

4、在所述器件凹槽处装配与凹槽尺寸相适配的钢网；

5、在所述钢网的起始印刷位置涂覆烧结银焊接材料；所述起始印刷位置为所述钢网的开口处形成的印刷区域的外缘；

6、使用刮刀紧贴所述钢网的表面进行刮动，以使所述烧结银焊接材料平铺覆盖于所述印刷区域的表面；

7、将平铺覆盖烧结银焊接材料的覆铜陶瓷基板进行高温预烘烤；

8、将无源器件及芯片分别装配于与印刷区域对应的装片区域内，并将所述无源器件及芯片与烧结银接触、粘接；

9、通过烧结炉模具对装配无源器件及芯片的覆铜陶瓷基板的上下两侧进行加压并送入高温环境中进行烧结，以对所述无源器件及所述芯片同步烧结固定。

10、第二方面，本申请实施例还提供了一种无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其中，所述加工方法包括：

11、根据各无源器件的尺寸在覆铜陶瓷基板中顶面铜层的表层开设器件凹槽；

12、将底部粘接银膜的无源器件及芯片分别装配于与器件凹槽对应的装片区域内：

13、通过烧结炉模具对装配无源器件及芯片的覆铜陶瓷基板的上下两侧进行加压并送入高温环境中进行烧结，以对所述无源器件及所述芯片同步烧结固定。

14、第三方面，本申请实施例还提供了一种半导体组件，其中，该半导体组件采用上述第一方面或第二方面所述的加工方法进行加工得到，所述半导体组件包括覆铜陶瓷基板、无源器件及芯片；

15、所述覆铜陶瓷基板包括正面铜层、背面铜层，及夹设于所述正面铜层与所述背面铜层之间的陶瓷层；

16、所述覆铜陶瓷基板的正面铜层上设有器件凹槽；所述器件凹槽的底面铺设有烧结银，所述无源器件粘接固定于所述器件凹槽底面的烧结银上；

17、所述覆铜陶瓷基板的正面铜层与所述芯片之间设有烧结银，所述芯片粘接固定于所述正面铜层的烧结银上；

18、所述芯片的顶面高度与所述无源器件的顶面高度相平齐。

19、本发明实施例提供了一种无源器件与芯片同步烧结的加工方法及半导体组件，该加工方法包括在覆铜陶瓷基板中顶面铜层的表层开设器件凹槽，在器件凹槽处装配与凹槽尺寸相适配的钢网，在钢网的起始印刷位置涂覆烧结银焊接材料并使用刮刀刮动，将烧结银漏印平铺在钢网开口处的多个印刷区域内，将覆铜陶瓷基板进行高温预烘烤后装配无源器件及芯片，对装配无源器件及芯片的覆铜陶瓷基板的上下两侧进行加压并高温烧结，从而对无源器件及芯片同步烧结固定得到半导体组件。上述的加工方法，结合无源器件的尺寸设置器件凹槽并装配钢网，通过两次烧结实现无源器件及芯片的同步烧结固定，减少了封装过程中的制样工序，无需制作不同规格的多种压头模具，提高了封装加工的效率；并且还降低了相对于多步烧结过程容易发生的基板氧化风险，解决了热敏电阻ptc烧结过程中容易碎裂的问题，实现了高可靠性、低成本的无源器件与芯片的同步烧结封装。

1.一种无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

2.根据权利要求1所述的无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述使用刮刀紧贴所述钢网的表面进行刮动，以使所述烧结银焊接材料平铺覆盖于所述印刷区域的表面，包括：

3.根据权利要求2所述的无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述烧结银焊接材料在所述印刷区域的表面平铺的厚度与所述钢网的厚度相等。

4.根据权利要求3所述的无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述烧结银焊接材料在所述印刷区域内进行平铺的外形尺寸，均大于所述印刷区域对应的装片区域内所装配的无源器件及芯片的外形尺寸。

5.根据权利要求1-4任一项所述的无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述将无源器件及芯片分别装配于与印刷区域对应的装片区域内，并将所述无源器件及芯片与烧结银接触、粘接，包括：

6.根据权利要求5所述的无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述对装配无源器件及芯片的覆铜陶瓷基板的上下两侧进行加压的压强为150-250kg/cm2，且对装配无源器件及芯片的覆铜陶瓷基板的上下两侧进行加压的压强大于所述加压处理的压强。

7.根据权利要求6所述的无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述高温预烘烤的烘烤温度小于在高温环境中进行烧结的温度。

8.一种无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

9.根据权利要求8所述的无源器件与芯片同步烧结的加工方法，其特征在于，所述将底部粘接银膜的无源器件及芯片分别装配于与器件凹槽对应的装片区域内之前，还包括：

10.一种半导体组件，其特征在于，所述半导体组件采用如权利要求1-9任一项所述的加工方法进行加工得到，所述半导体组件包括覆铜陶瓷基板、无源器件及芯片；