本發明屬于半導體,尤其涉及一種陶瓷基板、陶瓷漿料及功率模塊。
背景技術:
1、功率半導體模塊的封裝設計除了滿足高壓條件下的絕緣特性,還需要進一步降低內部寄生參數,降低熱阻以提高散熱能力,進而提升模塊的功率循環和熱循環可靠性。然而在封裝設計過程中各性能相互制約,且現有研究較少考慮三相點電場強度的影響。
技術實現思路
1、為解決現有技術所存在的問題,本發明在此的目的在于提供一種陶瓷基板,該基板能夠減少熱阻層,降低三相點場強。
2、該陶瓷基板包括:
3、dbc基板,該基板為金屬-陶瓷雙層結構;
4、金屬散熱底板;以及
5、連接層,該連接層以陶瓷漿料狀態位于dbc基板陶瓷層和金屬散熱底板之間,經干燥固化處理形成,連接dbc基板和金屬散熱底板;該陶瓷漿料中包含堿性物質,干燥固化過程中,堿性物質在dbc基板陶瓷層表面活化出極性端子,實現與dbc基板的連接;金屬散熱底板中金屬離子在堿性物質作用下被活化,用于成鍵實現連接層與金屬散熱底板的連接。
6、本發明還提供了一種陶瓷漿料,該漿料包含有堿性物質,漿料在干燥固化過程中,堿性物質在dbc基板陶瓷層表面活化出極性端子,實現與dbc基板的連接;金屬散熱底板中金屬離子在堿性物質作用下被活化,用于成鍵實現連接層與金屬散熱底板的連接。
7、本發明還提供了一種功率模塊,該模塊包括:
8、dbc基板,該基板為金屬-陶瓷雙層結構;
9、金屬散熱底板;
10、連接層,該連接層以陶瓷漿料狀態位于dbc基板陶瓷層和金屬散熱底板之間,經干燥固化處理形成,連接dbc基板和金屬散熱底板;該陶瓷漿料中包含堿性物質,干燥固化過程中,堿性物質在dbc基板陶瓷層表面活化出極性端子,實現與dbc基板的連接;金屬散熱底板中金屬離子在堿性物質作用下被活化,用于成鍵實現連接層與金屬散熱底板的連接;
11、功率芯片,布設于dbc基板的金屬層上;
12、封裝材料,用于封裝功率芯片,被封裝的功率芯片的功能引腳或由功率芯片搭建的功能電路的連接端經功率端子引出封裝材料用于與外部器件實現電氣連接。
13、本發明的有益效果包括有:
14、該陶瓷基板dbc基板采用金屬-陶瓷雙層結構,減小了熱應力,降低了研發成本;再利用含有堿性物質的陶瓷漿料形成連接層,采用干燥固化方式實現連接替代傳統的dbc基板與金屬散熱底板的焊接連接方式,減少了工藝流程。
15、該基板利用含堿性物質的陶瓷漿料經干燥進行陶瓷層,陶瓷漿料里的堿性物質可以再陶瓷表面活化出極性端子,而金屬氧化后生成的氧化物也會被活化,因此同樣可以成鍵,陶瓷漿料固化后能夠與金屬散熱底板和dbc陶瓷層很好的連接,可以有效地控制dbc陶瓷層的厚度,解決了現有在承受足夠絕緣的情況下選取厚度過高的陶瓷層導致熱阻無限增大的問題。
16、該基板利用陶瓷漿料干燥固化形成連接層,增加了陶瓷層(dbc基板陶瓷層+陶瓷漿料固化后形成的陶瓷層),即增加了絕緣層厚度,能夠愈化場強,保證了三相點處電場強度的電磁性能。
1.一種陶瓷基板,其特征在于,該基板包括:
2.一種陶瓷漿料,其特征在于,該漿料包含有堿性物質,漿料在干燥固化過程中,堿性物質在dbc基板陶瓷層表面活化出極性端子,實現與dbc基板的連接;金屬散熱底板中金屬離子在堿性物質作用下被活化,用于成鍵實現連接層與金屬散熱底板的連接。
3.根據權利要求2所述的陶瓷漿料,其特征在于,該漿料經以下步驟制備:
4.根據權利要求3所述的陶瓷漿料,其特征在于,所述陶瓷顆粒粉末為al2o3和aln混合粉末,將質量份數10~20份混合粉末與二氧化硅粉末研磨15~30min。
5.根據權利要求3所述的陶瓷漿料,其特征在于,所述陶瓷顆粒粉末為al2o3和sic混合粉末,將質量份數10~30份混合粉末與二氧化硅粉末研磨5~10min。
6.根據權利要求3所述的陶瓷漿料,其特征在于,所述陶瓷顆粒粉末為aln和sic混合粉末,將質量份數10~30份混合粉末與二氧化硅粉末研磨20~40min。
7.根據權利要求3所述的陶瓷漿料,其特征在于,所述陶瓷顆粒粉末為al2o3、aln和sic混合粉末,將質量份數10~30份混合粉末與二氧化硅粉末研磨30~60min。
8.根據權利要求3所述的陶瓷漿料,其特征在于,所述step2向混合物中滴加10-50質量份數的硅酸鈉溶液使混合物至可流動的漿料狀態。
9.根據權利要求3所述的陶瓷漿料,其特征在于,所述step2繼續添加硅酸鈉溶液5-20份硅酸鈉溶液,使漿料粘度至5000~6000?cp。
10.一種功率模塊,其特征在,該模塊包括: