半導體組件及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體器件制造技術領域，更具體地，涉及一種半導體組件及其制備方法。
【背景技術】
[0002]現有IGBT模塊制造一般包含兩次焊接過程，第一次是直接將芯片和覆金屬的陶瓷基板(含直接覆Cu的陶瓷基板DBC、直接覆Al的陶瓷基板DBA、金屬釬焊陶瓷基板AMB)通過焊片或錫膏焊接起來，第二次焊接是將具有一定預彎弧度的Cu底板與焊接有芯片的覆金屬陶瓷基板通過焊片或錫膏焊接起來。
[0003]第一次焊接芯片的過程中如果使用焊片工藝，由于覆金屬陶瓷基板和芯片、焊片都是平整的，焊接后一般變形比較小，但是由于芯片自重太小，為避免漂移，一般芯片上加有壓塊，由于壓塊的細微差異或偏移會導致芯片傾斜，進而導致焊料分布不均。另外由于效率和產能提升的需要，一次焊接使用錫膏印刷焊接的情況增多，這時由于錫膏熔化伴隨著助焊劑的揮發，這一過程對芯片會有沖擊的作用，因此焊料凝固后芯片也會存在一定的傾斜現象。
[0004]而第二次焊接時，由于Cu底板和DBC陶瓷基板之間的焊接面積較大，通常同一底板上會焊接有多片DBC，由于焊接過程中各種材質的熱膨脹系數不同冷卻后會有應力存在，并導致Cu底板較大的變形，變成向上拱形的Cu底板(往DBC陶瓷基板那面上拱)。這種拱形的Cu底板與導熱硅脂接觸較差，從而影響IGBT模塊的散熱。為避免這種情況，通常是將焊接前的Cu底板預制一個反向的向下的凹弧度，來抵消模塊焊接后的底板形變，以增強IGBT模塊的散熱能力，但是，這樣帶來的問題是:熔化的焊料與Cu底板的接觸后，由于底板中間凹，焊料在自身重力作用下會向中間位置流動，使得中間的焊料偏厚，兩邊DBC的位置焊片偏薄，容易出現明顯的焊料分布不均現象，從而導致模塊各部分中的DBC、芯片和焊料在工作過程中所受的熱應力分布不均，進而容易導致焊料中疲勞裂紋的產生，縮短IGBT模塊的使用壽命。
【發明內容】
[0005]本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。
[0006]為此，本發明提出一種半導體組件，所述半導體組件的焊料分布均勻，可靠性高。
[0007]本發明還提出了一種半導體組件的制備方法。
[0008]根據本發明第一方面實施例的半導體組件，包括:金屬底板，所述金屬底板上設有第一焊接面；覆金屬陶瓷基板，所述覆金屬陶瓷基板設在所述金屬底板上且與所述第一焊接面焊接相連，所述覆金屬陶瓷基板上設有第二焊接面；芯片，所述芯片設在所述覆金屬陶瓷基板上且與所述第二焊接面焊接相連，所述第一焊接面和第二焊接面中的至少一個上設有突出于所述第一焊接面和/或所述第二焊接面的凸點，所述金屬底板與所述覆金屬陶瓷基板之間的焊料和/或所述芯片與所述覆金屬陶瓷基板之間的焊料分別設在所述凸點上，所述凸點的熔點大于焊料的焊接溫度。
[0009]根據本發明實施例的半導體組件，通過在金屬底板的第一焊接面和/或覆金屬陶瓷基板的第二焊接面設置凸點，芯片通過焊料焊接在凸點上，焊接時，凸點本身不會熔化，同時與焊料潤濕性良好，固定了焊料，減少了焊料的流動和重新分布，不僅改善了焊料分布的均勻性，提高了半導體組件的可靠性和使用壽命，而且由于凸點對芯片和/或覆金屬陶瓷基板有支撐作用，減少了芯片和/或覆金屬陶瓷基板發生傾斜的概率，而在焊接預熱過程中也增加了還原氣體與芯片、覆金屬陶瓷基板、金屬底板的接觸面積，有利于減少焊接空洞。
[0010]根據本發明第二方面實施例的半導體組件的制備方法，包括以下步驟:
[0011]S1、提供金屬底板、覆金屬陶瓷基板和芯片，所述金屬底板上設有第一焊接面，所述覆金屬陶瓷基板上設有第二焊接面；
[0012]S2、在所述第一焊接面和所述第二焊接面上分別設置突出于所述第一焊接面和所述第二焊接面的凸點；
[0013]S3、在所述凸點上設置焊料，所述焊料將所述芯片焊接在所述第二焊接面的所述凸點上，并將所述覆金屬陶瓷基板焊接在所述第一焊接面的所述凸點上。
[0014]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0015]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0016]圖1是根據本發明實施例的半導體組件的爆炸圖；
[0017]圖2是根據本發明實施例的半導體組件的鍵合有凸點的覆金屬陶瓷基板的結構不意圖；
[0018]圖3是根據本發明實施例的半導體組件的覆金屬陶瓷基板與芯片焊接后的結構不意圖；
[0019]圖4是根據本發明實施例的半導體組件的焊接有芯片的覆金屬陶瓷基板與金屬底板焊接如的結構不意圖；
[0020]圖5是根據本發明實施例的半導體組件的焊接有芯片的覆金屬陶瓷基板與金屬底板焊接后的結構不意圖；
[0021]圖6是根據本發明實施例的半導體組件的制備方法的流程圖。
[0022]附圖標記:
[0023]半導體組件100 ；
[0024]金屬底板10 ;第一焊接面11 ;覆金屬陶瓷基板20 ;第二焊接面21 ;芯片30 ;凸點40 ;焊料50。
【具體實施方式】
[0025]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0026]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0027]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0028]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0029]下面首先結合附圖1-圖5具體描述根據本發明實施例的半導體組件100。
[0030]根據本發明實施例的半導體組件100包括金屬底板10、覆金屬陶瓷基板20和芯片30。具體而言,金屬底板10上設有第一焊接面11,覆金屬陶瓷基板20設在金屬底板10上且與第一焊接面11焊接相連，覆金屬陶瓷基板20上設有第二焊接面21，芯片30設在覆金屬陶瓷基板20上且與第二焊接面21焊接相連，第一焊接面11和第二焊接面21中的至少一個上設有突出于第一焊接面11和/或第二焊接面21的凸點40，金屬底板10與覆金屬陶瓷基板20之間的焊料50和/或芯片30與覆金屬陶瓷基板20之間的焊料50分別設在凸點40上，凸點40的熔點大于焊料50的焊接溫度。
[0031]換言之，半導體組件100主要由金屬底板10、覆金屬陶瓷基板20、芯片30組成。具體地,芯片30、覆金屬陶瓷基板20、金屬底板10分別沿上下方向上布置，其中，金屬底板10上設有第一焊接面11，覆金屬陶瓷基板20上設有第二焊接面21，覆金屬陶瓷基板20設在金屬底板10上且與金屬底板10的第一焊接面11焊接相連，芯片30設在覆金屬陶瓷基板20上且與覆金屬陶瓷基板20的第二焊接面21焊接相連，金屬底板10的第一焊接面11和覆金屬陶瓷基板20的第二焊接面21的其中一個上或者兩個上設有凸點40，該凸點40突出于金屬底板10的第一焊接面11和/或覆金屬陶瓷基板20的第二焊接面21，焊料50分別設在金