[发明专利]具有金属接触层的功率半导体基片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明描述一种功率半导体基片，包括一绝缘的基体、至少一个 印制导线和这样的印制导线的至少一个接触面。这样的功率半导体基 片例如作为AMD(活性的金属铜焊)、DCB(直接的铜粘结)或IMS (绝缘的金属基片)基片是已知的。

背景技术

接触面，作为一印制导线的部分或部段，用作为例如与功率半导 体构件或与外部的连接元件的导电连接。这些与接触面的连接元件可 以例如借助于钎焊技术的连接或借助于压力接触的连接构成。特别在 压力接触的连接中在这里利用接触弹簧的连接是特别有益的。

按照现有技术已知DCB基片，其包括一陶瓷的基体、常常是氧 化铝或氮化铝，与在其上设置的由铜膜制成的印制导线。这些印制导 线对于钎焊技术的连接是优选的并且此时构成接触面本身。同样已知 若干或全部接触面构成有一附加的薄的金层、优选具有几个原子层的 厚度。这特别对于金属丝粘结的接触面是有利的。在与压力接触的连 接元件如功率半导体模块的辅助或负载连接元件的连接中，其按照现 有技术可以构成为接触弹簧，这样的接触面是不够的。通过热负荷和 施加压力接触弹簧的弹簧脚可能损坏薄的金层并从而降低接触可靠 性。

发明内容

本发明的目的在于，特别为压力接触的应用提供一种具有接触面 的改进的接触特性的功率半导体基片，并且说明一种用于这样的功率 半导体基片的简单而便宜的制造方法。

按照本发明该目的通过具有以下特征的功率半导体基片这样达 到，即：功率半导体基片包括一绝缘的面状的基体、至少一个印制导 线和至少一个作为该印制导线的部分的接触面，其中，在该接触面上 设置一金属材料层，该金属材料层借助于对由金属材料和溶剂制成的 膏状层施加压力而制成，所述金属材料层用于与一接触弹簧压力接触， 并且其中该金属材料层与该印制导线连接，金属材料层具有至少10μm 的厚度。

另一方面，本发明的目的通过用于制造功率半导体基片的方法实 现，所述方法包括下列主要的步骤：制造一功率半导体基片，该功率 半导体基片包括一面状的绝缘的基体、印制导线和作为这些印制导线 的部分的接触面；将由一金属材料和一溶剂制成的膏状层设置在功率 半导体基片的至少一个接触面上；对膏状层施加压力。

本发明的出发点是一种功率半导体基片，其包括一绝缘的面状的 基体、至少一个印制导线和至少一个作为该印制导线的部分的接触面。 按照本发明在这里借助于一金属材料的加压烧结连接在该接触面上设 置一优选至少10微米厚的材料层。其中所谓加压烧结连接在这里应被 理解为，借助于以后所述的方法设置一材料层。

在这方面优选的是，第二金属材料具有一贵金属多于一90％的份 量。在这方面特别优选的是，该贵金属是银。

此外可以优选在接触面与金属层之间设置一贵金属优选金的另一 金属层，其设置具有一几个原子层的层厚度。

本发明用于制造一这样的功率半导体基片的方法具有下列主要的 步骤：

-制造一功率半导体基片，其包括一面状的绝缘的基体、印制导 线和这些印制导线的接触面；

-将一由金属材料和一溶剂制成的膏状的层设置在功率半导体基 片的至少一个接触面上；

-对膏状层施加压力。此时优选在施压之前从膏状层中排除绝大 部分的溶剂。

在这方面可以优选的是，借助于丝网印刷方法涂覆膏状层。在这 种情况下一方面可以达到要求的层厚时的所需的定位精度。另一方面 可便宜地实现该方法。

通过应用一压力机和两冲模可以提供一对膏状层施压的有利的实 施形式。在这方面还优选的是，至少一个冲模构成有一在其上设置的 产生近似静压压力的硅酮垫。

在这方面同样优选在功率半导体基片上设置一薄膜、优选一聚四 氟乙烯薄膜，并紧接着对该结合施加压力。

附图说明

该功率半导体基片和制造方法的特别优选的进一步构成列举于各 实施例的相应的描述中。并且借助图1至3的各实施例进一步说明本 发明的方案。

图1和2示出本发明的第一功率半导体基片的按本发明的方法的 各个步骤。

图3示出一具有一本发明的第二功率半导体基片的装置。

具体实施方式