一种纳米金属低温烧结结构及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115763419A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211599771.8(22)申请日2022.12.12(71)申请人中国科学院微电子研究所地址100029北京市朝阳区北土城西路3号(72)发明人葛宏林侯峰泽周云燕尤祥安王启东(74)专利代理机构北京知迪知识产权代理有限公司11628专利代理师王胜利(51)Int.Cl.H01L23/498(2006.01)H01L21/48(2006.01)H01L23/13(2006.01)H01L23/14(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称一种纳米金属低温烧结结构及其制备方法(57)摘要本申请公开一种纳米金属低温烧结结构及其制备方法，涉及半导体功率器件封装领域。纳米金属低温烧结结构包括：具有至少两个功率芯片放置孔的载板、至少两个功率芯片、金属化层、烧结金属层、支撑结构和具有多个通孔的基板；功率芯片设置在功率芯片放置孔，金属化层和烧结金属层依次设置在功率芯片上；支撑结构设置于载板两侧，支撑结构用于承载基板；通孔在载板上的正投影和功率芯片在载板上的正投影具有重合区域，支撑结构让功率芯片不再受力于整个基板，通过基板与功率芯片倒置的结构可以避免烧结金属层的纳米焊膏大量流入基板的通孔中，由于通孔的存在使充分发挥烧结金属性能的同时也可以实现烧结金属层中的纳米焊膏的低温烧结。CN115763419ACN115763419A权利要求书1/2页1.一种纳米金属低温烧结结构，其特征在于，包括：具有至少两个功率芯片放置孔的载板、至少两个功率芯片、金属化层、烧结金属层、支撑结构和具有多个通孔的基板；其中，所述功率芯片设置在所述功率芯片放置孔内，所述金属化层和所述烧结金属层依次设置在所述功率芯片上；所述支撑结构设置于所述载板两侧，所述支撑结构用于承载所述基板；所述通孔在所述载板上的正投影和所述功率芯片在所述载板上的正投影具有重合区域。2.根据权利要求1所述的纳米金属低温烧结结构，其特征在于，至少两个所述功率芯片包括至少两片芯片输入输出管腿为整面电极的芯片或两片芯片输入输出管腿为大小不同的分布式电极的芯片。3.根据权利要求2所述的纳米金属低温烧结结构，其特征在于，在所述至少两个所述功率芯片包括两片芯片输入输出管腿为大小不同的分布式电极的芯片的情况下，所述纳米金属低温烧结结构还包括：设置在所述芯片输入输出管腿为非整面电极的金属化层上和对应的所述功率芯片空余位置的耐高温焊料层。4.根据权利要求1所述的纳米金属低温烧结结构，其特征在于，所述基板包括第一金属层、以及分别设置在所述第一金属层上的中间层和第二金属层；所述第一金属层和所述支撑结构以及所述烧结金属层接触设置。5.根据权利要求1所述的纳米金属低温烧结结构，其特征在于，所述基板上的多个所述通孔包括圆柱形通孔，多个所述通孔之间的是等间距设置的。6.根据权利要求1‑5任一所述的纳米金属低温烧结结构，其特征在于，所述烧结金属层包括纳米银焊膏金属层或纳米铜焊膏金属层中的任意一者。7.一种纳米金属低温烧结结构的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至6任一所述的纳米金属低温烧结结构，所述制备方法包括：提供一载板；在所述载板上挖出至少两个所述功率芯片放置孔；所述功率芯片放置孔的深度小于所述功率芯片的厚度；固定预设高度的支撑结构；对至少两个功率芯片进行金属化处理，形成所述金属化层；将形成所述金属化层的至少两个所述功率芯片放置在对应的所述功率芯片放置孔内；在所述金属化层上涂覆纳米焊膏形成烧结金属层；将打过通孔的基板对准放置于所述支撑结构和所述烧结金属层上；进行烧结工艺，在所述烧结工艺完成后移除所述载板；其中，所述支撑结构用于承载所述基板；所述通孔在所述载板上的正投影和所述功率芯片在所述载板上的正投影具有重合区域。8.根据权利要求7所述的纳米金属低温烧结结构的制备方法，其特征在于，至少两个所述功率芯片包括至少两片芯片输入输出管腿为整面电极的芯片或两片芯片输入输出管腿为大小不同的分布式电极的芯片。2CN115763419A权利要求书2/2页9.根据权利要求7所述的纳米金属低温烧结结构的制备方法，其特征在于，在所述至少两个所述功率芯片包括两片芯片输入输出管腿为大小不同的分布式电极的芯片的情况下，所述在所述金属化层上涂覆纳米焊膏形成烧结金属层之后，还包括：在所述芯片输入输出管腿为非整面电极的金属化层上和对应的所述功率芯片空余位置设置和所述金属化层高度相同的耐高温焊料层。10.根据权利要求7所述的纳米金属低温烧结结构的制备方法，其特征在于，在所述将打过通孔的基板对准放置于所述支撑结构和所述烧结金属层上之前，所述方法还包括：在所述载板上的正投影和所述功率芯片在所述载板上