Si3N4覆铜基板的界面空洞控制技术

作者：张义政; 张崤君; 张金利; 吴亚光; 刘旭; 鲍禹希; 张腾

来源：半导体技术, 2021, 46(07): 572-577.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2021.07.013

• SiC基功率模块
• Si3N4覆铜基板
• 活性金属焊接(AMB)工艺
• Ag-Cu-Ti
• 空洞率

为满足新一代SiC基功率模块的先进封装需求,研究了Si3N4覆铜活性金属焊接(AMB)基板的界面空洞控制技术,使Si3N4陶瓷与铜箔界面处的空洞率低于1%。选用Ag-Cu-Ti活性金属焊片作为Si3N4覆铜基板的焊料层,其中的活性组分Ti可与Si3N4生成界面反应层TiN,该材料是界面空洞控制的关键。在分析界面空洞形成机理的基础上,以空洞率为指标,对原材料前处理、AMB工艺参数(焊接压力和焊接温度)进行全因子试验设计(DOE)及方差分析,得到最佳的参数组合为:化学法与还原法相结合的原材料前处理方式,焊接压力约2 N,焊接温度900℃。通过原材料前处理和AMB工艺优化的界面空洞控制技术,研制出界面空洞率小于1%的Si3N4覆铜基板,能够满足SiC基功率模块封装基板的高可靠应用需求。

• 单位
  中国电子科技集团公司第十三研究所