用于焊接芯片的金属-陶瓷板和在其上焊接芯片的方法与流程

本发明涉及半导体领域，具体地，涉及一种在金属-陶瓷板上焊接芯片的方法和一种用于焊接芯片的金属-陶瓷板。

背景技术：

对于常用的金属-陶瓷板，例如，覆铜陶瓷板，在其上焊接芯片时会存在翘曲的问题，陶瓷母板与位于陶瓷母板两侧的金属板(例如铜层)的材料的热膨胀系数不同以及位于陶瓷母板两侧的金属板的尺寸(或者质量)的不同，造成陶瓷母板两侧的张力不同，从而使得制造所得的金属-陶瓷板本身即容易产生翘曲，而当再焊接芯片时，芯片与金属板的热膨胀系数不同，造成冷凝过程中的收缩差异，进一步引起翘曲，从而使得最终得到的焊接有芯片的金属-陶瓷板的平面度(平面度是指基片具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差)不佳，质量得不到保证。

现在有通过将陶瓷母板两侧的金属板的厚度改变为不等的从而来弥补后期的张力差异所产生的影响，但是这种方法也无法很好的保证焊接有芯片的金属-陶瓷板的平面度，灵活性差，且导致陶瓷母板两侧的金属板厚度不同的金属-陶瓷板加工困难，生产效率低且生产成本高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在金属-陶瓷板上焊接芯片的方法，使用该方法能够有效地保证最终得到的焊接有芯片的金属-陶瓷板的平面度，另外，本发明还提供了一种用于焊接芯片的金属-陶瓷板。

为了实现上述目的，本发明提供一种在金属-陶瓷板上焊接芯片的方法， 所述金属-陶瓷板包括陶瓷母板、第一金属板和第二金属板，所述陶瓷母板的两侧板面分别为线路面和非线路面，所述第一金属板连接于所述线路面，且所述第二金属板连接于所述非线路面，该方法包括：对所述第二金属板进行蚀刻，以使得所述金属-陶瓷板形成为朝向所述非线路面所在一侧凸出的弯曲板状；然后，将芯片焊接于所述第一金属板上。

优选地，在对所述第二金属板进行蚀刻时，对所述第二金属板的外边沿部分进行蚀刻。

优选地，在对所述第二金属板进行蚀刻时，对所述第二金属板进行蚀刻的量控制为使得所述芯片焊接至所述第一金属板上后，焊接有所述芯片的所述金属-陶瓷板大体上呈平直型。

优选地，焊接有所述芯片的所述金属-陶瓷板的平面度不大于±0.5mm

优选地，所述第一金属板和所述第二金属板具有相等的厚度。

优选地，所述第一金属板和所述第二金属板材质为铜。

优选地，该方法还包括在对所述第二金属板进行蚀刻的同时，对所述第一金属板进行线路蚀刻。

优选地，所述陶瓷母板的厚度小于或者等于0.63mm，所述第一金属板和所述第二金属板的厚度小于或者等于0.3mm。

本发明还提供了一种用于焊接芯片的金属-陶瓷板，该金属-陶瓷板包括陶瓷母板、第一金属板和第二金属板，所述陶瓷母板的两侧板面分别为线路面和非线路面，所述第一金属板连接于所述线路面，且所述第二金属板连接于所述非线路面，所述金属-陶瓷板形成为朝向所述非线路面所在一侧凸出的弯曲板状。

优选地，所述第一金属板和所述第二金属板具有相等的厚度。

在本发明的在金属-陶瓷板上焊接芯片的方法中，增设了在不需要焊接芯片的第二金属板上进行蚀刻的步骤，经过蚀刻后，第二金属板的质量发生 变化，从而使得金属-陶瓷板形成为朝向陶瓷母板的非线路面所在一侧凸出的弯曲板状，从而在将芯片焊接至第一金属板上后，由于芯片与第一金属板在焊料冷却过程中的张力差异，却恰好使得金属-陶瓷板朝向陶瓷母板的线路面所在的一侧凸出弯曲，从而最终得到较平整的焊接有芯片的金属-陶瓷板。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是显示根据现有技术在金属-陶瓷板上焊接芯片的过程的示意图；

图2是显示根据本发明的在金属-陶瓷板上焊接芯片方法在金属-陶瓷板上焊接芯片的过程的示意图。

附图标记说明

1 陶瓷母板 2 第一金属板

3 第二金属板 4 芯片

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种在金属-陶瓷板上焊接芯片的方法，所述金属-陶瓷板包括陶瓷母板1、第一金属板2和第二金属板3，所述陶瓷母板1的两侧板 面分别为线路面和非线路面，所述第一金属板2连接于所述线路面，且所述第二金属板3连接于所述非线路面，该方法包括：对所述第二金属板3进行蚀刻，以使得所述金属-陶瓷板形成为朝向所述非线路面所在一侧凸出的弯曲板状；然后，将芯片4焊接于所述第一金属板2上。

在本发明的在金属-陶瓷板上焊接芯片的方法中，增设了在不需要焊接芯片4的第二金属板3上进行蚀刻的步骤，经过蚀刻后，第二金属板3的质量发生变化，从而使得金属-陶瓷板形成为朝向陶瓷母板1的非线路面所在一侧凸出的弯曲板状，这样，在将芯片4焊接至第一金属板2上后，由于芯片4与第一金属板3在焊料冷却过程中的张力差异，却恰好使得金属-陶瓷板的中部朝向陶瓷母板1的线路面所在的一侧凸出(即使得金属-陶瓷板具有形成为朝向陶瓷母板1的线路面所在一侧凸出的弯曲板状的趋势)，这种趋势与在上述蚀刻过程中金属-陶瓷板所产生的弯曲相抵消，从而最终得到较平整的焊接有芯片4的金属-陶瓷板。

对比图1和图2可以更好地理解本发明的效果，图1中，原始的金属-陶瓷板为平面型的，在焊接芯片4后出现弯曲形成为朝向陶瓷母板1的线路面所在一侧凸出的弯曲板状；图2中，采用了本发明提供的方法，对金属-陶瓷板先进行蚀刻，使得其形成为朝向陶瓷母板1的非线路面所在一侧凸出的弯曲板状，然后再将芯片4焊接到线路面上，在焊料冷却凝固的过程中，由于芯片4与第一金属板3在焊料冷却过程中的张力差异，使得金属-陶瓷板具有形成为朝向陶瓷母板1的线路面所在一侧凸出的弯曲板状的趋势，这种趋势与在之前蚀刻导致的金属-陶瓷板所产生的弯曲相抵消，从而最终得到较平整的焊接有芯片4的金属-陶瓷板。

对于本发明提供的这种金属-陶瓷板上焊接芯片的方法，其具有灵活性强和适用范围广的特点，具体而言，例如，无论金属-陶瓷板是否平整，都可以依据需要焊接的芯片4与相应的金属-陶瓷板之间的性质来对第二金属 板3进行蚀刻，蚀刻的程度(蚀刻量和蚀刻位置等)亦可以根据实际情况而定，例如，具体根据芯片的尺寸和数量、芯片的材料、陶瓷母板1的材料以及第一金属层2和第二金属层3的厚度来确定蚀刻量，只要以使得最终获得焊接有芯片的金属-陶瓷板大致平整为宗旨进行操作即可。

优选地，为了方便蚀刻操作并且有利于控制对第二金属板3的蚀刻量，在对所述第二金属板3进行蚀刻时，对所述第二金属板3的外边沿部分进行蚀刻，具体的蚀刻量则根据实际情况确定。

具体地，在对所述第二金属板3进行蚀刻时，对所述第二金属板3进行蚀刻的量控制为使得所述芯片4焊接至所述第一金属板2上后，焊接有所述芯片4的所述金属-陶瓷板大体上呈平直型。

一般情况下，对通过本方法获得的产物的要求是，焊接有所述芯片4的所述金属-陶瓷板的平面度不大于±0.5mm

并且，由于本发明中可以根据实际情况任意改变蚀刻量，因此，优选地，对于原始实用的金属-陶瓷板来讲，所述第一金属板2和所述第二金属板3具有相等的厚度，这种陶瓷母板1的两侧的金属板的厚度相同的金属-陶瓷板相比于现在存在的陶瓷母板1的两侧的金属板的厚度不同的金属-陶瓷板，制作过程更简单，制作成本更低。

并且，一般地，所述第一金属板2和所述第二金属板3材质为铜，例如，所述金属-陶瓷板为陶瓷覆铜板；而陶瓷母板1可以是Al₂O₃板、AlN板、Si₃N₄板、BeO板或者ZnO板。

另外，在需要对第二金属板3也进行蚀刻时，该方法还包括在对所述第二金属板3进行蚀刻的同时，对所述第一金属板1进行线路蚀刻，对第一金属板2和第二金属板3进行蚀刻可以在同一工位同时进行，加工效率更高。

根据本领域现在常见的金属-陶瓷板来讲，所述陶瓷母板1的厚度小于或者等于0.63mm，所述第一金属板2和所述第二金属板3的厚度小于或者 等于0.3mm。

另外，本发明另一方面还提供了一种用于焊接芯片的金属-陶瓷板，该金属-陶瓷板包括陶瓷母板1、第一金属板2和第二金属板3，所述陶瓷母板1的两侧板面分别为线路面和非线路面，所述第一金属板2连接于所述线路面，且所述第二金属板3连接于所述非线路面，所述金属-陶瓷板形成为朝向所述非线路面所在一侧凸出的弯曲板状。

其中，所述第一金属板2和所述第二金属板3具有相等的厚度。

本发明的金属-陶瓷板形成为弯曲板状可以是由于对所述第二金属板3进行蚀刻而获得，将芯片4焊接于所述第一金属板3上后，由于芯片4与第一金属板3在焊料冷却过程中的张力差异，却恰好使得金属-陶瓷板的中部朝向陶瓷母板1的线路面所在的一侧凸出(即使得金属-陶瓷板具有形成为朝向陶瓷母板1的线路面所在一侧凸出的弯曲板状的趋势)，这种趋势与金属-陶瓷板本身的弯曲相抵消，从而最终得到较平整的焊接有芯片4的金属-陶瓷板。

实施例：

按照DBC工艺经过覆铜和激光切割等步骤获得陶瓷覆铜板，该陶瓷覆铜板的平面度为±0.35mm。

对陶瓷覆铜板的非线路面上连接的金属板进行蚀刻，使得非线路面连接的金属板的外围相对于该陶瓷覆铜板的线路面的外围缩进5mm，蚀刻后陶瓷覆铜板呈现出朝向非线路面凸出的弯曲板状；然后将芯片焊接在陶瓷覆铜板的线路面上连接的金属板的外表面上，待焊料冷却凝固后，再测量焊接有芯片的陶瓷覆铜板的平面度变化，测量得其平面度为±0.05mm，满足后续要进行的绑线吸附工艺要求，并且也满足后续未焊芯片面焊接至散热底板的平面度及焊料填充高度要求。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。