專利名稱：Dbc基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子制造領(lǐng)域，特別涉及一種DBC基板及應(yīng)用該DBC基板的電子器件。
背景技術(shù)：
對(duì)于功率型電子器件封裝而言，基板除具備基本的布線(電互連)功能外，還要求具有較高的導(dǎo)熱、絕緣、耐熱、耐壓能力與熱匹配性能。因此，常用的MCPCB (金屬核印刷電路板)難以滿足功率型器件的封裝散熱要求；而對(duì)于LTCC和HTCC基板(低溫或高溫共燒陶瓷基板)而言，由于內(nèi)部金屬線路層采用絲網(wǎng)印刷工藝制成，易產(chǎn)生線路粗糙、對(duì)位不精準(zhǔn)等問題。以DBC (直接鍵合銅-陶瓷基板)和DPC (直接鍍銅-陶瓷基板)為代表的金屬化陶瓷基板在導(dǎo)熱、絕緣、耐壓與耐熱等方面性能優(yōu)越，已成為功率型器件封裝的首選材料，并逐漸得到市場(chǎng)的認(rèn)可。直接敷銅技術(shù)是利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接過程前或過程中在銅與陶瓷之間引入適量的氧元素，在1065°C 1083°C范圍內(nèi)，銅與氧形成Cu-O共晶液，DBC技術(shù)利用該共晶液一方面與陶瓷基板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CuA102或CuA1204相，另一方面浸潤(rùn)銅箔實(shí)現(xiàn)陶瓷基板與銅板的結(jié)合。直接敷銅陶瓷基板由于同時(shí)具備銅的優(yōu)良導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度高、低介電損耗的優(yōu)點(diǎn)，所以得到廣泛的應(yīng)用。在過去的幾十年里，敷銅基板在功率電子封裝方面做出了很大的貢獻(xiàn)，這主要?dú)w因于直接敷銅基板具有如下性能特點(diǎn):熱性能好、電容性能、高的絕緣性能、Si相匹配的熱膨脹系數(shù)、電性能優(yōu)越以及載流能力強(qiáng)。DBC (Direct Bonded Copper)絕緣導(dǎo)熱基板，具有熱阻低、結(jié)合強(qiáng)度高，便于印制圖形，可焊性好等優(yōu)點(diǎn)，近十年來已廣泛應(yīng)用于諸如GTR、IGBT、MCT等電力電子模塊中。DBC基板便于將微電子控制芯片與高壓大電流執(zhí)行芯片封裝在同一模塊之中，從而縮短和減少內(nèi)部引線，提高了模塊的可靠性并為功率模塊智能化(Smart Power)創(chuàng)造了工藝條件，同時(shí)熱阻的顯著降低便于模塊向更大的功率發(fā)展。如圖1和2所示，DBC基板包括絕緣層100以及形成于絕緣層100表面上的銅層200。在IGBT模塊制造中，DBC基板有限的空間內(nèi)包含了芯片焊接區(qū)域300、電極焊接區(qū)域400、鍵合線區(qū)域500，其中，芯片焊接區(qū)域安裝有芯片600，電極焊接區(qū)域上焊接有電極700，鍵合線區(qū)域連接有鍵合線800。芯片焊接區(qū)域100占DBC的主要面積，在設(shè)計(jì)中需要留有有足夠的空間進(jìn)行芯片焊接。然而電極焊接區(qū)域本身也需要占據(jù)一定的空間，這直接限制了芯片焊接區(qū)域的空間。有鑒于此，有必要提供一種新型的DBC基板，以增大芯片的焊接區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種DBC基板及應(yīng)用該DBC基板的電子器件，本發(fā)明的DBC基板具有更大芯片焊接區(qū)域。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種DBC基板，包括絕緣層以及形成于該絕緣層上的金屬層，其中，部分的所述金屬層延伸出所述絕緣層的邊緣。優(yōu)選的，在上述的DBC基板中，所述的延伸出所述絕緣層邊緣的金屬層構(gòu)成所述BDC基板的電極。優(yōu)選的，在上述的DBC基板中，所述的延伸出所述絕緣層邊緣的金屬層上焊接有電極。優(yōu)選的，在上述的DBC基板中，所述的金屬層為銅層。優(yōu)選的，在上述的DBC基板中，所述金屬層為銅合金。優(yōu)選的，在上述的DBC基板中，所述銅合金為銅錳合金、銅鋅合金、銅鋁合金、銅鎂合金、銅錯(cuò)合金或銅鎳鎂合金。優(yōu)選的，在上述的DBC基板中，所述的絕緣層為陶瓷片。優(yōu)選的，在上述的DBC基板中，所述的陶瓷片為氧化鋁、氮化鋁、氧化鈹或碳化硅。優(yōu)選的,在上述的DBC基板中，所述的金屬層包括第一金屬層和第二金屬層,所述第一金屬層和第二金屬層分別位于所述絕緣層的兩側(cè)。本發(fā)明還公開了一種電子器件，該電子器件包括上述任一所述的DBC基板及焊接于該DBC基板上的芯片。本發(fā)明的DBC基板中，金屬層的面積大于絕緣層的面積，使得金屬層自絕緣層的邊緣延伸，延伸的部分可以自身作為電極，也可以在延伸的金屬層上焊接電極，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):1、增加了 DBC基板的可用空間；(如相同大小DBC基板，焊接芯片數(shù)量增多)。2、如果引出的銅層作為引出端，就免除了電極的焊接工序，因此也不會(huì)出現(xiàn)焊接失效的問題；3、沒有焊接層，提高了熱循環(huán)可靠性問題；4、沒有焊接層，降低了電阻抗。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1所不為現(xiàn)有技術(shù)中DBC基板的俯視圖；圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中BDC基板的側(cè)視圖；圖3所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中DBC基板的俯視圖；圖4所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中DBC基板的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例公開了一種DBC基板，包括絕緣層以及形成于該絕緣層上的金屬層，其中，部分的所述金屬層延伸出所述絕緣層的邊緣。需要說明的是，金屬層不僅可以延伸出絕緣層的一個(gè)邊緣，也可以是兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)邊緣。 優(yōu)選的，在上述DBC基板中，延伸出所述絕緣層邊緣的金屬層可以構(gòu)成所述BDC基板的電極；延伸出所述絕緣層邊緣的金屬層上也可以焊接有電極。優(yōu)選的，在上述DBC基板中，金屬層為銅層或銅合金，所述銅合金為銅錳合金、銅鋅合金、銅鋁合金、銅鎂合金、銅鋯合金或銅鎳鎂合金；所述的絕緣層為陶瓷片，所述的陶瓷片為氧化鋁、氮化鋁、氧化鈹或碳化硅。優(yōu)選的，在上述DBC基板中，所述的金屬層包括第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層和第二金屬層分別位于所述絕緣層的兩側(cè)。本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種電子器件，該電子器件包括上述DBC基板及焊接于該DBC基板上的芯片。本發(fā)明在DBC制作工藝中，銅層始終保持固態(tài)，所以銅層尺寸可以比絕緣層的尺寸更大，多出的銅層可以作為電路的引腳，也可以在多出的銅層上再進(jìn)行焊接。因此增加了DBC基板的可用空間。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖3和圖4所不分別為本發(fā)明具體實(shí)施例中DBC基板的俯視圖和側(cè)視圖。參圖3和圖4所示，DBC基板包括絕緣層11以及形成在絕緣層11上金屬層12。絕緣層11為陶瓷片，陶瓷片可以選自氧化鋁、氮化鋁、氧化鈹或碳化硅。金屬層12包括第一金屬層和第二金屬層，第一金屬層和第二金屬層分別形成于絕緣層11的上下兩側(cè)。在其他實(shí)施例中，金屬層12也可以僅形成于絕緣層11的一側(cè)。金屬層12的材質(zhì)優(yōu)選為銅，也可以為銅合金，當(dāng)為銅合金時(shí)，優(yōu)選為銅錳合金、銅鋅合金、銅鋁合金、銅鎂合金、銅鋯合金或銅鎳鎂合金。金屬層12的部分延伸出絕緣層11的邊緣。該處可以延伸出絕緣層11的一個(gè)邊緣，也可以是兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)邊緣。延伸出絕緣層11邊緣的金屬層引出端121可以直接作為電極，也可以在金屬層引出端121上焊接電極。由于電極20設(shè)置于絕緣層11的外部，因此不占據(jù)絕緣層11表面空間，相較于現(xiàn)有技術(shù)，節(jié)約了電極區(qū)域，因此絕緣層11上可用空間增大。DBC基板表面還定義有鍵合線區(qū)域30和芯片焊接區(qū)域40，芯片焊接區(qū)域40上焊接有芯片50。綜上所述，本發(fā)明的DBC基板中，金屬層的面積大于絕緣層的面積，使得金屬層自絕緣層的邊緣延伸，延伸的部分可以自身作為電極，也可以在延伸的金屬層上焊接電極，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):1、增加了 DBC基板的可用空間；(如相同大小DBC基板，焊接芯片數(shù)量增多)。2、如果引出的銅層作為引出端，就免除了電極的焊接工序，因此也不會(huì)出現(xiàn)焊接失效的問題；
3、沒有焊接層，提高了熱循環(huán)可靠性問題； 4、沒有焊接層，降低了電阻抗。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種DBC基板，包括絕緣層以及形成于該絕緣層上的金屬層，其特征在于:部分的所述金屬層延伸出所述絕緣層的邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DBC基板，其特征在于:所述的延伸出所述絕緣層邊緣的金屬層構(gòu)成所述BDC基板的電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DBC基板，其特征在于:所述的延伸出所述絕緣層邊緣的金屬層上焊接有電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DBC基板，其特征在于:所述的金屬層為銅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DBC基板，其特征在于:所述金屬層為銅合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的DBC基板，其特征在于:所述銅合金為銅錳合金、銅鋅合金、銅鋁合金、銅鎂合金、銅鋯合金或銅鎳鎂合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DBC基板，其特征在于:所述的絕緣層為陶瓷片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的DBC基板，其特征在于:所述的陶瓷片為氧化鋁、氮化鋁、氧化鈹或碳化硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DBC基板，其特征在于:所述的金屬層包括第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層和第二金屬層分別位于所述絕緣層的兩側(cè)。
10.一種電子器件，其特征在于:包括權(quán)利要求1至9任一所述的DBC基板及焊接于該DBC基板上的芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種DBC基板，包括絕緣層以及形成于該絕緣層上的金屬層，其中，部分的所述金屬層延伸出所述絕緣層的邊緣。本發(fā)明的DBC基板中，金屬層的面積大于絕緣層的面積，使得金屬層自絕緣層的邊緣延伸，延伸的部分可以自身作為電極，也可以在延伸的金屬層上焊接電極，因此，增加了DBC基板的可用空間,同時(shí)延伸的部分自身作為電極減少了點(diǎn)擊的焊接工藝。
文檔編號(hào)H01L23/13GK103117255SQ201310045669
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者邢毅 申請(qǐng)人:西安永電電氣有限責(zé)任公司