專利名稱：半導(dǎo)體封裝基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝基板。
背景技術(shù)：
隨著家用電器如冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等變得越來越普及，包括在家用電器中的各類半導(dǎo)體器件模塊(semiconductor device module)的需求也隨之增加。例如，高壓板(inverter board)是包括在家用電器中的半導(dǎo)體器件模塊之一。使用在高壓板中的電源模塊是用于控制電源或驅(qū)動(dòng)電機(jī)的核心部件，在逆變器板中，電源模塊控制用于控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)的電機(jī)電源。電源模塊是高附加值的電子組件，這是因?yàn)樗梢杂糜诠I(yè)用途，并且具有家庭用市場(chǎng)，從而具有可銷售性。為了確保電子產(chǎn)品的高可靠性，電源模塊的可靠性是極其重要的。為了確保電源模塊的高可靠性，構(gòu)成電源模塊的芯片和半導(dǎo)體封裝基板(所述芯片安裝在該半導(dǎo)體封裝基板上)要求具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。然而，在安裝芯片和測(cè)試該芯片的可靠性的半導(dǎo)體封裝過程中，當(dāng)半導(dǎo)體封裝暴露于高溫時(shí)，在半導(dǎo)體封裝基板中可能生成夾層裂縫(interlayer crack),并且由于構(gòu)成半導(dǎo)體封裝基板的層和芯片之間的熱膨脹系數(shù)的差異，從而可能會(huì)引起半導(dǎo)體封裝基板的翹曲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體封裝基板，當(dāng)半導(dǎo)體芯片或引線框安裝在所述半導(dǎo)體封裝基板上時(shí)，該半導(dǎo)體封裝基板能夠防止由于散熱效果和層之間的熱膨脹系數(shù)的差異而引起的翹曲現(xiàn)象。進(jìn)一步地，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體封裝基板，該半導(dǎo)體封裝基板能夠防止由因半導(dǎo)體封裝基板的層之間的熱膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)變的不同所產(chǎn)生的內(nèi)部裂紋。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)先實(shí)施方式，提供了一種半導(dǎo)體封裝基板，該半導(dǎo)體封裝基板包括基底基板；安裝在基底基板的上部的安裝構(gòu)件；以及形成于所述基底基板和所述安裝構(gòu)件之間的粘合劑層，其中，所述粘合劑層含有導(dǎo)熱粘合劑(thermally conductiveadhesive)和形成于所述導(dǎo)熱粘合劑的外周的韌性粘合劑(ductile adhesive)。所述導(dǎo)熱粘合劑可以是包含焊料的粘合劑。所述韌性粘合劑可以由硅樹脂(智司芒)或環(huán)氧樹脂Gpoxy)制成。所述半導(dǎo)體封裝基板還可以包括形成于所述基底基板和所述粘合劑層之間的金屬晶種層(metal seed layer)。
所述金屬晶種層可以形成于所述粘合劑層的底部的整個(gè)表面上。所述金屬晶種層可以形成于所述粘合劑層的所述導(dǎo)熱粘合劑的底部。所述金屬晶種層可以由銅制成。所述粘合劑層還可以包括形成于所述韌性粘合劑的外周的粘合劑保護(hù)膜(adhesive resist)。所述粘合劑保護(hù)膜可以由耐熱樹脂制成。所述粘合劑保護(hù)膜可以為阻焊膜。所述基底基板可以形成為陶瓷基板或金屬基板。所述安裝構(gòu)件可以為半導(dǎo)體芯片或引線框。


圖I是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是用于闡明現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝基板的與翹曲程度有關(guān)的熱變形結(jié)構(gòu)的透視圖。圖5是用于闡明根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板的與翹曲程度有關(guān)的熱變形結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖的具體實(shí)施方式
的描述將使本發(fā)明的不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)變得顯而易見。在說明書和權(quán)利要求中使用的術(shù)語和用語不應(yīng)該理解為限定于通常的含義或字典定義，而應(yīng)該基于發(fā)明人能適當(dāng)?shù)貙?duì)該術(shù)語所含的概念進(jìn)行定義，從而最好地描述他或她所知曉的用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的規(guī)則，理解為具有與本發(fā)明的技術(shù)范圍相關(guān)的含義和概念。以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將使本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)能夠被更清晰地理解。在說明書中，在整個(gè)附圖中增加的組件的參考數(shù)字中，應(yīng)當(dāng)注意的是，相同的參考數(shù)字表示相同的組件，即使組件在不同的附圖中。說明書中使用的術(shù)語“第一”、“第二”等可以用于描述不同的組件，但是，所述組件不應(yīng)當(dāng)解釋為限定于上述術(shù)語。該術(shù)語僅僅用于區(qū)別一個(gè)組件和另一個(gè)組件。引起半導(dǎo)體封裝基板翹曲的一個(gè)因素是構(gòu)成所述半導(dǎo)體封裝基板的各個(gè)層之間的熱膨脹系數(shù)的差異。另外，在一些情況下，芯片的散熱性能取決于安裝在所述半導(dǎo)體封裝上的芯片的類型。因此，在根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板中，粘結(jié)安裝構(gòu)件和基底基板的粘合劑層包括導(dǎo)熱粘合劑和韌性粘合劑二者。因此，可以獲知散熱效果與由芯片產(chǎn)生的熱量是相關(guān)的，并且能夠改善由層之間的熱膨脹系數(shù)的差異引起的可能發(fā)生于所述粘合劑層的裂縫和翹曲?，F(xiàn)在，將結(jié)合附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的所述半導(dǎo)體封裝基板進(jìn)行詳細(xì)描述。圖I是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所述，根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
的所述半導(dǎo)體封裝基板100包括基底基板110、安裝構(gòu)件120、金屬晶種層130和粘合劑層140。所述基底基板110是上面安裝有所述安裝構(gòu)件120的基板。所述基底基板110可以由導(dǎo)熱材料制成，以驅(qū)散來自安裝在所述基底基板110上的所述安裝構(gòu)件120的熱。例如，所述基底基板110可以配置成陶瓷基板或由銅、金等制成的金屬基板。在本文中，基底基板110的類型不限于金屬基板或陶瓷基板，各種類型的基板均可用作所述基底基板110，只要該基板是由對(duì)所述安裝構(gòu)件120具有散熱效果的導(dǎo)熱材料制成的即可。所述安裝構(gòu)件120安裝在所述基底基板110上，并且所述安裝構(gòu)件120例如可以為半導(dǎo)體芯片或引線框。所述金屬晶種層130形成于所述基底基板110上，用于提聞所述基底基板110和所述粘合劑層140之間的粘合強(qiáng)度。所述金屬晶種層130可以由銅、鎳、鉻、鑰、鎢、鋅、錫、硅、鈀、鈦等中的一種或多種的組合制成。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，所述金屬晶種層130由銅制成。所述金屬晶種層130可以通過真空沉積、物理沉積如濺鍍和化學(xué)氣相沉積中的任一種方法沉積在基底基板110上。所述粘合劑層140形成于所述金屬晶種層130和所述安裝構(gòu)件120之間，用于將所述安裝構(gòu)件120粘結(jié)在所述基底基板110上。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，所述粘合劑層140含有導(dǎo)熱粘合劑141和韌性粘合劑143。所述導(dǎo)熱粘合劑141形成于所述安裝構(gòu)件120的下面的中心部分。例如，當(dāng)所述安裝構(gòu)件120為半導(dǎo)體芯片時(shí)，形成所述導(dǎo)熱粘合劑141的所述半導(dǎo)體芯片的中心部分可以是電路區(qū)域如存儲(chǔ)器等所在的部分，該部分熱量集中，從而是產(chǎn)生高溫的部分。也就是說，因?yàn)樗鰧?dǎo)熱粘合劑141形成于所述安裝構(gòu)件120中產(chǎn)生高溫?zé)崃康牟糠?，所以可以改善散熱性能。根?jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，所述導(dǎo)熱粘合劑141可以是包含焊料的粘合劑。然而，所述導(dǎo)熱粘合劑141不限于所述包含焊料的粘合劑，而可以是任意的其組成中含有具有高導(dǎo)熱性的材料的粘合劑。所述韌性粘合劑143形成于導(dǎo)熱粘合劑141的外周。也就是說，所述韌性粘結(jié)劑143可以形成于環(huán)繞所述安裝構(gòu)件120的下面的所述導(dǎo)熱粘合劑141。當(dāng)溫度根據(jù)后面實(shí)施的過程而改變時(shí)，所述韌性粘合劑143用于防止由于層之間的熱膨脹系數(shù)的差異而造成的在所述導(dǎo)熱粘合劑141中產(chǎn)生的裂縫以及所述半導(dǎo)體封裝基板100的翹曲。因此，所述韌性粘合劑143可以由韌性高于所述導(dǎo)熱粘合劑141的材料制成。因?yàn)樗鲰g性粘合劑143形成于所述導(dǎo)熱粘合劑141的外周，所以可以防止在所述粘合劑層140的內(nèi)部形成的裂縫(如剝落)或者在所述金屬晶種層130和所述粘合劑層140之間從外向內(nèi)形成的裂縫(如剝落)的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，所述韌性粘合劑143可以是由硅或環(huán)氧樹脂制成的粘合劑。在這種方式中，所述半導(dǎo)體封裝基板100可以通過使用導(dǎo)熱粘合劑141的導(dǎo)熱特性來獲得散熱效果。而且，憑借所述韌性粘合劑143的韌性特性，所述半導(dǎo)體封裝基板100可以防止由層之間的熱膨脹系數(shù)的差異引起的翹曲。另外，憑借所述韌性粘合劑143的優(yōu)點(diǎn)，所述半導(dǎo)體封裝基板100還可以防止由層之間的內(nèi)應(yīng)變根據(jù)層之間的熱膨脹系數(shù)的差異而不同所產(chǎn)生的裂縫。因此，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的所述半導(dǎo)體封裝基板100可以在高溫加工過程中以及后面實(shí)施的高溫可靠性測(cè)試過程中具有高的可靠性。圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖2,所述粘合劑層140的所述導(dǎo)熱粘合劑141形成在所述金屬晶種層130和所述安裝構(gòu)件120之間。而且，所述粘合劑層140的所述韌性粘合劑143形成在所述基底基板110和所述安裝構(gòu)件120之間。在本文中，所述金屬晶種層130可以形成于所述安裝構(gòu)件120的中心部分，高溫?zé)崃坑伤霭惭b構(gòu)件120的中心部分產(chǎn)生。如上所述，所述導(dǎo)熱粘合劑140可以在所述金屬晶種層130上形成，所述金屬晶種層130形成于所述安裝構(gòu)件120的中心部分。所述韌性粘合劑143可以形成于所述基底基板110和所述安裝構(gòu)件120之間，并且環(huán)繞在所述導(dǎo)熱粘合劑141和所述金屬晶種層130 二者的外周。由于形成的包含所述導(dǎo)熱粘合劑141和韌性粘合劑143的所述粘合劑層140具有這樣的結(jié)構(gòu)，所以能夠提高與由所述安裝構(gòu)件120產(chǎn)生的高溫?zé)崃坑嘘P(guān)的散熱特性，并且能夠防止由于層之間的熱膨脹系數(shù)的差異而引起的翹曲和裂縫等。圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖3，所述粘合劑層140還可以包括粘合劑保護(hù)膜145。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的所述粘合劑保護(hù)膜145可以形成于所述韌性粘合劑143的外周。因?yàn)樗稣澈蟿┍Ｗo(hù)膜145形成于所述韌性粘合劑143的外周，所以可以防止所述韌性粘合劑143相對(duì)于所述安裝構(gòu)件120向外突起以及防止由于所述韌性粘合劑143對(duì)所述安裝構(gòu)件120的潤(rùn)濕性而產(chǎn)生的流動(dòng)。作為根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)的所述粘合劑保護(hù)膜145，可以使用耐熱樹脂。例如，所述粘合劑保護(hù)膜145可以形成為包含焊料的阻焊膜。圖4是用于闡明現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝基板的與翹曲程度有關(guān)的熱變形結(jié)構(gòu)的透視圖。結(jié)合圖4，值得注意的是，現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝基板翹曲的最大高度和最小高度相差大約77 μ m。圖5是用于闡明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體封裝基板的與翹曲程度有關(guān)的熱變形結(jié)構(gòu)的透視圖。結(jié)合圖5，值得注意的是，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的所述半導(dǎo)體封裝基板翹曲的最大高度和最小高度相差大約67 μ m。也就是說，如下表I所示，值得注意的是，與現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝基板相比，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的所述半導(dǎo)體封裝基板的翹曲程度改善了大約13%。表I
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體封裝基板，該半導(dǎo)體封裝基板包括基底基板;安裝在所述基底基板的上部的安裝構(gòu)件；以及形成于所述基底基板和所述安裝構(gòu)件之間的粘合劑層，其中，所述粘合劑層含有導(dǎo)熱粘合劑和形成于所述導(dǎo)熱粘合劑的外周的的韌性粘合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述導(dǎo)熱粘合劑是包含焊料的粘合劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述韌性粘合劑由硅樹脂或環(huán)氧樹脂制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述半導(dǎo)體封裝基板還包括形成于所述基底基板和所述粘合劑層之間的金屬晶種層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述金屬晶種層形成于所述粘合劑層的底部的整個(gè)表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述金屬晶種層形成于所述粘合劑層的所述導(dǎo)熱粘合劑的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述金屬晶種層由銅制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述粘合劑層還含有形成于所述韌性粘合劑的外周的粘合劑保護(hù)膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述粘合劑保護(hù)膜由耐熱樹脂制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述粘合劑保護(hù)膜為阻焊膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述基底基板形成為陶瓷基板或金屬基板。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體封裝基板，其中，所述安裝構(gòu)件為半導(dǎo)體芯片或引線框。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體封裝基板，該半導(dǎo)體封裝基板包括基底基板；安裝在所述基底基板的上部的安裝構(gòu)件；以及形成于所述基底基板和所述安裝構(gòu)件之間的粘合劑層，其中，所述粘合劑層含有導(dǎo)熱粘合劑和形成于所述導(dǎo)熱粘合劑的外周的韌性粘合劑。根據(jù)本發(fā)明的所述半導(dǎo)體封裝基板能夠防止由于散熱效果和層之間的熱膨脹系數(shù)的差異而引起的翹曲現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H01L23/14GK102931148SQ201110387888
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者金鐘滿, 郭煐熏, 樸哲均, 崔碩文, 金泰勛 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社