[发明专利]两个连接配对件低温压力烧结连接的方法及其制造的系统

说明书

技术领域

本发明介绍了一种用于将具有各自要连接的接触面的两个连接配对件进行低温压力烧结连接的制造方法以及借助所述方法制造的系统。

背景技术

这样的系统例如在功率电子电路领域充分公知。在那里，例如功率半导体构件与衬底材料配合地连接，并且被布置在功率半导体模块中。

例如DE 10 2005 058 794 A1介绍了一种用于构造所述这样的连接的周期性方法的设备，其中，用于周期性操作的挤压设备具有挤压冲头和可加热的挤压台，并且其中，在压力下稳定的传送带以直接在挤压台的上方运行的方式来布置。此外，在带有布置于其上的构件的衬底与所述挤压冲头之间设置有保护箔片。

但是，公知的方法具有如下缺点，即，只有在将连接配对件布置在用于低温压力烧结连接的设备中后，才对溶剂进行加温，并且由此，在构造连接时形成砂眼。这种砂眼是烧结金属层中的气泡，其直径为至少30μm。

发明内容

本发明基于如下任务，即，提出一种制造方法以及由该方法构造的系统，所述系统具有两个连接配对件的以低温压力烧结连接形式的材料配合连接，其中，防止了在低温压力烧结连接的烧结金属层中形成砂眼，或者至少显著减小了砂眼的尺寸。

依据本发明，所述任务通过具有权利要求1的特征的方法以及依照权利要求7的系统得以解决。在各个从属权利要求中介绍了优选实施方式。

借助依据本发明的方法制造出具有第一连接配对件和第二连接配对件的系统，其中，所述连接配对件借助低温压力烧结连接而材料配合地相互连接。在此，每个连接配对件分别具有要与另一连接配对件相连的接触面，其中，在这些接触面之间布置有烧结金属层。所述方法包括下述步骤。在依据本发明的方法的范围内，步骤d)和f)具有优点地以所提及的顺序来实施。但是，同样可以优选的是，仅选择性地实施两个步骤d)或f)之一。

a)准备具有第一接触面的第一连接配对件，其中，该接触面优选具有贵金属表面。接下来具有优点的是，借助超声波的作用对所述接触面清除所存在的杂质。可以在下一个方法步骤之前结束超声波的作用，但是为了防止新的污染，特别具有优点的是，将所述超声波的作用在时间上与下一个方法步骤相衔接。

b)将由如下的烧结膏构成的层来涂覆第一接触面，所述烧结膏由烧结金属颗粒和溶剂组成，所述烧结金属颗粒优选为银颗粒。

c)对烧结膏加温，并且由此在形成烧结层的情况下排出溶剂，所述烧结层由尚未相互连接的烧结金属颗粒构成。

d)将如下的液体涂覆在所述烧结层上，其中，所述液体优选为极性液体，例如为甘油。这种液体在以下步骤中用于将第二连接配对件固定在烧结层上，所述烧结层在排出溶剂后仅具有少量粘附力，用以固定第二连接配对件。

e)以如下方式布置所述第二连接配对件，即，将第二连接配对件的第二接触面放置在由烧结膏构成的层上，或者是在存在依照步骤d)的液体的情况下，精确来讲是放置在依照步骤d)的液体上。

f)将粘附剂布置在烧结层和第二连接配对件的边缘区域中，同时，粘附剂与第一连接配对件相接触，用以将所述连接配对件相互固定，在此情况下，足够的是，将优选为硅酮的粘附剂仅涂覆在系统的至少两个单独的部位上。但是，特别具有优点的是，对整个所介绍的区域环绕式地设有所述粘附剂。

g)进一步对所述系统加温和加压，用以构造连接配对件之间的材料配合的低温压力烧结连接。在此情况下，根据步骤d)可以布置在烧结层与第二连接配对件之间的所述液体被排出，并且所述烧结层转变为均质的烧结金属层。所述的均质的烧结金属层在这里被理解成具有最大直径为10μm的砂眼的金属层。

由此，借助所述的依据本发明的方法，形成了具有对连接配对件的接触面进行连接的烧结金属层的两个连接配对件的系统。所述烧结金属层依据本发明构成为如下均质的层，所述层仅仅具有最大直径为10μm的砂眼。

依据本发明的方法及通过该方法制造的依据本发明的系统的主要优点在于，由于烧结金属层中的砂眼数量更少和/或尺寸更小，而改善了电学特性，尤其是减小了电阻，并且还改善了连接部的耐久性。正好与施加超声波相结合，附加地可以将用于构造所述连接所需要的压力相对于现有技术减少掉10％以上。所必需的和要施加的压力的任何减小都会直接增加所述方法的产率，这是因为由此可以降低断裂率。

附图说明

借助依照图1的实施例进一步阐述依据本发明的解决方案，其中，

图1示出依据本发明的制造方法的各个步骤。

具体实施方式