[发明专利]一种用于功率器件封装的烧结设备

说明书

本发明涉及功率半导体器件制造技术领域，具体提供一种用于功率器件封装的烧结设备，包括：第一承靠座(1)、与所述第一承靠座(1)相对设置的第二承靠座(2)、用于密封所述第一承靠座(1)和所述第二承靠座(2)的烧结腔体(3)；所述第一承靠座(1)和所述第二承靠座(2)可彼此相对地往复移动；所述烧结腔体(3)包括包围所述第一承靠座(1)并且固定设置的第一腔体结构(301)，以及包围所述第二承靠座(2)设置并且随所述第二承靠座(2)往复移动的第二腔体结构(302)。根据本发明的用于功率器件封装的烧结设备，结构简单，能够节省复杂的运动机构，同时保证功率器件的位置稳定，保证成品率，提升烧结效率。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种用于功率器件封装的烧结设备。

背景技术

在功率半导体封装领域，寻求低温工艺、高温服役、热膨胀系数相匹配、高导热导电、低成本的互连材料成为现在急需解决的问题。焊接及引线键合的传统材料工艺存在熔点低、高温蠕变失效、引线缠绕、寄生参数等无法解决的问题，新型互连材料正从焊接向烧结技术发展。

现有技术常用烧结互连材料为纳米银材料，但是纳米银烧结技术存在不足：1)银材料本身价格较高，限制其不能被广泛使用；2)银和SiC芯片背面材料热膨胀系数的不同，需要添加其它中间金属层提高互连性能，从而增加了工艺复杂性成本；3)银层存在电迁移现象，不利于功率器件长期可靠应用。

为解决上述问题，发明人发现与纳米银近似的纳米铜颗粒，纳米铜颗粒可以在低温条件下熔融，烧结后熔点接近铜单质材料(1083℃)，可构筑稳定的金属互连层。然而现有烧结设备多数是基于较为成熟的纳米银材料开发的，其设备并未深入考虑材料在工艺中的抗氧化要求。而纳米铜材料在烧结键合过程中，容易出现氧化问题。不仅如此，纳米铜材料功率器件因为体积和重量较小，在烧结键合过程中，通入惰性气体时容易被吹动而导致姿态和位置窜动。此外，现有的针对功率器件进行烧结键合的设备普遍结构复杂，体积大。由此可知，针对功率器件，尤其是纳米铜材料功率器件的烧结工艺特点，开发相应烧结设备成为关键。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个问题，提供一种用于功率器件封装的烧结设备。

为实现上述目的，本发明提供一种用于功率器件封装的烧结设备，包括：第一承靠座、与所述第一承靠座相对设置的第二承靠座、用于密封所述第一承靠座和所述第二承靠座的烧结腔体；

所述第一承靠座和所述第二承靠座可彼此相对地往复移动；

所述烧结腔体包括包围所述第一承靠座并且固定设置的第一腔体结构，以及包围所述第二承靠座并且随所述第二承靠座往复移动的第二腔体结构。

根据本发明的一个方面，还包括物料托盘，所述物料托盘可拆卸地支承在所述第一承靠座上。

根据本发明的一个方面，所述物料托盘上具有用于固定待烧结器件的定位结构。

根据本发明的一个方面，所述定位结构为可覆盖在待烧结器件表面的定位膜；或者，

所述定位结构为从四周包围待烧结器件并且与待烧结器件等高或者低于所述待烧结器件高度的弹性定位环。

根据本发明的一个方面，所述第一腔体结构上设有用于通入惰性气体的通孔；

所述第一承靠座上临近所述物料托盘上待烧结器件处设有用于通入惰性气体的通孔；

所述第二腔体结构上设有用于排出气体的第二通孔。

根据本发明的一个方面，还包括用于支承并驱动所述第一承靠座往复移动的第一驱动机构、用于驱动所述第二承靠座往复移动的第二驱动机构以及用于支承所述第一驱动机构、所述第二驱动机构和所述第一腔体结构的支承台。