Patent WO-2021199553-A1 (WO)
Title: Ensemble module de puissance, procédé de fabrication d'ensemble module de puissance et module de puissance
Inventor: BRANDELERO JULIO
IPC: H01L23/488
Filed: 2020-12-28
Abstract: L'invention concerne un ensemble module de puissance comprenant une puce de puissance (5) fixée à un substrat (1) à travers une couche de joint (41) comprenant des plots solides (4, 4') d'un matériau d'alliage métallique connectant électriquement et thermiquement ladite puce de puissance (5) audit substrat (1) lesdits plots solides (4, 4') sont situés à l'intérieur de cellules (200, 201, 202) d'une grille (2, 2') constituée d'un matériau élastique et ayant des parois cellulaires (20) s'étendant entre la surface du substrat (1) et la surface de la puce (5) se faisant face. Un procédé de fabrication de l'ensemble module de puissance consiste à : fournir une grille élastique (2, 2') ayant une longueur et une largeur correspondant à la longueur et à la largeur de la puce à semi-conducteur (5) pour la fixation ; placer et fixer ladite grille élastique (2, 2') sur le substrat (1) ; placer un pochoir (3) formant un cadre ayant une forme adaptée à un contour de la puce à semi-conducteur (5) sur le substrat (1) autour de la grille (2, 2') et appliquer de la pâte (9) avec une technique d'impression par sérigraphie dans la zone définie par le pochoir (3) ; retirer le pochoir (3) ; placer la puce à semi-conducteur de puissance (5) au-dessus de la pâte (9) ; appliquer une pression sur la puce (5) pour comprimer l'ensemble constitué de la puce (5), la grille (2, 2') et de pâte (9) et le substrat (1) ; chauffer (10) l'ensemble pour faire fondre les particules métalliques de la pâte (9) ou pour fritter les particules ; et refroidir l'ensemble pour fournir des plot solides (4 411') incorporés dans ladite grille (2, 2'). La grille (2, 2') agit comme une barrière élastique, empêchant la propagation de fissures à l'intérieur de la couche de joint (41) tout en fournissant une faible résistance thermique. La grille (2, 2 ') peut être un treillis en forme de nid d'abeilles (2) ou de forme carrée (21). Une taille de cellule de grille (200, 201, 202) peut être au moins dix fois supérieure à une largeur de paroi de grille (20). La largeur des parois (20) des cellules de grille (200, 201, 202) peut être supérieure à la moitié de l'épaisseur de la couche d'assemblage (41). Le matériau de grille peut être tel que les parois (20) de la grille (2, 2') contrat avec une augmentation de la température, ce qui contribue à l'application d'une pression élevée sur la pâte (9) pendant la phase de traitement de chauffage et permettre à la pâte solide (4, 4') de se dilater dans les zones chaudes sans contrainte supplémentaire pendant le fonctionnement de la puce à semi-conducteur de puissance (5), laissant la pièce vers le reste de la couche de joint (41) pour se dilater sous haute température, relâchant la contrainte. La grille (2, 2') peut être une grille en polyimide, en particulier réalisée à partir d'une bande de polyimide adhésive simple ou double face. La grille (21) peut comprendre des cellules périphériques (201) d'une largeur réduite par rapport aux cellules centrales (202) de la grille (21), limitant la propagation de fissures de telle sorte que les fissures ne peuvent pas croître à partir des côtés ou des coins plus que la largeur des cellules à largeur réduite (201) tandis que les cellules internes (202) peuvent être plus grandes pour réduire la dégradation de la résistance thermique globale. Les cellules (200, 201, 202) de la grille (2, 2') peuvent être façonnées par découpe au laser. La grille élastique (2, 2') peut être formée sous la forme d'une bande avec un adhésif sur les deux côtés et être collée sur le substrat (1) et la puce (5). La grille élastique (2, 2') peut être placée et fixée sur le substrat (1) avec une technique d'impression à l'écran à l'aide d'une encre chargée de particules conductrices thermiques élevées.