[發(fā)明專利]一種絕緣互聯(lián)散熱板及功率模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210418921.0
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103794580B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 王波;朱陽軍;陸江;談景飛;褚為利;張文亮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海聯(lián)星電子有限公司;中國科學院微電子研究所;江蘇中科君芯科技有限公司
• 主分類號: H01L23/38
• 分類號: H01L23/38
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發(fā)明公開了一種絕緣互聯(lián)散熱板及功率模塊，所述絕緣互聯(lián)散熱板包括：熱電偶；第一絕緣層，該第一絕緣層的一側(cè)與所述熱電偶的冷端接觸，另一側(cè)設置有第一金屬層；第二絕緣層，該第二絕緣層的一側(cè)與所述熱電偶的熱端接觸。所述絕緣互聯(lián)散熱板通過熱電偶進行散熱，當熱電偶連接電源后，會將熱量由冷端傳遞到熱端進而釋放。所以采用所述絕緣互聯(lián)散熱板制備功率模塊，當功率芯片工作時，產(chǎn)生的熱量會隨著熱電偶的熱量傳遞而釋放到功率模塊的外部。可見，本申請所述技術(shù)方案為主動散熱，通過所述絕緣互聯(lián)散熱板，形成一個溫度差，更易于將熱量釋放到功率模塊的外部，所述絕緣互聯(lián)散熱板的高散熱效率，有效地保證了功率模塊性能的穩(wěn)定性以及可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體器件制作工藝技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種絕緣互聯(lián)散熱板及功率模塊。

背景技術(shù)

由于功率模塊工作時會產(chǎn)生大量的熱量，如不對其進行及時有效的散熱，將會導致功率模塊中功率芯片等電子元件工作性能的不穩(wěn)定，甚至是導致各電子元件的損壞。

DBC（Direct Bonding Copper，直接覆銅）板由絕緣陶瓷層及設置在該絕緣陶瓷層上下表面的兩層金屬銅層構(gòu)成，絕緣陶瓷與金屬銅層具有良好的導熱性能，使得DBC板具有良好的散熱功能；且金屬銅層與絕緣陶瓷層具有較高的強度且二者具有較強的附著力，使得DBC板強度高且具有穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)，不易損壞；同時，其金屬銅層易于刻蝕電極圖形，能夠?qū)崿F(xiàn)功率器件的互聯(lián)。因此，DBC板成為目前功率器件最為常用的絕緣互聯(lián)散熱板。

參考圖1，圖1為現(xiàn)有的功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有的功率模塊包括：DBC板1；設置在所述DBC板1上方的功率芯片2。其中，所述DBC板1包括：兩層銅層3以及位于所述兩層銅層3之間的陶瓷層4。

功率芯片為功率模塊的熱源，當功率器件工作時，其動靜態(tài)損耗會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量會使得工作溫度升高。現(xiàn)有的功率模塊散熱是將功率芯片產(chǎn)生的熱量通過DBC板1散發(fā)到模塊外部。然而，上述散熱方式是一種被動的散熱方式，僅依靠DBC板的熱傳導特性將熱量傳遞到功率模塊的外部，散熱效率低，并不能及時、有效的將模塊內(nèi)部的熱量釋放到外界，從而影響功率模塊性能的穩(wěn)定性以及可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種絕緣互聯(lián)散熱板及功率模塊，所述絕緣互聯(lián)散熱板具有較高的散熱效率，保證了功率模塊性能的穩(wěn)定性以及可靠性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種絕緣互聯(lián)散熱板，其特征在于，包括：

熱電偶；

第一絕緣層，該第一絕緣層的一側(cè)與所述熱電偶的冷端接觸，另一側(cè)設置有第一金屬層；

第二絕緣層，該第二絕緣層的一側(cè)與所述熱電偶的熱端接觸。

優(yōu)選的，在上述絕緣互聯(lián)散熱板中，所述熱電偶由多個串聯(lián)的N型半導體結(jié)構(gòu)及P型半導體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述N型半導體結(jié)構(gòu)及P型半導體結(jié)構(gòu)間隔排列，且所述N型半導體結(jié)構(gòu)的個數(shù)與所述P型半導體結(jié)構(gòu)的個數(shù)相同。

優(yōu)選的，在上述絕緣互聯(lián)散熱板中，所述第一絕緣層與第二絕緣層均為絕緣陶瓷層。

優(yōu)選的，在上述絕緣互聯(lián)散熱板中，所述第一絕緣層為三氧化二鋁層或是氮化鋁層；所述第二絕緣層為三氧化二鋁層或是氮化鋁層。

優(yōu)選的，在上述絕緣互聯(lián)散熱板中，所述絕緣互聯(lián)散熱板還包括：

位于所述第二絕緣層另一側(cè)的第二金屬層。

優(yōu)選的，在上述絕緣互聯(lián)散熱板中，所述第一金屬層和第二金屬層的材料均為銅。

優(yōu)選的，在上述絕緣互聯(lián)散熱板中，所述N型半導體結(jié)構(gòu)及P型半導體結(jié)構(gòu)采用銅、或鋁、或銀進行串聯(lián)。