[發明專利]具有壓印底板的功率半導體模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201310030514.7
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103227154B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 托爾斯滕·格勒寧;馬克·埃斯爾特;克里斯琴·施泰寧格;羅曼·倫納特·特席爾布斯
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/13
• 分類號: H01L23/13;H01L21/58
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術領域

本發明涉及一種帶有底板的功率半導體模塊。

背景技術

在這種功率半導體模塊中經常有一個或多個電路載體布置在底板的上側面上。這些電路載體上裝配有一個或者多個需要散熱的電子組件，其中，在功率半導體模塊運行時在這些組件中產生的熱量通過這些電路載體和底板傳導至冷卻體，為此，模塊利用底板的下側抵壓在冷卻體上。作為選擇，可以在冷卻體和底板之間放入一種熱傳遞介質，例如導熱膏。

為了實現盡可能有效地對這些組件進行散熱，非常值得努力的是讓底板和冷卻體之間的間距變小。因為電路載體通常與底底板料配合地連接，并且有時也與其他的組件材料配合地連接，所以在功率半導體模塊運行期間，由于這些相互連接的元件具有不同的膨脹系數，會導致這個布局彎曲，這樣一來，底板和冷卻體之間的間距可能在局部發生變化。

此外，在例如在固定螺栓或者其他的固定元件的幫助下將模塊裝配到冷卻體上時，可能導致局部張力，這會導致在那些與所涉及的固定位置例如很遠的區域內，底板和冷卻體之間的間距增加。

如果在電路載體內出現這種由于發熱造成的彎曲或者由于裝配造成的間距擴大，就會導致底板和冷卻體之間的熱傳遞阻力恰恰在發熱量特別高的區域顯著增加。

發明內容

本發明的目的在于提出一種功率半導體模塊，當被裝配到冷卻體上時，該功率半導體模塊能讓運行時在底板和冷卻體之間的熱阻尤其是在電路載體區域很小。本發明的另一個目的在于提出一種制造這種功率半導體模塊的方法。

該目的通過本發明的功率半導體模塊或者通過本發明的用于制造功率半導體模塊的方法得以實現。

本發明提供了一種包括底板和電路載體的功率半導體模塊。底板具有上側面、下側面、以及壓印到底板中的凹進處，該凹進處從上側面出發向底板內延伸，并且在其區域內，底板的厚度局部減小。電路載體被布置在底板的上側面上的凹進處上方，使得凹進處完全地或者至少部分地位于電路載體和底板的下側面之間。由于在電路載體下方有壓印的凹進處，所以底板在這片區域被穩固，不易完全彎曲，正如在裝配時和/或模塊運行時可能發生的那樣。由此能夠實現讓底板和連接其上的、在電路載體下方的冷卻體之間的間距特別小，并且因此讓熱傳遞阻力很小。

為了制造這種功率半導體模塊，要提供例如由金屬制成的底板，它具有上側面和與該上側面相對的下側面。然后實施壓印步驟，期間在底板中壓印一個或者多個凹進處，它們分別從上側面出發向底板內延伸。此外，在壓印步驟之前或之后實施彎折步驟，期間讓底板形成曲面(Krümmung)。然后再提供電路載體，該電路載體布置到上側面上的凹進處上方，并且與底板相連，使得凹進處完全地或者至少部分地位于電路載體和底板的下側面之間。

附圖說明

下面借助實施例參照附圖更詳盡地闡述本發明。在圖中，相同的附圖標記表示具有相同或者對等功能的相同的或者對等的元件。其示出：

圖1A是垂直穿過裝配有電路載體的底板的剖面圖；

圖1B是在去除電路載體的情況下，根據圖1A的布置的俯視圖；

圖2A是垂直穿過另一個裝配有電路載體的底板的剖面圖；

圖2B是在去除電路載體的情況下，根據圖2A的布置的俯視圖；

圖3A-3C是用于制造底板的方法的各個步驟；

圖4A-4C是用于制造底板的另一種方法的各個步驟；

圖5是垂直穿過配置多個電路載體的底板的剖面圖，其中，每一個電路載體都配有一個或者多個半導體組件；

圖6是具備外殼的、并且裝配到冷卻體上的符合圖5的布置；

圖7是垂直穿過底板在壓印的凹進處區域內的部段的剖面圖；

圖8是底板的上側面的俯視圖，它具有環形的、壓印的凹進處；

圖9是底板的上側面的俯視圖，它具有兩個環形的、壓印的凹進處；

圖10是底板的上側面的俯視圖，它具有一個環形的、壓印的凹進處，其中，該凹進處延伸越過電路載體的側邊沿；

圖11是底板的上側面的俯視圖，它具有一個凹進處，其具有相交叉的部段。

具體實施方式

圖1A示出垂直穿過底板4的剖面圖，該底板具有上側面41和與該上側面41相對的下側面42。上側面41和下側面42是底板4的面積最大的側面。從上側面41出發，有多個壓印的凹進處40向底板4內延伸，在其區域內，底板4的厚度分別在局部減小。此外在上側面41上示例性地布置著三個電路載體2，其中，在每一個電路載體2的下方都有至少其中一個凹進處40。