[發明專利]電子模塊及制造其的方法

有效

• 申請號: 201710346715.6
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN107124837B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: F·溫特;O·蓋特納;I·尼基廷;J·赫格爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/28
• 分類號: H01L23/28
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華;張寧

根據一個示例性方面，提供了一種電子模塊，其中電子模塊包括含有至少一個電子部件的電子芯片，含有布置在電子芯片上的主表面并與至少一個電子部件導熱連接的間隔元件，以及至少部分地圍繞電子芯片和間隔元件的模塑材料，其中間隔元件包括側表面，其與模塑材料接觸并包括表面結構。

分案說明

本申請是于2014年8月11日提交的申請號為201410392670.2、名稱為“電子模塊及制造其的方法”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及電子模塊。而且，本發明涉及制造電子模塊的方法。

背景技術

在本領域中，多個電子模塊是已知的，其包括提供一些電子功能的電子或半導體芯片。電子芯片可以布置或放置在襯底上，并且可以通過圍繞該電子芯片的模塑材料被容納或封裝。

特別是，由于通過模塑材料的容納，由電子芯片產生的熱量的耗散可以是目的。這對于以下情況尤其如此：電子模塊形成功率模塊或是功率模塊的一部分，即被適配并意為處理相當高的功率的模塊，例如功率大小比在信息技術領域中使用的電子模塊高幾個數量級。

這樣的功率模塊被使用在電池或電動機中，例如在電動汽車領域中的電池或電動機。這些電池和電動機在充放電過程期間的操作中通常嚴重受力或受壓，導致高及快速的熱量生成，其對于電池和電動機的功能可以是破壞性的。因而，所產生的熱量的驅散是構建或設計這樣的功率模塊時需要考慮的一個重要問題。例如，可以使用高導熱性的材料用于芯片的襯底安裝或當制造引線框架時。此外，熱傳導材料可以用作電子模塊的頂層或外層，以便于提供到環境的較大的接觸面積或界面，其可以用作對于模塊或封裝件的熱沉。

為了提高熱耗散，熱沉可以被設置在功率模塊的兩個主表面上。該熱沉被熱耦合到半導體芯片，其中一個熱沉可被用于冷卻芯片的一側，而另一熱沉與另一側處于熱接觸。熱沉繼而可以通過空氣對流或液體冷卻而與外側或環境熱耦合。

具體地，半導體芯片的前側或前表面必須被冷卻。通常對于常規的電子模塊或封裝件，半導體芯片的前側除了連接到模塑材料還通過鍵合線或接線柱(clip)被熱接觸，由于模塑材料的熱傳導率和鍵合或接線柱的材料熱傳導率的巨大差異導致熱量的局部釋放。

圖3示出了常規的功率模塊300的截面圖，包括具有半導體芯片(未示出)布置在其上的印刷電路板(PCB)或直接銅鍵合襯底(DCB)301。在PCB 301和/或芯片上，間隔元件或間隔件302經由焊料層303被焊接。間隔元件302的另一側被連接到DCB 305(例如通過另外的焊料層304被焊接)，即陶瓷板被在陶瓷板的每一個主表面上的相應的銅層所覆蓋。然后，功率模塊被模塑材料306容納，該模塑材料306至少在間隔元件302的側面部分接觸間隔元件302并可以進一步覆蓋DCB和/或襯底的至少部分。模塑材料或部件使得半導體芯片被保護以免于外界影響并且另一方面可有助于均勻化模塊或封裝件的機械應力。

除了經由間隔元件和DCB的在電子芯片的前側的熱耗散，為了增加電子模塊的熱耗散，電子芯片的背側也可以被連接到熱沉，該熱沉形成在襯底的背側。

雖然所描述的電子模塊可以表現出良好的熱耗散，可能仍有潛在的空間來提供改進的電子模塊。

發明內容

因此，可能有必要提供電子模塊及制造其的方法，其中電子模塊提供長時間的良好的熱耗散，例如許多的溫度循環，并且實現了電子模塊的低故障率。

根據一個示例性方面，提供了一種電子模塊，其中，電子模塊包括電子芯片、間隔元件和模塑材料，該電子芯片包括至少一個電子部件，該間隔元件包括布置在電子芯片上并與至少一個電子部件導熱連接的主表面，該模塑材料至少部分地圍繞電子芯片和間隔元件，其中該間隔元件包括側表面，該側表面與模塑材料接觸并且包括表面結構。