[發(fā)明專利]一種智能功率模塊及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010097859.4
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111293093B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張正
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥星波通信技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 蚌埠幺四零二知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34156
• 代理人: 尹杰

1.一種智能功率模塊的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)提供一第一載板，并提供功率元件，所述功率元件具有相對的第一表面和第二表面，所述第一表面具有功能區(qū)域，多個焊墊設(shè)置于所述功率元件的所述第一表面上且圍繞所述功能區(qū)域，將所述功率元件臨時固定在所述第一載板上，所述功率元件的所述第一表面朝向所述第一載板；

2)接著在所述功率元件的第二表面形成一凹陷腔體，同時在所述凹陷腔體的底部形成多個第一凸起，所述凹陷腔體在垂直方向上與所述功能區(qū)域相重疊；

3)接著在所述功率元件的所述第二表面上沉積導(dǎo)熱絕緣層，所述導(dǎo)熱絕緣層覆蓋所述凹陷腔體的底面、所述凹陷腔體的側(cè)壁以及所述功率元件的所述第二表面；

4)接著提供一第二載板，在所述載板上依次形成導(dǎo)熱硅膠層、石墨烯層、導(dǎo)熱硅膠層、石墨烯層、導(dǎo)熱硅膠層，以得到層疊散熱體，剝離并剪裁該層疊散熱體，以備用；

5)接著在所述凹陷腔體中設(shè)置剪裁后的層疊散熱體，并通過熱壓合工藝使得所述凹陷腔體底部的多個所述第一凸起嵌入到所述層疊散熱體中，且所述層疊散熱體的厚度與所述第一凸起的高度的比值為4-6；

6)提供一散熱器，所述散熱器的底面具有多個第二凸起，接著將所述散熱器設(shè)置于所述功率元件的所述第二表面上，使得多個所述第二凸起嵌入到所述層疊散熱體中，且所述層疊散熱體的厚度與所述第二凸起的高度的比值為2-4；

7)提供一第三載板，接著在所述散熱器上固定粘結(jié)所述第三載板，接著去除所述第一載板；

8)提供一散熱基底，接著在所述散熱基底上形成絕緣層，接著在所述絕緣層上形成電路布線圖案，接著將所述功率元件倒裝安裝在所述電路布線圖案上，接著去除所述第三載板，接著在所述散熱基底上形成模塑層，所述模塑層完全包裹所述功率元件，且所述模塑層暴露所述散熱器的頂面；

其中，所述功率元件的所述功能區(qū)域在工作過程中散發(fā)出的熱量通過第一凸起、層疊散熱體、第二凸起和散熱器傳導(dǎo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的制備方法，其特征在于：在所述步驟1)中，所述功率元件通過粘結(jié)層臨時固定在所述第一載板上，所述粘結(jié)層可以加熱軟化而易于剝離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的制備方法，其特征在于：在所述步驟2)中，通過濕法刻蝕或干法刻蝕形成所述凹陷腔體和所述第一凸起。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的制備方法，其特征在于：在所述步驟3)中，所述導(dǎo)熱絕緣層的材料為氧化鋁、氮化鋁、碳化硅中的一種，通過ALD法或CVD法形成所述導(dǎo)熱絕緣層，所述導(dǎo)熱絕緣層的厚度為100-400納米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的制備方法，其特征在于：在所述步驟4)中，所述層疊散熱體的厚度為200-500微米

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的制備方法，其特征在于：在所述步驟6)中，所述散熱器的材料為銅或鋁，所述散熱器的底面的多個所述第二凸起是通過刻蝕工藝或切割工藝形成的。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的制備方法，其特征在于：在所述步驟8)中，通過在所述電路布線圖案上設(shè)置焊料，進而將所述功率元件 的所述焊墊通過所述焊料與所述電路布線圖案電連接，所述模塑層的材料為環(huán)氧樹脂。

8.一種智能功率模塊，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任一項所述的方法制備形成的。