[發(fā)明專利]一種智能功率模塊及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010097859.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN111293093B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥星波通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 蚌埠幺四零二知識(shí)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(duì)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(gè)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(shí)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(shí)在所述凹陷腔體的底部形成多個(gè)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(guò)熱壓合工藝使得所述凹陷腔體底部的多個(gè)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(gè)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(gè)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(guò)程中散發(fā)出的熱量通過(guò)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(guò)粘結(jié)層臨時(shí)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(guò)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(guò)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(gè)所述第二凸起是通過(guò)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(guò)在所述電路布線圖案上設(shè)置焊料，進(jìn)而將所述功率元件 的所述焊墊通過(guò)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(xiàng)所述的方法制備形成的。