[發明專利]一種智能功率模塊及其制備方法

有效

• 申請號: 202010097859.4
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111293093B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 張正
• 申請（專利權）人: 合肥星波通信技術有限公司
• 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權代理事務所(普通合伙) 34156
• 代理人: 尹杰

本發明涉及一種智能功率模塊及其制備方法，該方法包括以下步驟：將功率元件臨時固定在所述第一載板上，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，在所述功率元件的所述第二表面上沉積導熱絕緣層，在所述凹陷腔體中設置層疊散熱體，并使得所述第一凸起嵌入到所述層疊散熱體中，接著將散熱器設置于所述功率元件的所述第二表面上，使得多個第二凸起嵌入到所述導熱硅膠層中，在所述散熱器上固定粘結所述第三載板，并去除所述第一載板，將所述功率元件倒裝安裝在電路布線圖案上，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。

技術領域

本發明涉及功率模塊技術領域，特別是涉及一種智能功率模塊及其制備方法。

背景技術

智能功率模塊，是一種將電力電子和集成電路技術結合的功率驅動類半導體功率器件封裝。智能功率模塊在使用過程中會釋放大量的熱量，進而使得智能功率模塊迅速升溫，溫度升高容易導致智能功率模塊損壞。因此，如何對智能功率模塊進行快速散熱是相關技術人員一直關注的問題。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種智能功率模塊及其制備方法。

為實現上述目的，本發明提出的一種智能功率模塊的制備方法，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域，多個焊墊設置于所述功率元件的所述第一表面上且圍繞所述功能區域，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基板；

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核心區域相重疊；

3)接著在所述功率元件的所述第二表面上沉積導熱絕緣層，所述導熱絕緣層覆蓋所述凹陷腔體的底面、所述凹陷腔體的側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熱硅膠層、石墨烯層、導熱硅膠層、石墨烯層、導熱硅膠層，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。

作為優選，在所述步驟1)中，所述功率元件通過粘結層臨時固定在所述第一載板上，所述粘結層可以加熱軟化而易于剝離。

作為優選，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。

作為優選，在所述步驟3)中，所述導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法形成所述導熱絕緣層，所述導熱絕緣層的厚度為100-400納米。

作為優選，在所述步驟4)中，所述層疊散熱體的厚度為200-500微米

作為優選，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。