一种半导体功率模块的散热基板及其制备方法与流程

专利2026-02-17  5


本发明涉及半导体,尤其涉及一种半导体功率模块的散热基板及其制备方法。


背景技术:

1、由于半导体功率模块在工作过程中会产生大量的热量,如果不做有效的散热处理,半导体功率模块内部热量就会堆积,从而使半导体功率模块内部的芯片很快就会超过其工作温度限制,进而导致半导体功率模块的寿命会极大缩短。为解决半导体功率模块散热问题,通常会将半导体功率模块与散热器连接,这种散热处理方式可以使得半导体功率模块内部的芯片在工作过程中产生的热量通过芯片底部传递至散热器,再通过外部水冷或风冷将散热器上的热量带走。传统的散热结构的散热传导路径的层级较多,导致热阻较高,热传导效率较低,不利于半导体功率模块的散热。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体功率模块的散热基板及其制备方法,以解决现有技术中散热结构的热传导效率较低的技术问题。

2、本发明的技术方案如下,提供了一种半导体功率模块的散热基板,包括铜电路层、第一焊料层、绝缘陶瓷材料层、第二焊料层以及散热器层;

3、所述铜电路层用于与所述半导体功率模块内部的芯片连接,通过所述第一焊料层将所述铜电路层与所述绝缘陶瓷材料层的第一面连接,通过所述第二焊料层将所述绝缘陶瓷材料层的第二面与所述散热器层连接。

4、进一步地,所述铜电路层包括多个电路单元,所述第一焊料层包括多个互不接触的第一焊料单元,所述绝缘陶瓷材料层的第一面通过所述第一焊料单元与至少一个所述电路单元连接。

5、进一步地,所述绝缘陶瓷材料层包括多个互不接触的绝缘陶瓷单元,每个所述绝缘陶瓷单元的第一面的通过所述第一焊料单元与至少一个所述电路单元连接。

6、进一步地,所述第二焊料层包括多个互不接触的第二焊料单元,所述绝缘陶瓷单元的第二面通过所述第二焊料单元与所述散热器层连接。

7、进一步地,所述第一焊料层和所述第二焊料层的厚度小于10微米。

8、进一步地,所述散热器层为针翅型散热板,所述针翅型散热板的针翅的截面积为圆形、椭圆形或者菱形。

9、本发明的另一技术方案如下,还提供了一种半导体功率模块的散热基板的制备方法,包括:

10、通过第一焊料层将铜电路层与绝缘陶瓷材料层的第一面连接;

11、对所述铜电路层进行蚀刻,形成电路;

12、通过第二焊料层将所述绝缘陶瓷材料层的第二面与散热器进行烧结,使所述绝缘陶瓷材料层的第二面与所述散热器连接。

13、进一步地,对所述铜电路层进行蚀刻,形成电路,包括,对所述铜电路层进行蚀刻,形成包括多个电路单元的电路;

14、在对所述铜电路层进行蚀刻,形成包括多个电路单元的电路之后,还包括,

15、对所述第一焊料层进行蚀刻,使所述第一焊料层包括多个互不接触的第一焊料单元,使所述绝缘陶瓷材料层的第一面通过所述第一焊料单元与至少一个所述电路单元连接。

16、进一步地,在对所述铜电路层进行蚀刻,形成包括多个电路单元的电路之后,还包括:

17、将所述绝缘陶瓷材料层进行切割,使所述绝缘陶瓷材料层包括多个互不接触的绝缘陶瓷单元,使每个所述绝缘陶瓷单元的第一面的通过所述第一焊料单元与至少一个所述电路单元连接。

18、进一步地,所述将通过第二焊料层将所述绝缘陶瓷材料层的第二面与所述散热器连接,包括:

19、使所述第二焊料层包括多个互不接触的第二焊料单元,将所述电路单元、所述第一焊料单元以及所述绝缘陶瓷单元形成的单面覆铜陶瓷单元放入限位夹具的穴位中,使所述第二焊料单元将所述绝缘陶瓷单元的第二面与所述散热器连接。

20、本发明的有益效果在于:通过所述第一焊料层将所述铜电路层与所述绝缘陶瓷材料层的第一面连接,通过所述第二焊料层将所述绝缘陶瓷材料层的第二面与所述散热器层连接,可以减少散热基板散热传导路径的层级,从而降低热阻,提高热传导效率。



技术特征:

1.一种半导体功率模块的散热基板,其特征在于,包括铜电路层、第一焊料层、绝缘陶瓷材料层、第二焊料层以及散热器层;

2.根据权利要求1所述的半导体功率模块的散热基板,其特征在于,所述铜电路层包括多个电路单元,所述第一焊料层包括多个互不接触的第一焊料单元,所述绝缘陶瓷材料层的第一面通过所述第一焊料单元与至少一个所述电路单元连接。

3.根据权利要求2所述的半导体功率模块的散热基板,其特征在于,所述绝缘陶瓷材料层包括多个互不接触的绝缘陶瓷单元,每个所述绝缘陶瓷单元的第一面的通过所述第一焊料单元与至少一个所述电路单元连接。

4.根据权利要求3所述的半导体功率模块的散热基板,其特征在于,所述第二焊料层包括多个互不接触的第二焊料单元,所述绝缘陶瓷单元的第二面通过所述第二焊料单元与所述散热器层连接。

5.根据权利要求1所述的半导体功率模块的散热基板,其特征在于,所述第一焊料层和所述第二焊料层的厚度小于10微米。

6.根据权利要求1所述的半导体功率模块的散热基板,其特征在于,所述散热器层为针翅型散热板,所述针翅型散热板的针翅的截面积为圆形、椭圆形或者菱形。

7.一种半导体功率模块的散热基板的制备方法,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的半导体功率模块的散热基板的制备方法,其特征在于,对所述铜电路层进行蚀刻,形成电路,包括,对所述铜电路层进行蚀刻,形成包括多个电路单元的电路;

9.根据权利要求8所述的半导体功率模块的散热基板的制备方法,其特征在于,在对所述铜电路层进行蚀刻,形成包括多个电路单元的电路之后,还包括:

10.根据权利要求9所述的半导体功率模块的散热基板的制备方法,其特征在于,所述将通过第二焊料层将所述绝缘陶瓷材料层的第二面与所述散热器连接,包括:


技术总结
本发明提供了一种半导体功率模块的散热基板及其制备方法。本发明提供的半导体功率模块的散热基板,包括铜电路层、第一焊料层、绝缘陶瓷材料层、第二焊料层以及散热器层;所述铜电路层用于与所述半导体功率模块内部的芯片连接,通过所述第一焊料层将所述铜电路层与所述绝缘陶瓷材料层的第一面连接,通过所述第二焊料层将所述绝缘陶瓷材料层的第二面与所述散热器层连接。本发明的半导体功率模块的散热基板,可以减少散热基板散热传导路径的层级,从而降低热阻,提高热传导效率。

技术研发人员:曾云兰,蒋卫娟,孙炎权,喻双柏
受保护的技术使用者:基本半导体(无锡)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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