[发明专利]电子器件模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子器件模块，其具有至少一个多层的电路支承体和 带有冷却体的冷却装置。此外，本发明还涉及一种用于制造这种电子器件 模块的方法。

背景技术

已公开了带有多个多层电路支承体的电子器件模块。这些电子器件模 块例如通过LTCC(低温共烧陶瓷)来制成，LTCC是一种用于由多个单 个层制造陶瓷电路支承体的高效率的技术。为此，用于通过冲裁进行电穿 通接触的、未烧结的陶瓷生片设置有开口，其中开口被填充以导电膏，并 且这些膜在其表面上以丝网印刷方法设置有平坦的线路结构。多个这种单 个的层最后可以彼此层压并且在较低的温度情况下烧结。该工艺提供了掩 埋的多层布局结构(Layout-Strukturen)，这些布局结构可以用于集成无 源的电路元件。此外，由此可以实现具有非常好的高频特性、气密地密封 并且具有良好的耐热性的布局结构。借助这些特性，LTCC技术适于应用 在不利的环境(例如适于传感器)中，适于应用在高频技术(例如移动无 线电和雷达领域)中，以及适于应用在功率电子设备(例如车辆电子设备、 传动控制装置和发动机控制装置)中。然而，在热的方面要求高的应用通 常由于材料的较差的导热能力而受到限制，其中材料典型地具有2W/m K 的导热能力。为了冷却有源半导体器件(作为表面安装部件，这些半导体 器件通常是这种LTCC模块的部分)，简单地将LTCC衬底安装在冷却体 上并不足够。特别地，将LTCC衬底焊接或者粘合到冷却体上，如在J. Schulz-Harder等人所著的“Micro channel water cooled power modules”， 1至6页，PCIM 2000 Nuernberg中所描述的那样，并不足够。

LTCC陶瓷在标准工艺中与银金属化物兼容。因此，针对LTCC衬 底的一个常见解决方案是集成热通孔。通孔是垂直的穿通接触部，它们被 以含银的导电膏填充，并且主要用于散热。通过这种方式，可以实现20 W/m K的平均导热能力。与含银的膜结合，能够在垂直或者水平方向上 实现90W/m K和150W/m K的值。这由M.A.Zampino等人所著的 “LTCC substrates with internal cooling channel and heat exchanger”， Proc.Internat.Symp.on Microelectronics 2003，Internat. Microelectronics and Packaging Society(IMAPS)，18.-20.11.2003， Boston，USA公开。

另一解决方案是，将具有高损耗热的半导体IC(集成电路)，例如功 率放大器，在LTCC电路板的凹进部分中直接安装在散热器上。

此外，公开了如下解决方案：这些解决方案基于流体填充的通道的集 成。在此，冷却通过具有高热容的流体(例如水)的对流来进行，如在上 面提及的、根据J.Schulz-Harder等人所著的“Micro channel water cooled power modules”的现有技术中以及此外在M.A.Zampino等人所著的 “Embedded heat pipes with MCM-C Technology”，Proc.NEPCON West 1998 Conference Vol.2，Reed Exhibition：Norwalk，CT USA 1998，777- 785页，第2卷，(Conf.Anaheim，USA，1.-5.03.1998)中所描述的那样。