[发明专利]功率模块封装

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以2011年11月28日提交的、名称为“功率模块封装(Power Module Package)”的韩国专利申请No.10-2011-0125305为优先权，该申请的全部内容在此作为参考结合于本申请。

技术领域

本发明涉及功率模块封装。

背景技术

由于全世界能源消耗的增加，人们已经开始对如何有效地利用有限的能源表现出了极大的兴趣。随着功率模块的广泛应用，目前十分需要多功能的和小型(compact)的功率模块，但是由于多功能和小型化而造成电子元件产生热量的问题导致模块的整体性能的退化。

因而，为了提高效率并获得功率模块的高可靠性，需要一种能够解决上述发热问题的高度消散的水冷功率模块封装结构。

如文件1所公开的内容，通常情况下，散热系统通过分别制作功率模块封装和散热系统并连接该功率模块封装和散热系统而形成，这里，功率模块封装和散热系统的制造单位成本很高并且很难为了提高散热系统的散热效率而改变水冷通道的设计，从而难以将其用于各种模块并有效散热。

另外，就功率模块的结构而言，具有上述结构的散热系统只能对一个面散热，这几乎不能适用于使用高热绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的功率模块封装，所述绝缘栅双极型晶体管应用于包括电动车、工业、可再生目的等各种领域。并且如此低的散热很难高度集成高热半导体器件(high heating semiconductor device)。

【文件1】KR 10-2004-0064995 A 2004.7.21

发明内容

本发明致力于通过采用能够用作基板(substrate)散热板来提供一种能够高度集成的、小型的、轻型的功率模块封装，所述散热板包括冷却流动通道，所述冷却流动通道具有上部和下部集成的形式。

根据本发明的第一优选实施方式，提供了一种功率模块封装，该功率模块封装包括：第一散热板，该第一散热板包括顺序形成的第一流动通道、第二流动通道和第三流动通道，所述第一流动通道和所述第三流动通道之间形成有台阶；第二散热板，该第二散热板形成在所述第一散热板的下方，所述第二散热板具有一面和另一面，所述第二散热板的所述一面上形成有半导体装置安装槽，并且所述第二散热板包括第四流动通道，所述第四流动通道的一端连接于所述第二流动通道，并且所述第四流动通道的另一端连接于所述第三流动通道；绝缘层，该绝缘层形成在所述第一散热板和所述第二散热板上；金属层，该金属层包括形成在所述绝缘层上的电路图案和连接垫；以及半导体装置，所述半导体装置形成在所述金属层上，其中，通过所述第一流动通道引入的冷却物质通过所述第二流动通道分配到所述第三流动通道和所述第四流动通道。

所述第一散热板和所述第二散热板可以由金属材料制成。

所述半导体装置可以包括功率元件和控制元件。

当所述半导体装置是功率元件时，所述半导体装置可以形成在所述第一散热板的金属层和所述第二散热板的金属层之间。

所述冷却物质可以是水或者制冷剂。

所述绝缘层可以由陶瓷材料制成。

所述第一流动通道可以是引入所述冷却物质的区域，并且，所述第三流动通道可以是排出所述冷却物质的区域。

所述绝缘层可以形成在所述第一散热板和所述第二散热板的相对的面上。

所述半导体装置可以形成为位于所述半导体装置安装槽内。

所述功率模块封装还可以包括：粘结层，该粘结层形成在所述半导体装置和所述金属层之间。

所述第一流动通道、所述第二流动通道和所述第三流动通道可以在所述第一散热板的厚度方向中心顺序连接。

所述第二流动通道和所述第三流动通道可以有孔，所述孔形成在所述第二流动通道和所述第三流动通道各自的与所述第四流动通道相接触的部分，所述孔朝向所述第二散热板。

所述第四流动通道可以形成在所述第二散热板的厚度方向的中心。

所述第二散热板还可以包括第一连接部分，该第一连接部分形成为与所述第四流动通道的位于所述第二散热板的一面的一端相连接，并且所述第一连接部分包括第一连接槽，该第一连接槽与所述第一流动通道、所述第二流动通道、所述第三流动通道和所述第四流动通道相对应。

所述第二散热板还可以包括第二连接部分，该第二连接部分形成为与所述第四流动通道的位于所述第二散热板的一面的另一端相连接，并且所述第二连接部分包括第二连接槽，该第二连接槽与所述第三流动通道和所述第四流动通道相对应。