[发明专利]一种功率模块及其制备方法

说明书

本发明涉及一种功率模块及其制备方法，所述功率模块包括：在所述第一金属基底的上表面形成多个第一凹槽，在每个所述第一凹槽中均设置一第一功率元件，在所述第一金属基底的上表面上形成第一、第二隔热层，在所述第二隔热层上形成第一布线层，在所述第一布线层上设置多个导电柱以及多个控制元件，在第二金属基底的上表面形成多个第二凹槽以及贯穿所述第二金属基底的导电结构，在每个所述第二凹槽中均设置一第二功率元件，接着在所述第二金属基底的上表面上形成第三、第四隔热层，在所述第四隔热层上形成第二布线层，所述第二金属基底置于所述第一金属基底上，一模塑层，所述模塑层完全包裹所述第一、第二金属基底的上表面。

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，特别是涉及一种功率模块及其制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，功率半导体技术已经成为现代电力电子技术的核心。以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的功率器件，在众多工业控制领域得到越来越广泛的应用。IGBT作为一种典型的双极性MOS复合型功率器件，集MOSFET与GTR(大功率晶体管)的优点于一身，既具有输入阻抗高，开关速度快，热稳定性好和驱动电路简单的长处，又具有通态电压低，耐压高和承受电流大的优点。智能功率模块以IGBT为基础，内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，与普通IGBT相比，在系统性能和可靠性上均有很大的提高，同时由于IPM通态损耗和开关损耗都比较低，使散热器的尺寸减小，故整个系统的体积减小了很多，适应了功率器件的发展方向，从而应用领域越来越广。然而在现有的智能功率模块的使用过程中，散热问题一直是丞待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种功率模块及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种功率模块的制备方法，包括以下步骤：

1)提供一第一金属基底，在所述第一金属基底的上表面形成多个第一凹槽；

2)接着在每个所述第一凹槽中均设置一第一功率元件，所述第一功率元件具有焊垫；

3)接着在所述第一凹槽和所述第一功率元件之间的间隙中填充无机导热绝缘材料；

4)接着在所述第一金属基底的上表面上形成第一隔热层，接着在所述第一隔热层上形成第二隔热层，其中，所述第一隔热层的导热系数大于所述第二隔热层的导热系数；

5)接着通过刻蚀以暴露所述第一功率元件的焊垫，接着沉积导电金属材料以形成第一导电块，接着在所述第二隔热层上沉积形成第一布线层，所述第一布线层与所述第一导电块电连接；

6)接着在所述第一布线层上形成多个导电柱，并在所述第一布线层上设置多个控制元件；

7)提供一第二金属基底，在所述第二金属基底的上表面形成多个第二凹槽，并形成贯穿所述第二金属基底的多个通孔；

8)接着在所述通孔内形成绝缘层，接着在所述通孔内沉积导电材料以形成导电结构，接着在每个所述第二凹槽中均设置一第二功率元件，所述第二功率元件具有焊垫；接着在所述第二凹槽和所述第二功率元件之间的间隙中填充无机导热绝缘材料；接着在所述第二金属基底的上表面上形成第三隔热层，接着在所述第三隔热层上形成第四隔热层，其中，所述第三隔热层的导热系数大于所述第四隔热层的导热系数；

9)接着通过刻蚀以暴露所述导电结构以及所述第二功率元件的焊垫，接着沉积导电金属材料以形成第二导电块，接着在所述第四隔热层上沉积形成第二布线层，所述第二布线层与所述第二导电块电连接；

10)接着将所述第二金属基底置于所述第一金属基底上，使得导电柱与所述第二布线层电连接；

11)接着形成一模塑层，所述模塑层完全包裹所述第一金属基底的上表面、所述第二金属基底的上表面、所述第一布线层、所述第二布线层、所述导电柱、所述控制元件。