[发明专利]一种双面散热功率模块的制造方法及双面散热功率模块

说明书

本发明提供了一种双面散热功率模块的制造方法及双面散热功率模块，该制造方法包括：在衬板的一侧表面上设置第一连接层，将功率芯片的上下端面通过所述第一连接层分别连接上下对应的所述衬板；在所述衬板的另一侧表面上设置第二连接层；所述第二连接层上直接成型与冷却液直接接触的散热部，所述散热部采用粉末烧结工艺快速成型，所述第二连接层的熔点大于与之接触的所述散热部的制造温度。基于本发明的技术方案，通过散热部直接与冷却液接触的方式，对功率模块进行散热，提高散热效果，利用烧结工艺较强的结合力和致密性，保证功率模块的防水性。

技术领域

本发明涉及功率模块技术领域，特别地涉及一种双面散热功率模块的制造方法及双面散热功率模块。

背景技术

随着宽禁带半导体越来越广泛的使用，功率模块封装面临着散热、电感、可靠性等一系列的问题，对于功率模块的散热，采用双面散热的结构是目前功率模块最为高效的散热方式，但是在实际安装过程中，由于引入了导热界面材料，其占据整个散热回路热阻的30～40％，使得功率模块的散热效率大大降低。

目前，为了提高功率模块的散热，考虑将导热界面材料取消，使得功率模块的上下两面与水冷散热模块直接连接的方式，但是此方式由于制造过程中，散热模块的基板在模块制造初期引入，使得会出现焊接过程中传热较慢等一系列问题；与此同时，在与冷却液直接接触的情况下，功能模块的防冷却液泄漏的问题也不易解决。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种双面散热功率模块的制造方法及双面散热功率模块，能够在取消导热界面材料，使散热功率模块双面直接水冷时，保证双面散热功率模块的密封性以及可制造性。

本发明的一种双面散热功率模块的制造方法，包括：

在衬板的一侧表面上设置第一连接层，将功率芯片的上下端面通过所述第一连接层分别连接上下对应的所述衬板；

在所述衬板的另一侧表面上设置第二连接层；

所述第二连接层上直接成型与冷却液直接接触的散热部。

在一个实施方式中，所述散热部采用粉末烧结工艺快速成型，所述第二连接层的熔点大于与之接触的所述散热部的制造温度，通过本实施方式，使得散热部具有较强的结合力和致密性，提高功率模块的防水性，同时所述散热部能够不受传统结构制造的限制，能够制造成散热效果更好的结构，提高所述功率模块的散热效果。

在一个实施方式中，所述将功率芯片的上下端面通过所述第一连接层分别连接上下对应的所述衬板，包括：

在所述衬板上设置所述第一连接层；

将所述功率模块连接于所述第一连接层；

烧结所述第一连接层，以连接所述功率芯片与所述衬板，通过本实施方式，将功率芯片通过烧结的方式与衬板连接。

在一个实施方式中，所述第一连接层包括多个依次叠加的子连接层，按叠加顺序，在所述衬板上设置多层所述子连接层，在上一层所述子连接层烧结后设置下一层所述子连接层，通过本实施方式，按照叠加顺序逐层烧结每个子连接层，将散热模块中的多个子连接层依次连接起来。

在一个实施方式中，上一层所述子连接层的熔点大于下一层所述子连接层的工艺连接温度，通过本实施方式，由于所述功率模块中需要较多的所述子连接层，在顺次连接的过程中，为了保证已经连接好的所述子连接层的稳定性，顺次设置的所述子连接层的工艺连接温度需小于已经连接好的所述子连接层的熔点。

在一个实施方式中，所述子连接层采用自身熔点高于连接温度的材料制成，通过本实施方式，由于在实验中发现，要保证已经连接好的所述子连接层的稳定性，需要已经连接好的所述子连接层的熔点高于接下来顺次设置的子连接层40℃以上，而往往所述功率模块的所述第一连接层为具有3层以上子连接层的结构，采用自身熔点高于连接温度的材料制成的所述子连接层才能保证所述第一连接层的稳定性。