CN116230666B - 一种dbc双面微通道制冷igbt模块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DBC双面微通道制冷IGBT模块及其制造方法，属于半导体封装的技术领域，IGBT模块包括IGBT芯片，IGBT芯片的正面依次连接有端子下焊料层、G极端子、E极端子、端子上焊料层、上DBC基板以及上微通道热沉。G极端子、E极端子通过端子上焊料层与上DBC基板相连；G极端子、E极端子通过端子下焊料层与IGBT芯片相连；IGBT芯片的反面依次连接有下焊料层、下DBC基板以及下微通道热沉，IGBT芯片通过下焊料层与下DBC基板相连接，C极端子通过端子下焊料层与下DBC基板相连接。上DBC基板、IGBT芯片、下DBC基板共同形成双面散热结构，增加了IGBT模块的散热面积。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装的技术领域，尤其涉及一种DBC双面微通道制冷IGBT模块及其制造方法。
背景技术
IGBT（绝缘栅双极晶体管）是一种新型电力半导体自关断器件，具有驱动功率小、驱动电路简单、低稳态损耗、输入阻抗高、承受短路能力和载流能力强的优点，是新一代电子元件的代表。
IGBT的工作效能受温度的影响大，在导通工作与开关过程中都存在一定的功率损耗，通常称为通态损耗和开关损耗，进而产生大量的热量；这些热量一旦没有及时散出，会使模块内部温度升高，导致其半导体物理常数与器件内部参数的改变，最终导致IGBT模块无法正常工作。现阶段，器件小型化的发展趋势使得芯片的尺寸越来越小，单位面积的芯片产生的热量增加，因此，散热问题是IGBT器件封装工艺的重中之重，已经受到了业界的普遍重视。
IGBT热传递路径与其封装构成有关，传统的IGBT封装使用单面散热技术，即芯片、芯片焊接层、铜层、陶瓷层、铜层、DBC焊接层、基板以及散热器依次连接。IGBT在使用过程中，由于散热路径较为单一，因此存在有IGBT器件散热能力较为有限的缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种DBC双面微通道制冷IGBT模块及其制造方法，提升IGBT模块的散热能力。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种DBC双面微通道制冷IGBT模块，包括：IGBT芯片，所述IGBT芯片的正面依次连接有端子下焊料层、E极端子、G极端子、端子上焊料层、上DBC基板以及上微通道热沉，所述G极端子、E极端子通过端子上焊料层与上DBC基板相连；所述G极端子、E极端子通过端子下焊料层与IGBT芯片相连；所述IGBT芯片的反面依次连接有下焊料层、下DBC基板以及下微通道热沉，所述IGBT芯片通过下焊料层与下DBC基板相连接，所述下DBC基板通过端子下焊料层连接有C极端子。
通过采用上述技术方案，IGBT模块在使用过程中，主要的散热路径分两个方向：一个是从下焊料层到下微通道热沉；另一个是从端子下焊料层经G极端子、C极端子、E极端子、端子上焊料层到上微通道热沉。上DBC基板、IGBT芯片、下DBC基板共同形成双面散热结构，增加了IGBT模块的散热面积，相比单面DBC散热结构，能够进一步提升IGBT模块的散热能力。
进一步的，所述上微通道热沉的一侧开设有与所述上DBC基板相契合的第一微通道，所述上微通道热沉的另一侧设有上针状阵列柱；下微通道热沉的一侧开设有与所述下DBC基板相契合的第二微通道，所述下微通道热沉的另一侧设有下针状阵列柱。
进一步的，所述上DBC基板包含第一上铜层、上陶瓷层以及第一下铜层；所述下DBC基板包含第二上铜层、下陶瓷层以及第二下铜层。
进一步的，所述第一上铜层端面开设有第三微通道，所述第二下铜层端面开设有第四微通道，所述第四微通道与第二微通道与相契合。
进一步的，所述端子上焊料层包含一个上G极焊料层、两个上C极焊料层以及四个上E级焊料层；所述端子下焊料层包含一个下G极焊料层、两个下C极焊料层以及四个下E级焊料层。
进一步的，所述G极端子、C极端子以及E极端子的端部形状均呈弯曲状，用于与外部电路相连。
另一方面，本发明提供一种DBC双面微通道制冷IGBT模块的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：预设两个DBC基板，对上DBC基板的第一上铜层预设图形；
步骤二：对第一上铜层与第二下铜层预制微通道；
步骤三：在第二上铜层上印刷纳米银焊膏；
步骤四：通过焊接炉将IGBT芯片的背面与第二上铜层进行焊接，在所述第二上铜层上预制两个下C极焊料层，用于与C极端子的焊接；
步骤五：进行超声清洗；
步骤六：将清洗后的半成品在IGBT芯片上方进行印刷，将上DBC基板的第一下铜层进行印刷；
步骤七：通过载具进行组装；
步骤八：将组装好的产品放入焊接炉中焊接，形成端子上焊料层和端子下焊料层，具体的，G极端子、E极端子以及第一下铜层与IGBT芯片的正面相连接，C极端子分别与第一下铜层以及第二上铜层相连接；
步骤九：进行超声清洗；
步骤十：通过塑封工艺封装。
综上所述，与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：
本发明所述的一种DBC双面微通道制冷IGBT模块，在使用过程中，主要的散热路径分两个方向：一个是从下焊料层经第二上铜层、下陶瓷层、具有微通道的第二下铜层到下微通道热沉；另一个是从端子下焊料层经G极端子、C极端子、E极端子、端子上焊料层、第一下铜层、上陶瓷层、具有微通道的第一上铜层到上微通道热沉。上DBC基板、IGBT芯片、下DBC基板共同形成双面散热结构，增加了IGBT模块的散热面积，相比单面DBC散热结构，能够进一步提升IGBT模块的散热能力。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中上微通道热沉和下微通道热沉的结构示意图；
图3为本发明实施例中上DBC基板的左视图。
附图标记说明：1、上微通道热沉；11、第一微通道；12、上针状阵列柱；2、上DBC基板；21、第一上铜层；211、第三微通道；22、上陶瓷层；23、第一下铜层；3、端子上焊料层；31、上G极焊料层；32、上C极焊料层；33、上E级焊料层；4、G极端子；5、C极端子；6、E极端子；7、端子下焊料层；71、下G极焊料层；72、下C极焊料层；73、下E级焊料层；8、IGBT芯片；9、下焊料层；10、下DBC基板；101、第二上铜层；102、下陶瓷层；103、第二下铜层；104、第四微通道；110、下微通道热沉；111、第二微通道；112、下针状阵列柱。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明实施例公开一种DBC双面微通道制冷IGBT模块。
参照图1-图3，一种DBC双面微通道制冷IGBT模块，包括IGBT芯片8，IGBT芯片8的正面依次连接有端子下焊料层7、G极端子4、C极端子5、端子上焊料层3、上DBC基板2以及上微通道热沉1，其中，G极端子4、E极端子6通过端子上焊料层3与上DBC基板2相连，G极端子4、E极端子6通过端子下焊料层7与IGBT芯片8相连；IGBT芯片8的反面依次连接有下焊料层9、下DBC基板10以及下微通道热沉110，其中，IGBT芯片8通过下焊料层9与下DBC基板10相连接，C极端子5通过端子下焊料层7与下DBC基板10相连接。
G极端子4、C极端子5、E极端子6通过端子上焊料层3与端子下焊料层7相连，共同实现IGBT芯片8与外部的通信功能，G极端子4、C极端子5、E极端子6表面均进行镀镍处理，镀镍厚度为3-5um。端子上焊料层3、端子下焊料层7以及下焊料层9采用纳米银材质，相较于传统的SnAgCu、SnAg、SnPb等锡膏具有较高的耐热和导热性，本发明的IGBT模块集成度较高，有利于减小IGBT模块的体积和重量。
IGBT芯片8在工作时会产生热量，这些热量如果不及时散发出去，就会造成器件失效，本发明的IGBT模块在使用过程中，主要的散热路径分两个方向：一个是从下焊料层9到下微通道热沉110；另一个是从端子下焊料层7经G极端子4、C极端子5、E极端子6、端子上焊料层3到上微通道热沉1。上DBC基板2、IGBT芯片8、下DBC基板10共同形成双面散热结构，增加了IGBT模块的散热面积，相比单面DBC散热结构，能够进一步提升IGBT模块的散热能力。
上微通道热沉1的一侧开设有与上DBC基板2相契合的第一微通道11，上微通道热沉1的另一侧设有上针状阵列柱12；下微通道热沉110的一侧开设有与下DBC基板10相契合的第二微通道111，下微通道热沉110的另一侧设有下针状阵列柱112。
第一微通道11与上DBC基板2的微通道结构相契合，第二微通道111与下DBC基板10的微通道结构相契合，上微通道热沉1与下微通道热沉110的背面均呈针状阵列柱结构。IGBT模块在工作时，采用强制对流的方法进行散热，其中，下针状阵列柱112也可使用翅片式结构。本发明的IGBT模块属于IGBT单管，内含一颗IGBT芯片8。IGBT芯片8的正面通过离子溅射的方式镀银，IGBT芯片8正面银层的厚度应与其反面银层的厚度一致。
上DBC基板2包含第一上铜层21、上陶瓷层22以及第一下铜层23；下DBC基板10包含第二上铜层101、下陶瓷层102以及第二下铜层103。下DBC基板10中的第二上铜层101在生产过程中无需预设图案，厚度为0.3mm。下陶瓷层102为AlN材质，与Si的热膨胀系数匹配，厚度为0.38mm，以提高下陶瓷层102的热导率，该材质的选择是通过多准则决策分析法（MCDM）得出的最优选择，准则层包含热导率、热膨胀系数、机械性能、价格以及重量。
第一上铜层21端面开设有第三微通道211，第二下铜层103端面开设有第四微通道104，第四微通道104与第二微通道111与相契合。第四微通道104的形状可以是矩形、扇形，但不限于此。在本发明实施例中使用的是矩形微通道，第四微通道104宽度为0.4mm，第二上铜层101、第二下铜层103、第一下铜层23与第一上铜层21的厚度为0.3mm，上陶瓷层22与下陶瓷层102的厚度为0.38mm。
上DBC基板2与下DBC基板10均设置为三层结构，中间是陶瓷层，上下均附有铜层，其中，第一上铜层21与第二下铜层103均通过刻蚀的方式预制微通道结构。IGBT芯片8背面采用纳米银焊膏焊接到背面预制微通道结构的下DBC基板10上，芯片正面同样采用纳米银焊膏通过端子焊接到背面预制微通道结构的上DBC基板2上。
上DBC基板2、IGBT芯片8、下DBC基板10共同形成双面散热结构，同时上DBC基板2的第一上铜层21和下DBC基板10的第二下铜层103均预制有微通道结构，进一步增大了IGBT模块的散热面积，相比单面DBC散热结构，采用本发明技术方案的产品热阻可以降低6.8摄氏度。
端子上焊料层3包含一个上G极焊料层31、两个上C极焊料层32以及四个上E级焊料层33；端子下焊料层7包含一个下G极焊料层71、两个下C极焊料层72以及四个下E级焊料层73。
G极端子4、C极端子5以及E极端子6的端部形状均呈弯曲状，用于与外部电路相连，上述端子的弯曲形状与器件电路的结构相匹配，端子镀层厚度为3-5um，进一步提高了IGBT模块的通流能力和散热能力。
IGBT模块工作时，外部驱动电路给G极端子4一个大于IGBT芯片8的栅极驱动电压，将IGBT模块导通，此时，C极端子5和E极端子6之间会有电流通过。本发明的IGBT模块可以根据实际的情况将IGBT芯片数量、FRD芯片数量以及模块体积进行横向和/或纵向叠加，相应的上DBC基板2中的第一下铜层23的图案也会根据实际的电路图进行更改。
本发明实施例还公开一种DBC双面微通道制冷IGBT模块的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤一：预设两个DBC基板，对上DBC基板2的下铜层预设图形；
步骤二：分别对上DBC基板2的上铜层与下DBC基板10的下铜层预制微通道；可通过湿法刻蚀或者是激光刻蚀的方法，也可用二者相结合的方式进行，但不限于此。本发明实施例以矩形结构为例，首先通过激光刻蚀进行预处理，然后根据预制的掩膜图形进行湿法刻蚀，最后进行清洗，制造出所需的微通道结构；
步骤三：进行一次丝网印刷，在第二上铜层101上印刷纳米银焊膏；其中，纳米银焊膏的面积与IGBT芯片背面的面积相同，厚度为0.1-0.8mm之间；
步骤四：进行一次回流焊接，通过焊接炉将IGBT芯片8的背面与第二上铜层101进行焊接，在第二上铜层101上预制两个下C极焊料层72，用于与C极端子5的焊接；
步骤五：进行超声清洗；
步骤六：进行二次印刷，将清洗后的半成品在IGBT芯片8上方进行印刷，将上DBC基板2的第一下铜层23进行印刷；
步骤七：通过载具将印刷好的部件按照预设结构进行组装；
步骤八：进行二次回流焊接，将组装好的产品放入焊接炉中焊接，形成端子上焊料层3和端子下焊料层7，具体的，G极端子4、E极端子6以及第一下铜层23与IGBT芯片8的正面相连接，C极端子5与第二上铜层101相连接；
步骤九：进行超声清洗；
步骤十：将上述半成品通过塑封工艺封装；
步骤十一：进行电性能测试，检测生产得到的IGBT模块是否合格。
本发明实施例一种DBC双面微通道制冷IGBT模块的实施原理为：在使用过程中，主要的散热路径分两个方向：一个是从下焊料层9经第二上铜层101、下陶瓷层102、具有微通道的第二下铜层103到下微通道热沉110；另一个是从端子下焊料层7经G极端子4、C极端子5、E极端子6、端子上焊料层3、第一下铜层23、上陶瓷层22、具有微通道的第一上铜层21到上微通道热沉1。上DBC基板2、IGBT芯片8、下DBC基板10共同形成双面散热结构，增加了IGBT模块的散热面积，相比单面DBC散热结构，能够进一步提升IGBT模块的散热能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种DBC双面微通道制冷IGBT模块，其特征在于，包括：IGBT芯片(8)，所述IGBT芯片(8)的正面依次连接有端子下焊料层(7)、G极端子(4)、E极端子(6)、端子上焊料层(3)、上DBC基板(2)以及上微通道热沉(1)，所述G极端子(4)、E极端子(6)通过端子上焊料层(3)与上DBC基板(2)相连；所述G极端子(4)、E极端子(6)通过端子下焊料层(7)与IGBT芯片(8)相连；所述IGBT芯片(8)的反面依次连接有下焊料层(9)、下DBC基板(10)以及下微通道热沉(110)，所述IGBT芯片(8)通过焊料层与下DBC基板(10)相连接，所述下DBC基板(10)通过端子下焊料层(7)连接有C极端子(5)；所述端子上焊料层(3)包含一个上G极焊料层(31)、两个上C极焊料层(32)以及四个上E级焊料层(33)；所述端子下焊料层(7)包含一个下G极焊料层(71)、两个下C极焊料层(72)以及四个下E级焊料层(73)。
2.根据权利要求1所述的一种DBC双面微通道制冷IGBT模块，其特征在于：所述上微通道热沉(1)的一侧开设有与所述上DBC基板(2)相契合的第一微通道(11)，所述上微通道热沉(1)的另一侧设有上针状阵列柱(12)；下微通道热沉(110)的一侧开设有与所述下DBC基板(10)相契合的第二微通道(111)，所述下微通道热沉(110)的另一侧设有下针状阵列柱(112)。
3.根据权利要求1所述的一种DBC双面微通道制冷IGBT模块，其特征在于：所述上DBC基板(2)包含第一上铜层(21)、上陶瓷层(22)以及第一下铜层(23)；所述下DBC基板(10)包含第二上铜层(101)、下陶瓷层(102)以及第二下铜层(103)。
4.根据权利要求3所述的一种DBC双面微通道制冷IGBT模块，其特征在于：所述第一上铜层(21)端面开设有第三微通道(211)，所述第二下铜层(103)端面开设有第四微通道(104)，所述第四微通道(104)与第二微通道(111)与相契合。
5.根据权利要求1所述的一种DBC双面微通道制冷IGBT模块，其特征在于：所述G极端子(4)、C极端子(5)以及E极端子(6)的端部形状均呈弯曲状，用于与外部电路相连。
6.一种DBC双面微通道制冷IGBT模块的制造方法，其特征在于，包括：
步骤一：预设两个DBC基板，对上DBC基板(2)的第一上铜层(21)预设图形；
步骤二：对第一上铜层(21)与第二下铜层(103)预制微通道；
步骤三：在第二上铜层(101)上印刷纳米银焊膏；
步骤四：通过焊接炉将IGBT芯片(8)的背面通过下焊料层(9)与第二上铜层(101)进行焊接，在所述第二上铜层(101)上预制两个下C极焊料层(72)，用于与C极端子(5)的焊接；
步骤五：进行超声清洗；
步骤六：将清洗后的半成品在IGBT芯片(8)上方进行印刷，将上DBC基板(2)的第一下铜层(23)进行印刷；
步骤七：通过载具进行组装；
步骤八：将组装好的产品放入焊接炉中焊接，G极端子(4)、C极端子(5)、E极端子(6)上方通过上焊料层(3)与第一下铜层(23)相连，具体地，上焊料层(3)包含一个上G极焊料层(31)、两个上C极焊料层(32)以及四个上E级焊料层(33)；G极端子(4)、E极端子(6)下方通过下焊料层(7)与IGBT芯片(8)的正面相连，具体地，下焊料层(7)包含一个下G极焊料层(71)和四个下E级焊料层(73)；C极端子(5)下方通过预制的两个下C极焊料层(72)与第二上铜层(101)相连；
步骤九：进行超声清洗；
步骤十：通过塑封工艺封装。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101276806A (zh) * | 2006-05-24 | 2008-10-01 | 国际整流器公司 | 具有双边的单器件冷却和浸浴冷却的无线连接功率模块 |
| EP2228820A2 (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-15 | General Electric Company | Double side cooled power module with power overlay |
| CN103413797A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-27 | 中国科学院电工研究所 | 一种三维结构单元组装的功率半导体模块 |
| CN105575920A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 现代自动车株式会社 | 双面冷却功率模块及其制造方法 |
| CN106463477A (zh) * | 2014-07-04 | 2017-02-22 | 三菱综合材料株式会社 | 功率模块用基板单元及功率模块 |
| CN107170720A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-15 | 扬州国扬电子有限公司 | 一种叠层封装双面散热功率模块 |
| CN208368501U (zh) * | 2018-06-13 | 2019-01-11 | 富士电机（中国）有限公司 | Igbt模块封装结构及冷却系统 |
| TWM575919U (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-21 | 艾姆勒車電股份有限公司 | Ｉｇｂｔ模組散熱結構改良 |
| CN110797318A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-14 | 上海睿驱微电子科技有限公司 | 一种双面热管冷却的igbt封装结构 |
| CN113838821A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 深圳第三代半导体研究院 | 一种用于SiC平面封装结构的散热件及其制备方法 |
| WO2022213013A1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | Virginia Tech Intellectual Properties Inc. | Double-side cooled power modules with sintered-silver interposers |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10014280B2 (en) * | 2016-03-29 | 2018-07-03 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. | Three dimensional fully molded power electronics module having a plurality of spacers for high power applications |
| CN115244689A (zh) * | 2020-02-14 | 2022-10-25 | 株式会社电装 | 半导体装置 |
-
2023
- 2023-05-05 CN CN202310491035.9A patent/CN116230666B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101276806A (zh) * | 2006-05-24 | 2008-10-01 | 国际整流器公司 | 具有双边的单器件冷却和浸浴冷却的无线连接功率模块 |
| EP2228820A2 (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-15 | General Electric Company | Double side cooled power module with power overlay |
| CN103413797A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-27 | 中国科学院电工研究所 | 一种三维结构单元组装的功率半导体模块 |
| CN106463477A (zh) * | 2014-07-04 | 2017-02-22 | 三菱综合材料株式会社 | 功率模块用基板单元及功率模块 |
| CN105575920A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 现代自动车株式会社 | 双面冷却功率模块及其制造方法 |
| CN107170720A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-15 | 扬州国扬电子有限公司 | 一种叠层封装双面散热功率模块 |
| CN208368501U (zh) * | 2018-06-13 | 2019-01-11 | 富士电机（中国）有限公司 | Igbt模块封装结构及冷却系统 |
| TWM575919U (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-21 | 艾姆勒車電股份有限公司 | Ｉｇｂｔ模組散熱結構改良 |
| CN110797318A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-14 | 上海睿驱微电子科技有限公司 | 一种双面热管冷却的igbt封装结构 |
| CN113838821A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 深圳第三代半导体研究院 | 一种用于SiC平面封装结构的散热件及其制备方法 |
| WO2022213013A1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | Virginia Tech Intellectual Properties Inc. | Double-side cooled power modules with sintered-silver interposers |
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