專利名稱：一種半導(dǎo)體功率模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種半導(dǎo)體功率模塊。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體功率模塊(例如IGBT功率模塊)的性能會(huì)由于半導(dǎo)體元件通電產(chǎn)生的熱 量而受到影響，因而，通常將安裝有半導(dǎo)體元件的覆金屬陶瓷基板固定于散熱器(或散熱 板)上，并通過(guò)散熱器來(lái)進(jìn)行有效散熱。當(dāng)半導(dǎo)體元件工作時(shí)，由半導(dǎo)體元件發(fā)出的熱傳遞 至散熱器的過(guò)程中，覆金屬陶瓷基板和散熱器的溫度變高，產(chǎn)生熱膨脹；當(dāng)半導(dǎo)體元件停止 發(fā)熱時(shí)，覆金屬陶瓷基板和散熱器中的溫度降低至室溫，產(chǎn)生冷收縮。如果將覆金屬陶瓷基 板直接安裝在散熱器上，在冷熱循環(huán)過(guò)程中，由于覆金屬陶瓷基板(包括陶瓷基板、正面 金屬板和背面金屬板等部分)以及散熱器的線性熱膨脹系數(shù)的差異會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，并導(dǎo)致 散熱器、覆金屬陶瓷基板發(fā)生變形或者在兩者的結(jié)合界面處產(chǎn)生分裂，因而需要在散熱器 與覆金屬陶瓷基板之間設(shè)置具有兩者中間的線膨脹率的應(yīng)力緩沖層。目前常見(jiàn)的半導(dǎo)體功率模塊在產(chǎn)生熱量的元件下方依次鋪設(shè)雙面覆金屬陶瓷基 板、應(yīng)力緩沖層和散熱器。其中，應(yīng)力緩沖層選擇線膨脹系數(shù)在陶瓷基板和散熱器之間、且 散熱良好的材料，例如氧化鋁覆銅基板(或者氮化鋁覆銅基板)和鋁制散熱器之間的應(yīng)力 緩沖層通常選用鉬銅合金。然而，鉬銅合金的價(jià)格昂貴且密度比較大，這樣增加了模塊的成 本和重量，同時(shí)，在鉬銅合金層和散熱器的連接上需要采用導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱硅脂的熱導(dǎo)率低 (熱導(dǎo)率為3W/mK左右)，因而會(huì)大大降低了模塊整體的散熱能力。中國(guó)公開(kāi)號(hào)為CN101341592A的實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種半導(dǎo)體模塊，包括 陶瓷基板、接合于基板正表面的正面金屬板、接合于背表面的背面金屬板、和接合于該背面 金屬板的散熱器。所述背面金屬板具有面對(duì)散熱器的接合表面。接合表面包括接合區(qū)和非 接合區(qū)。該非接合區(qū)包括沿背面金屬板的厚度方向延伸的凹陷。背面金屬板的接合區(qū)的面 積占背面金屬板的接合表面的總面積的65% 85%。該技術(shù)方案省去了陶瓷基板和散熱 器之間的應(yīng)力緩沖層，而是在背面金屬板的結(jié)合表面上設(shè)置與散熱器直接接觸的結(jié)合區(qū)， 并通過(guò)設(shè)置具有特定形狀和尺寸凹陷的非結(jié)合區(qū)，來(lái)實(shí)現(xiàn)陶瓷基板與散熱器之間的應(yīng)力匹 配，但是這種半導(dǎo)體模塊在實(shí)現(xiàn)熱應(yīng)力匹配的同時(shí)，卻減少了熱傳導(dǎo)的有效面積，難以實(shí)現(xiàn) 熱傳導(dǎo)的最大化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體功率模塊難以同時(shí)兼具良好的散熱性 能和熱應(yīng)力緩和性能的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體功率模塊，包括散熱器；覆金屬陶瓷基板，安裝于所述散熱器上，包括具有正表面和背表面的陶瓷基板、 設(shè)于所述陶瓷基板正表面的正面金屬板、以及設(shè)于所述陶瓷基板背表面的背面金屬板；[0009]半導(dǎo)體元件，焊接于所述正面金屬板上；殼體，內(nèi)置并密封所述半導(dǎo)體元件；其中，所述散熱器朝向背面金屬板的一端設(shè)有冷卻槽，所述背面金屬板固定于散 熱器上并密封所述冷卻槽。優(yōu)選地，所述散熱器上設(shè)有與所述背面金屬板相適配的下凹結(jié)構(gòu)，所述冷卻槽設(shè) 于下凹結(jié)構(gòu)的下方，所述背面金屬板安裝于下凹結(jié)構(gòu)內(nèi)并密封所述冷卻槽的槽口。優(yōu)選地，所述散熱器與所述背面金屬板相接觸的端面設(shè)為結(jié)合面，所述結(jié)合面設(shè) 有冷卻區(qū)和結(jié)合區(qū)；所述冷卻區(qū)由所述冷卻槽的槽口形成，冷卻區(qū)的面積占所述結(jié)合面總 面積的35 70%。優(yōu)選地，所述結(jié)合區(qū)設(shè)于所述冷卻區(qū)的周緣，其與背面金屬板之間設(shè)有連接層；所 述背面金屬板與結(jié)合區(qū)通過(guò)連接層相連接并相應(yīng)的密封所述冷卻區(qū)。優(yōu)選地，所述冷卻槽的進(jìn)、出水端分別設(shè)有進(jìn)、出水管，所述進(jìn)、出水管的設(shè)置高度 低于所述冷卻槽的設(shè)置高度。優(yōu)選地，所述冷卻槽為彎折槽，其進(jìn)、出水端朝向散熱器的同一側(cè)，其橫截面呈圓 弧形、方形或者U形。優(yōu)選地，所述背面金屬板的長(zhǎng)寬尺寸大于所述陶瓷基板以及正面金屬板。優(yōu)選地，所述陶瓷基板是厚度為0. 1 1. 5mm的氧化鋁陶瓷板或者厚度為0. 3 1. 5mm的氮化鋁陶瓷板；所述正面金屬板是厚度為0. 3 0. 6mm的鋁板或鋁合金板；所述背 面金屬板是厚度為1 3mm的鋁合金板。優(yōu)選地，所述殼體固定于背面金屬板上，殼體內(nèi)置所述陶瓷基板、正面金屬板以及 半導(dǎo)體元件，并且殼體內(nèi)的空隙部分灌封有導(dǎo)熱體。優(yōu)選地，所述背面金屬板超出陶瓷基板的部分設(shè)置固定部，所述固定部上設(shè)有固 定孔，所述殼體的外緣相應(yīng)的設(shè)有通孔，所述散熱器上相應(yīng)的設(shè)有安裝孔；通過(guò)固定件依次 連接所述通孔、固定孔以及安裝孔，所述殼體、背面金屬板固定于所述散熱器上。實(shí)施本實(shí)用新型半導(dǎo)體功率模塊的有益效果通過(guò)將覆金屬陶瓷基板的背面金屬 板固定于散熱器上并密封散熱器上的冷卻槽，使背面金屬能夠與冷卻槽內(nèi)流通的冷卻循環(huán) 水直接接觸，因而，半導(dǎo)體元件工作中的熱量能夠通過(guò)覆金屬陶瓷基板直接傳導(dǎo)至散熱器 中的冷卻循環(huán)水，實(shí)現(xiàn)迅速散熱；同時(shí)，由于芯片產(chǎn)生的熱量能被迅速帶走，使得模塊整體 溫度保持在60°C以下，縮小了升降溫區(qū)間，能夠有效的緩和半導(dǎo)體功率模塊在冷熱循環(huán)過(guò) 程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力?？傊緦?shí)用新型的半導(dǎo)體功率模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱迅速，降低冷、熱循 環(huán)引起的熱應(yīng)變，在實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的散熱性能的同時(shí)能夠有效防止半導(dǎo)體功率模塊由于熱應(yīng)力 而引起的變形或破裂，提高了模塊整體的可靠性。

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的半導(dǎo)體功率模塊的示意圖；圖2是圖1中所示的散熱器的俯視圖；圖3是圖2所示的散熱器沿A-A方向的剖視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體功率模塊的第一實(shí)施例的示意圖；所述半導(dǎo)體 功率模塊，主要包括作為散熱裝置的散熱器7、安裝于散熱器7上的覆金屬陶瓷基板、以及 焊接于覆金屬陶瓷基板上的半導(dǎo)體元件1。其主要改進(jìn)之處在于，所述散熱器7朝向覆金屬陶瓷基板的一端設(shè)有用于流通冷 卻水(或者其他冷卻液)的冷卻槽6，所述覆金屬陶瓷基板固定于所述散熱器7上并密封所 述冷卻槽6，使其能夠與冷卻槽6內(nèi)循環(huán)流通的冷卻水直接接觸；從而使得半導(dǎo)體元件1產(chǎn) 生的熱量能夠通過(guò)覆金屬陶瓷基板直接傳導(dǎo)至散熱器7內(nèi)流通的冷卻循環(huán)水中，實(shí)現(xiàn)迅速 散熱。以下就覆金屬陶瓷基板、散熱器7的具體結(jié)構(gòu)和連接方式進(jìn)行詳述。所述覆金屬陶瓷基板包括具有正表面和背表面的陶瓷基板3、設(shè)于所述陶瓷基 板3正表面的正面金屬板2、以及設(shè)于所述陶瓷基板3背表面的背面金屬板4。其中，所述陶瓷基板3由氧化鋁或氮化鋁制成，呈正方形或者長(zhǎng)方形，一般選用厚 度為0. 1 1. 5mm的氧化鋁陶瓷板或厚度為0. 3 1. 5mm的氮化鋁陶瓷板，長(zhǎng)度為28 32mm，寬度為28 32mm。在本實(shí)施例中，選用尺寸為30mmX30mmX0. 38mm的氧化鋁陶瓷 板。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)半導(dǎo)體功率模塊的具體設(shè)計(jì)確定陶瓷基板3的尺寸。所述正面金屬板2作為導(dǎo)線層用于安裝半導(dǎo)體元件1，半導(dǎo)體元件1包括半導(dǎo)體芯 片、導(dǎo)電連接件(未圖示)等，半導(dǎo)體芯片采用現(xiàn)有的錫焊方式焊接于正面金屬板2上，并 通過(guò)導(dǎo)電連接件(未圖示)與電極相連接。所述正面金屬板2可選用純鋁或鋁合金制成，呈 正方形或者長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)度為24 30mm，寬度為24 30mm，厚度為0. 3 0. 6mm。在本實(shí) 施例中，正面金屬板2采用尺寸為28mmX28mmX0. 3mm的工業(yè)純鋁(1000系列)制成。在實(shí) 際應(yīng)用中，可根據(jù)半導(dǎo)體功率模塊的設(shè)計(jì)具體確定正面金屬板2的尺寸并蝕刻出圖案。一 般來(lái)說(shuō)，正面金屬板2的長(zhǎng)度和/或?qū)挾刃∮诨蛘叩扔谔沾苫?，優(yōu)選其長(zhǎng)度和寬度均比 陶瓷基板3小2 4mm，以便于正面金屬板2在陶瓷基板3上的安裝。所述背面金屬板4作為連接陶瓷基板3和散熱器7的連接層，直接固定于散熱器 7上。背面金屬板4采用鋁合金制成，呈正方形或者長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)度為32 40mm，寬度為 32 40mm，厚度為1 3mm ；在本實(shí)施例中，背面金屬板4采用尺寸為35mmX 35mmX 1. 5mm 的鎂鋁合金(5A02系列)制成。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)半導(dǎo)體功率模塊的設(shè)計(jì)具體確定背 面金屬板4的尺寸，但是背面金屬板4的長(zhǎng)度和/或?qū)挾葢?yīng)大于陶瓷基板3，優(yōu)選其長(zhǎng)度和 寬度均比陶瓷基板3大4 10mm，其超出陶瓷基板3的部分設(shè)為固定部40，便于直接與散 熱器7相連接并密封冷卻槽6，從而與流經(jīng)冷卻槽6中的冷卻循環(huán)水直接接觸；并且，所述 固定部40的兩側(cè)預(yù)設(shè)有固定孔41，用于緊固背面金屬板4。制作時(shí)，將正面金屬板2和背面金屬板4通過(guò)真空釬焊的方式，分別焊接于陶瓷基 板3的正表面和背表面，并根據(jù)半導(dǎo)體功率模塊的電路設(shè)計(jì)，在正面金屬板2上蝕刻電路并 相應(yīng)的安裝半導(dǎo)體元件1，覆金屬陶瓷基板的制作可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。參閱圖2及圖3，圖2是圖1中所示的散熱器的俯視圖；圖3所示是圖2中的散熱 器沿A-A方向的剖視圖。本實(shí)用新型的散熱器7與覆金屬陶瓷基板配合設(shè)置，并經(jīng)過(guò)特殊的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，散熱器7朝向覆金屬陶瓷基板的一端設(shè)有與背面金屬板4相適配的下凹結(jié)構(gòu)70，并設(shè)有特殊的冷卻水通道結(jié)構(gòu)，該冷卻水通道結(jié)構(gòu)為能使冷卻水與背面金屬板4直接接觸 的冷卻槽6結(jié)構(gòu)。該冷卻槽6位于該下凹結(jié)構(gòu)70的下方，背面金屬板4安裝于該下凹結(jié)構(gòu) 70內(nèi)并密封冷卻槽6的槽口，以使在冷卻槽6內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的冷卻水能與背面金屬板4直接 接觸。具體來(lái)說(shuō)，如圖2所示，所述冷卻槽6為彎折槽，具有數(shù)個(gè)圓弧過(guò)渡的轉(zhuǎn)角，其橫截 面呈圓弧形、方形或者U形，例如冷卻槽6的橫截面可以是邊長(zhǎng)為3 6mm的正方形，或者 直徑為3 6mm的圓形。在本實(shí)施例中，所述冷卻槽6為橫截面呈正方形(邊長(zhǎng)為4mm)的 彎折槽，具有三個(gè)圓弧過(guò)渡的轉(zhuǎn)角，并且，冷卻槽6的進(jìn)、出水端朝向散熱器7的同一側(cè)，在 實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)半導(dǎo)體功率模塊的設(shè)計(jì)具體確定冷卻槽的形狀和尺寸。在所述冷卻槽 6的進(jìn)、出水端分別連接有進(jìn)、出水管61、62，所述進(jìn)、出水管61、62為直管，其橫截面呈圓形 或者方形，在本實(shí)施例中，所述進(jìn)、出水管61、62水平設(shè)置于散熱器7的同一側(cè)，方便連接外 部水源。參閱圖3，值得一提的是，所述進(jìn)、出水管61、62的設(shè)置高度低于所述冷卻槽6的設(shè) 置高度，其與冷卻槽6的連接處為彎轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，以方便背面金屬板4與冷卻槽6的密封連接。參閱圖1及圖3，所述下凹結(jié)構(gòu)70的長(zhǎng)寬尺寸與所述背面金屬板4相一致，其深 度為0. 5 5mm，優(yōu)選與所述背面金屬板4的厚度相等；下凹結(jié)構(gòu)70的設(shè)置有利于背面金 屬板4的準(zhǔn)確定位，并方便背面金屬板4對(duì)冷卻槽6的密封。值得一提的是，所述下凹結(jié)構(gòu) 70與背面金屬板4相接觸的端面設(shè)為結(jié)合面，所述結(jié)合面設(shè)有冷卻區(qū)71和結(jié)合區(qū)72，所述 冷卻區(qū)71由冷卻槽6的槽口形成，冷卻區(qū)71的面積占所述結(jié)合面總面積的35 70%，能 夠保證背面金屬板4與冷卻水的有效接觸面積。在本實(shí)施例中，所述冷卻區(qū)71由所述具有 三個(gè)圓弧轉(zhuǎn)角的冷卻槽6的槽口形成，冷卻區(qū)71的面積占所述結(jié)合面總面積的40%左右。可以理解的是，背面金屬板4對(duì)冷卻槽6的槽口(即冷卻區(qū)71)的密封，是通過(guò)其 與結(jié)合區(qū)72的連接實(shí)現(xiàn)的，因而，所述結(jié)合區(qū)72設(shè)于所述冷卻區(qū)71的周緣(參閱圖2)， 以便于背面金屬板4密封所述冷卻區(qū)71。所述背面金屬板4與結(jié)合區(qū)72的連接方式有多 種，例如可采用塑膠粘接(如環(huán)氧樹(shù)脂5)、焊料真空焊接(如鋁硅焊料)以及激光焊接等 方式進(jìn)行連接。在本實(shí)施例中，于散熱器7的結(jié)合區(qū)72上涂覆一層環(huán)氧樹(shù)脂5，再將背面金 屬板4相應(yīng)的安裝于下凹結(jié)構(gòu)70中，背面金屬板4與結(jié)合區(qū)72通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂5相粘結(jié)并 相應(yīng)的密封所述冷卻區(qū)71。更進(jìn)一步地，所述散熱器7相應(yīng)于背面金屬板4上的兩固定孔 41設(shè)有兩安裝孔73，用于將背面金屬板4緊固于散熱器7上。上述散熱器7優(yōu)選具有良好散熱性能的鋁制散熱器7，具有上述結(jié)構(gòu)的鋁制散熱 器7可采用鑄造或者機(jī)加工方式制得。如圖1所示，在半導(dǎo)體功率模塊中，進(jìn)一步設(shè)置有殼體9，所述殼體9固定于背面金 屬板4上，殼體9內(nèi)置所述陶瓷基板3、正面金屬板2以及半導(dǎo)體元件1，殼體9的外緣相應(yīng) 于背面金屬板4的兩固定孔41設(shè)有兩通孔91，用于將殼體9緊固于背面金屬板4上。并 且，殼體9內(nèi)的空隙部分灌封有導(dǎo)熱硅脂10 (或?qū)崮z)，以促進(jìn)半導(dǎo)體元件1的熱量向外 傳導(dǎo)，同時(shí)起到保護(hù)和固定半導(dǎo)體元件1的作用。半導(dǎo)體功率模塊安裝時(shí)，1)、將覆金屬陶瓷基板與散熱器7對(duì)應(yīng)安裝將覆金屬陶 瓷基板的背面金屬板4置于散熱器7的下凹結(jié)構(gòu)70中，通過(guò)在下凹結(jié)構(gòu)70的結(jié)合區(qū)72涂 覆環(huán)氧樹(shù)脂層5，背面金屬板4與散熱器7相連接并密封散熱器7的冷卻槽6槽口，然后在 正面金屬板2上錫焊半導(dǎo)體元件。2)、將殼體9與覆金屬陶瓷基板對(duì)應(yīng)安裝將殼體9放置于背面金屬板4上，并內(nèi)置陶瓷基板3、正面金屬板2、以及半導(dǎo)體元件，然后在殼體9內(nèi)灌 封導(dǎo)熱硅脂10 ；3)、通過(guò)兩個(gè)螺栓8順序穿過(guò)殼體9的通孔91、背面金屬板4的固定孔41 螺接于散熱器7的安裝孔73中，將殼體9、覆金屬陶瓷基板緊固于散熱器7上。當(dāng)半導(dǎo)體功率模塊工作時(shí)，通過(guò)進(jìn)、出水管61使冷卻槽6內(nèi)循環(huán)流通冷卻水，由于 背面金屬板4與冷卻槽6內(nèi)流通的冷卻水相接觸，半導(dǎo)體元件工作中的熱量能夠通過(guò)背面 金屬板4直接傳導(dǎo)至冷卻循環(huán)水中，實(shí)現(xiàn)迅速散熱；同時(shí)由于半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱量能被 迅速帶走，使得模塊整體溫度保持在60°C以下，縮小了升降溫區(qū)間，能夠有效緩和半導(dǎo)體功 率模塊在冷熱循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力。本實(shí)用新型第二實(shí)施例的半導(dǎo)體功率模塊與第一實(shí)施例相似，不同之處在于，所 述陶瓷基板采用尺寸為30mmX30mmX0. 635mm的氮化鋁陶瓷；所述正面金屬板采用尺寸為 30mmX28mmX0. 5mm的鋁合金片，焊錫于陶瓷基板的正表面；所述背面金屬板采用尺寸為 36mmX 36mmX0. 5mm的鋁合金片，焊錫于陶瓷基板的背表面，同時(shí)，背面金屬板采用鋁硅焊 料(硅含量為6. 5%到15%，厚度為20到70 μ m)真空焊接或激光焊接固定在散熱器7上。另外，在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，散熱器可以為其它結(jié)構(gòu)，例如散熱器上不 設(shè)置下凹結(jié)構(gòu)，而是將背面金屬板直接密封固定于散熱器的上端面上；再例如散熱器上 設(shè)置的冷卻槽不是彎折槽，而是通過(guò)設(shè)置數(shù)個(gè)直槽并通過(guò)進(jìn)、出水管相連通來(lái)實(shí)現(xiàn)散熱的 目的，可以理解的是，能夠使背面金屬板與冷卻水直接接觸，并保證冷卻水能夠得到有效密 封的散熱器結(jié)構(gòu)，均滿足本實(shí)用新型的要求。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種半導(dǎo)體功率模塊，包括散熱器(7)；覆金屬陶瓷基板，安裝于所述散熱器(7)上，包括具有正表面和背表面的陶瓷基板(3)、設(shè)于所述陶瓷基板(3)正表面的正面金屬板(2)、以及設(shè)于所述陶瓷基板(3)背表面的背面金屬板(4)；半導(dǎo)體元件(1)，焊接于所述正面金屬板(2)上；殼體(9)，內(nèi)置并密封所述半導(dǎo)體元件(1)；其特征在于，所述散熱器(7)朝向背面金屬板(4)的一端設(shè)有冷卻槽(6)，所述背面金屬板(4)固定于散熱器(7)上并密封所述冷卻槽(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述散熱器(7)上設(shè)有與所述 背面金屬板(4)相適配的下凹結(jié)構(gòu)(70)，所述冷卻槽(6)設(shè)于下凹結(jié)構(gòu)(70)的下方，所述 背面金屬板(4)安裝于下凹結(jié)構(gòu)(70)內(nèi)并密封所述冷卻槽(6)的槽口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述散熱器(7)與所述 背面金屬板(4)相接觸的端面設(shè)為結(jié)合面，所述結(jié)合面設(shè)有冷卻區(qū)(71)和結(jié)合區(qū)(72)；所 述冷卻區(qū)(71)由所述冷卻槽(6)的槽口形成，冷卻區(qū)(71)的面積占所述結(jié)合面總面積的 35 70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述結(jié)合區(qū)(72)設(shè)于所述冷 卻區(qū)(71)的周緣，其與背面金屬板(4)之間設(shè)有連接層(5)；所述背面金屬板(4)與結(jié)合 區(qū)(72)通過(guò)連接層(5)相連接并相應(yīng)的密封所述冷卻區(qū)(71)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述冷卻槽(6)的進(jìn)、出 水端分別設(shè)有進(jìn)、出水管(61、62)，所述進(jìn)、出水管(61、62)的設(shè)置高度低于所述冷卻槽(6) 的設(shè)置高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述冷卻槽(6)為彎折槽，其 進(jìn)、出水端朝向散熱器(7)的同一側(cè)，其橫截面呈圓弧形、方形或者U形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述背面金屬板(4)的長(zhǎng) 寬尺寸大于所述陶瓷基板(3)以及正面金屬板(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述陶瓷基板(3)是厚度為 0. 1 1. 5mm的氧化鋁陶瓷板或者厚度為0. 3 1. 5mm的氮化鋁陶瓷板；所述正面金屬板 (2)是厚度為0. 3 0. 6mm的鋁板或鋁合金板；所述背面金屬板(4)是厚度為1 3mm的 鋁合金板。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述殼體(9)固定于背面金屬 板⑷上，殼體(9)內(nèi)置所述陶瓷基板(3)、正面金屬板⑵以及半導(dǎo)體元件(1)，并且殼體 (9)內(nèi)的空隙部分灌封有導(dǎo)熱體(10)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體功率模塊，其特征在于，所述背面金屬板(4)超出陶 瓷基板(3)的部分設(shè)置固定部(40)，所述固定部(40)上設(shè)有固定孔(41)，所述殼體(9)的 外緣相應(yīng)的設(shè)有通孔(91)，所述散熱器(7)上相應(yīng)的設(shè)有安裝孔(73)；通過(guò)固定件依次連 接所述通孔(91)、固定孔(41)以及安裝孔(73)，所述殼體(9)、背面金屬板(4)固定于所述 散熱器(7)上。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體功率模塊，包括散熱器；覆金屬陶瓷基板，安裝于所述散熱器上，包括具有正表面和背表面的陶瓷基板、設(shè)于所述陶瓷基板正表面的正面金屬板、以及設(shè)于所述陶瓷基板背表面的背面金屬板；半導(dǎo)體元件，焊接于所述正面金屬板上；殼體，內(nèi)置并密封所述半導(dǎo)體元件；其中，所述散熱器朝向背面金屬板的一端設(shè)有冷卻槽，所述背面金屬板固定于散熱器上并密封所述冷卻槽。本實(shí)用新型的半導(dǎo)體功率模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱迅速，在實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的散熱性能的同時(shí)能夠有效的緩和半導(dǎo)體功率模塊在冷熱循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力，提高了模塊整體的可靠性。
文檔編號(hào)H01L23/42GK201667332SQ20102015014
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者林信平, 林勇釗, 陳永恒 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司