一種無鍵合的雙面散熱模塊及其制造方法與流程
1.本發明涉及半導體功率模塊技術領域，具體涉及一種無鍵合的雙面散熱模塊及其制造方法。
背景技術：
2.隨著新能源汽車等產業的不斷發展，作為能量轉化和傳輸的核心器件，功率模塊的性能要求也在不斷的提高。小體積、高功率密度、高性能、高可靠性是功率模塊必然的發展方向。
3.雙面散熱模塊有效的提高了模塊的散熱能力，減小了模塊的體積，同時提高了模塊的功率密度和性能，更進一步的立體封裝如公告號cn206864452u提供的一種低寄生電感功率模塊及雙面散熱低寄生電感功率模塊，其可以在平面封裝的基礎上，增加多層結構，進一步減小了模塊的體積，降低了寄生電感，提高了模塊的性能。不過由于目前的封裝設計中間層采用的是銅框架的結構，銅焊接面上下兩層熱容不一致的情況下，容易發生形變，導致芯片受到很大的應力，影響芯片的性能。同時目前的機構，控制信號端，尤其是芯片的柵極，主要是通過鍵合引線的模式引出，不僅 增加了工序，同時也增加了布局的難度。
技術實現要素：
4.針對上述存在的問題，本發明提供一種可以克服上述缺陷的無鍵合的雙面散熱模塊。，包括上面兩層陶瓷覆銅基板和中間低溫共燒陶瓷基板，解決了中間銅層容易變形的問題，同時省去了芯片控制端鍵合的問題。
5.本發明的技術解決方案是：一種無鍵合的雙面散熱模塊，包括上層基板，中間層低溫共燒陶瓷基板、下層基板、功率端子和多個信號端子，其中，所述低溫共燒陶瓷設有無陶瓷區，所述上層基板，中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板焊接形成模塊，所述功率端子包括正極輸入端子、負極輸入端子和功率輸出端子，所述正極輸入端子焊接在所述下層基板上，所述負極輸入端子焊接在所述上層基板上，所述功率輸出端子和信號端子焊接在所述中間層低溫共燒陶瓷基板上，所述中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板上均焊接有芯片和合金墊塊。
6.本發明的進一步改進在于：所述上層基板和下層基板均為陶瓷覆銅基板。
7.本發明的進一步改進在于：所述中間層低溫共燒陶瓷基板的數量為3個，平鋪設置在下層基板的上方。
8.本發明的進一步改進在于：所述上層基板，中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板的焊接處涂覆有免清洗的低溫錫膏。
9.本發明的進一步改進在于：所述模塊內填充有環氧塑封料。
10.本發明還提供了一種無鍵合的雙面散熱模塊的加工方法，具體加工步驟如下，a.把芯片、合金墊塊、正級輸入端子使用焊料焊接到下層基板上；b.把芯片、合金墊塊、功率輸出端子、信號端子使用焊料焊接到中間層低溫共燒陶
瓷基板上；c.把負極輸入端子 使用焊料焊接到上層基板上；d.將上層基板、中間層低溫共燒陶瓷基板以及下層基板的焊接處涂覆上免清洗的錫膏,把三層結構焊接到一起形成模塊；e.把模塊用環氧塑封料填充，形成成品。
11.本發明的進一步改進在于：所述步驟a、b、c中所使用的焊料為高溫焊料，所述步驟d中的錫膏采用低溫錫膏。
12.本發明的進一步改進在于：在于：所述合金墊塊為銅鉬合金墊塊。
13.本發明的有益效果是：1.在模塊的封裝過程中，導入了低溫共燒陶瓷基板，提供了足夠的強度，保證芯片不會承受高的機械應力；2.低溫共燒陶瓷基板內部線路可以保證產品的通流能力，以及控制電路與主電路的絕緣強度；3.低溫共燒陶瓷基板的內部電路也保證了在相同的芯片布局情況下，可以控制電路可以走相對短的路徑，以達到降低模塊寄生電感的作用，同時可以通過焊接的方式取代原有鍵合工藝，減少工藝步驟。
附圖說明
14.圖1是本發明的結構示意圖；圖2、圖3是本發明中下層陶瓷覆銅基板示意圖；圖4、圖5是本發明中中間層低溫共燒陶瓷基板示意圖；圖6、圖7是本發明中上層陶瓷覆銅基板示意圖；其中： 1-上層陶瓷覆銅基板，2-中間層低溫共燒陶瓷基板，3-下層陶瓷覆銅基板，4-信號端子，5-正極輸入端子，6-負極輸入端子，7-功率輸出端子，8-芯片，9
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銅鉬合金墊塊，10-焊料，11-環氧塑封料。
15.具體實施方式。
16.為了加深對本發明的理解，下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本發明，并不對本發明的保護范圍構成限定。
17.實施例1：如圖1，本實施例提供的一種無鍵合的雙面散熱模塊，包括上層陶瓷覆銅基板1，三個中間層低溫共燒陶瓷基板2、下層陶瓷覆銅基板3、功率端子和四個信號端子4，三個所述中間層低溫共燒陶瓷基板3平鋪設置，其中，所述低溫共燒陶瓷設有無陶瓷區，所述功率端子包括正極輸入端子5、負極輸入端子6和功率輸出端子7，所述正極輸入端子5焊接在所述下層陶瓷覆銅基板3上，所述負極輸入端子6焊接在所述上層陶瓷覆銅基板1上，所述功率輸出端子7和四個信號端子4均焊接在所述中間層低溫共燒陶瓷基板2上，所述中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板上均焊接有芯片8和銅鉬合金墊塊9。所述上層陶瓷覆銅基板1，中間層低溫共燒陶瓷基板2和下層陶瓷覆銅基板3通過焊料10焊接形成模塊，由于模塊內部的電路通過低溫共燒陶瓷(由于部分位置中間無陶瓷，上下連通)使得整個回路縮短，三層基板的焊接處涂覆有免清洗的低溫錫膏，所述模塊內填充有環氧塑封料11。
18.本發明還提供了一種無鍵合的雙面散熱模塊的加工方法，具體加工步驟如下，a.把芯片、銅鉬合金墊塊、正級輸入端子使用高溫焊料（pb92.5sn5ag2.5 /287℃）焊接到陶瓷覆銅下層基板上，如圖2、圖3；
b.把芯片、銅鉬合金墊塊、功率輸出端子、信號端子使用高溫焊料（pb92.5sn5ag2.5 /287℃）焊接到中間層低溫共燒陶瓷 基板上，如圖4、圖5；c.把負極輸入端子 使用高溫焊料（pb92.5sn5ag2.5 /287℃）焊接到上層陶瓷覆銅基板上，如圖6、圖7；d.將上層基板、中間層低溫共燒陶瓷基板以及下層基板的焊接處涂覆上免清洗的低溫錫膏（sac305/ 217℃）,把三層結構焊接到一起形成模塊；e.把模塊用環氧塑封料填充，形成成品，如圖1；f. 對成品進行過程老化等質量測試。
19.本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和發明書中描述的只是發明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
技術特征：
1.一種無鍵合的雙面散熱模塊，其特征在于：包括上層基板，中間層低溫共燒陶瓷基板、下層基板、功率端子和多個信號端子，其中，所述低溫共燒陶瓷設有無陶瓷區，所述上層基板，中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板焊接形成模塊，所述功率端子包括正極輸入端子、負極輸入端子和功率輸出端子，所述正極輸入端子焊接在所述下層基板上，所述負極輸入端子焊接在所述上層基板上，所述功率輸出端子和信號端子焊接在所述中間層低溫共燒陶瓷基板上，所述中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板上均焊接有芯片和合金墊塊。2.根據權利要求1所述的一種無鍵合的雙面散熱模塊，其特征在于：所述上層基板和下層基板均為陶瓷覆銅基板。3.根據權利要求1所述的一種無鍵合的雙面散熱模塊，其特征在于：所述中間層低溫共燒陶瓷基板的數量為3個，平鋪設置在下層基板的上方。4.根據權利要求1所述的一種無鍵合的雙面散熱模塊，其特征在于：所述上層基板，中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板的焊接處涂覆有免清洗的低溫錫膏。5.根據權利要求1所述的一種無鍵合的雙面散熱模塊，其特征在于：所述模塊內填充有環氧塑封料。6.根據權利要求1所述的一種無鍵合的雙面散熱模塊的制造方法，其特征在于：具體加工步驟如下，a.把芯片、合金墊塊、正級輸入端子使用焊料焊接到下層基板上；b.把芯片、合金墊塊、功率輸出端子、信號端子使用焊料焊接到中間層低溫共燒陶瓷基板上；c.把負極輸入端子 使用焊料焊接到上層基板上；d.將上層基板、中間層低溫共燒陶瓷基板以及下層基板的焊接處涂覆上免清洗的錫膏,把三層結構焊接到一起形成模塊；e.把模塊用環氧塑封料填充，形成成品。7.根據權利要求6所述的一種無鍵合的雙面散熱模塊的制造方法，其特征在于：所述步驟a、b、c中所使用的焊料為高溫焊料，所述步驟d中的錫膏采用低溫錫膏。8.根據權利要求6所述的一種無鍵合的雙面散熱模塊的制造方法，其特征在于：所述合金墊塊為銅鉬合金墊塊。
技術總結
本發明提供一種無鍵合的雙面散熱模塊及其制造方法，包括上層基板，中間層低溫共燒陶瓷基板、下層基板、功率端子和多個信號端子，其中，所述低溫共燒陶瓷設有無陶瓷區，所述上層基板，中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板焊接形成模塊，所述功率端子包括正極輸入端子、負極輸入端子和功率輸出端子，所述正極輸入端子焊接在所述下層基板上，所述負極輸入端子焊接在所述上層基板上，所述功率輸出端子和信號端子焊接在所述中間層低溫共燒陶瓷基板上，所述中間層低溫共燒陶瓷基板和下層基板上均焊接有芯片和合金墊塊，其在模塊的封裝過程中，導入了低溫共燒陶瓷基板，提供了足夠的強度，且低溫共燒陶瓷基板內部線路可以保證產品的通流能力。流能力。流能力。
