一种具备金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块及其制备方法技术

技术编号:42594477 阅读:17 留言:0更新日期:2024-09-03 18:08
本发明专利技术属于电力电子技术领域,公开了一种具备金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块及其制备方法,双面水冷功率模块,由金刚石/铜垫片,功率芯片,基板,金属焊料,散热器,功率端子等组装制备而成。金刚石/铜垫片可通过高温高压或气压烧结工艺制备而成。对垫片进行打磨和表面修饰增强其与DBC基板的可焊性。基于该金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块,预期在同等条件下相对常规钼片、钼铜等金属垫片的双面水冷功率模块,最大减少20%热阻,温度循环能力提升8倍。本发明专利技术公开的具有金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块具有低热阻、强散热、高可靠的特点,工艺简单,成本可控,适用于电力电子领域的批量生产,具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子,尤其涉及一种具备金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块及其制备方法


技术介绍

1、风电光伏、新能源、电动车、电力电子化电力系统等领域的飞速发展,推动了功率半导体电力电子设备向着高集成化、高功率密度方向发展。功率模块的高密度集成及高可靠性要求,对其封装结构和散热效率提出了更高的要求。

2、传统的功率模块采用单面冷却结构,将散热部件连接到功率模块金属底板底部,功率芯片运行损耗产生的热量通过绝缘基板、底板单方向单路径传导至散热器进行散热。在单面散热结构中,传热通道有限,热阻较大,造成芯片与散热面的温差大。在长期使用过程中,芯片容易因热量聚集,温度过高而损毁,出现可靠性问题。与单面散热结构相比,双面冷却结构在功率芯片两侧均焊接有dbc基板,且dbc基板的外侧与散热器相连接,可实现双面散热以提高散热效率。在双面冷却模块中,芯片上表面与dbc基板之间通过金属垫片相连接进行热量传输。

3、目前,常规的垫片采用金属钼,铜或钼铜合金等,现有金属垫片与功率芯片及dbc陶瓷板间热膨胀系数的差异使焊层承受较大的热应力,降低了功率模块的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具备金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的双面水冷功率模块,其特征在于,金刚石/铜垫片设计为上下两层,分别位于功率芯片的上方和下方,以通过两层垫片将功率芯片产生的热量高效地传导至基板。

3.根据权利要求1所述的双面水冷功率模块,其特征在于,基板选自但不限于AlN、Si3N4、Al2O3、BeO等AMB或DBC基板,以提供良好的电气性能和热传导性能。

4.根据权利要求1所述的双面水冷功率模块,其特征在于,金属焊料选自但不限于含铅/不含铅焊料,金锡焊料,纳米/微米银膏,纳米/微米铜膏等,以确保功率芯片、金刚石...

【技术特征摘要】

1.一种具备金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的双面水冷功率模块,其特征在于,金刚石/铜垫片设计为上下两层,分别位于功率芯片的上方和下方,以通过两层垫片将功率芯片产生的热量高效地传导至基板。

3.根据权利要求1所述的双面水冷功率模块,其特征在于,基板选自但不限于aln、si3n4、al2o3、beo等amb或dbc基板,以提供良好的电气性能和热传导性能。

4.根据权利要求1所述的双面水冷功率模块,其特征在于,金属焊料选自但不限于含铅/不含铅焊料,金锡焊料,纳米/微米银膏,纳米/微米铜膏等,以确保功率芯片、金刚石/铜垫片和基板之间的电气连接稳定可靠,并在高温、高负荷条件下保持良好的导热性能和结构强度。

5.一种具备金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块制备方法,其特征在于,所述具备金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块制备方法包括:

6.根据权利要求5所述的具备金刚石/铜垫片的双面水冷功率模块制备方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:辛国庆张荣刘泽鑫李康勇方力申浩然陈佳亮
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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